[01728851]糖化酶中葡萄糖苷转移酶的酶学性质及去除方法研究与应用

1、该研究属于轻工领域。2、项目的研究背景糖化酶是工业生产中常用的一种酶制剂，系统名为淀粉α-1，4-葡聚糖葡萄糖水解酶，可以水解淀粉、糊精等生成葡萄糖，它广泛应用于葡萄糖工业和味精、柠檬酸和酒精等发酵与食品行业，是中国主要的酶制剂。葡萄糖苷转移酶又称转苷酶，它可切开麦芽糖的α-1,4键，并将游离出的一个葡萄糖残基转移到另一个葡萄糖或麦芽糖分子的α-1,6键上，生成非发酵性的潘糖和异麦芽糖等低聚糖，葡萄糖苷转移酶的存在将严重影响淀粉原料的利用率和葡萄糖生产中最终产品的纯度和产率，同时异麦芽糖的存在还有碍葡萄糖的结晶析出。糖化酶中转苷酶的含量越高，这种影响就越大。中国生产的糖化酶同与国际同类产品相比，存在葡萄糖苷酶含量高，糖转化率低，杂糖含量高等弊端。该省是发酵工业大省，仅莲花生产味精一年就约消耗40万吨淀粉糖，再加上天方、天冠等大型企业及食品生产企业，所需糖化酶的量也是相当大的，河南的酶制剂生产企业生产的糖化酶也普遍存在这样的问题。所以很有必要开展国产糖化酶中葡萄糖苷转移酶的去除方法研究，提高国产糖化酶的质量，为国家节约大量的外汇，给企业带来良好的经济效益和社会效益，促进该省发酵产业的良性发展。3、主要内容及特点：为了提高糖化酶的糖化效率，降低葡萄糖苷转移酶的酶活，需要进一步了解葡萄糖苷转移酶的酶学性质，从而找到去除葡萄糖苷转移酶的有效方法。从2003年1月1日至2006年12月31日，课题组该研究以市售糖化酶为研究对象，对其进行了电泳级纯化，同时研究了糖化酶和葡萄糖苷转移酶的酶学特性，从酶学特性的差异入手，确立了适当的去除方法，达到了与进口糖化酶相同的糖化效果。经过实验室试验和生产实际应用，取得了良好的应用效果和经济社会效益，达到了预期的研究目标。该研究主要取得了两方面的成果：一是通过盐析、电泳分析、DEAE-52柱层析及酶谱检测，发现该酶既有糖化酶活性又具有葡萄糖苷转移酶活性。二是通过对电泳级纯糖化酶部分酶学特性的研究发现，较低的pH值条件可以提高糖化酶/葡萄糖苷转移酶的活性比值，为工业用糖化酶制剂中葡萄糖苷转移酶活性的抑制奠定了基础。通过调节pH值、添加表面活性剂SDS(十二烷基磺酸钠)及添加异淀粉酶等措施，提高了糖化效率和葡萄糖得率。2009年8月通过省科技厅成果鉴定(豫科鉴委字[2009[第413号)，专家鉴定意见为该研究居国内同领域领先水平。2010年5月获河南省教育厅科学技术成果二等奖。4、应用范围及推广情况：研究成果先后在该省的酶制剂生产龙头企业河南仰韶生化工程有限公司及国家大型发酵企业河南莲花味精股份有限公司进行了技术推广和示范，近五年来，增收节支上亿元，为企业带来了巨大的经济效益和良好的社会效益，有力地推动了该省发酵工业的技术进步和产业发展。