嵌合突变嗜酸普鲁兰芽孢杆菌普鲁兰酶结构域B对酶学性质及功能的影响

为考察嗜酸普鲁兰芽孢杆菌(Bacillus acidopullulyticus)普鲁兰酶结构域B对热稳定性及其他酶学特性和功能的影响,采用嵌合蛋白技术将B.acidopullulyticus普鲁兰酶的结构域B置换为Geobacillus thermoleovorans普鲁兰酶结构域B。嵌合突变体在60℃下的半衰期由34.9 min提高至168.4 min,解折叠一半时的温度由65℃提高至72℃,嵌合突变体较野生型具有更加优良的动力学稳定性和热动力学稳定性。结构域B置换后,最适pH碱向偏移至pH6.5,最适温度提高至70℃。比酶活及底物特异性实验结果显示,嵌合突变削弱了酶分子与普鲁兰多糖的结合,转而有利于与糊精及可溶性淀粉的结合。淀粉糖化结果显示,嵌合突变不影响突变体的实际应用性能。上述结果表明,B.acidopullulyticus普鲁兰酶结构域B对酶蛋白酶学性质影响显著,可通过同源置换构建适合于不同淀粉糖化工艺的突变体。     

小麦淀粉加工废液制备葡萄糖浆的糖化工艺优化

以降黏和液化后的小麦加工副产物为原料,将原料中的小麦淀粉制备为葡萄糖浆,并优化其糖化工艺以提高葡萄糖的回收率。探究葡萄糖淀粉酶添加量、普鲁兰酶添加量、糖化时间、糖化温度和糖化pH各单因素对糖化液还原糖含量(DE值)的影响。通过响应面实验得出最优工艺参数为葡萄糖淀粉酶添加量300 U/g、普鲁兰酶添加量0.17 U/g、糖化温度62 ℃、糖化pH3.9,糖化时间36 h,得到的DE值为69.45%。进一步通过高效液相-蒸发光散射检测法,测出淀粉转化率为78. 70%,葡萄糖总回收率为23.82%。说明从小麦加工废液中制取葡萄糖浆是切实可行的,对实际生产有着重要的指导意义。     

酶法制备玉米微孔淀粉比较研究

对葡萄糖淀粉酶、α-淀粉酶及普鲁兰酶水解玉米淀粉制备玉米微孔淀粉进行比较研究。研究表明:葡萄糖淀粉酶水解作用最强,α-淀粉酶和普鲁蓝酶的水解作用最弱,但若选择葡萄糖淀粉酶与α-淀粉酶复配使用能提高其水解率。水解率与其吸附量和吸油率不成正相关关系,淀粉水解率控制在50%为宜。     

麦芽寡糖醇高效制备新方法的研究

麦芽寡糖醇是近年来发现的现代食品工业中重要的糖醇,其中由麦芽三糖衍生而得的麦芽三糖醇的含量决定了其质量与用途。以玉米淀粉为原料,首先研究耐高温α-淀粉酶对淀粉的液化作用,制得特定液化度的淀粉液化液;然后探究普鲁兰酶、β-淀粉酶和中温α-淀粉酶在淀粉糖化阶段的作用,获得高麦芽三糖含量的低聚麦芽寡糖。由此通过加氢反应制得高麦芽三糖醇含量的低聚麦芽寡糖醇。淀粉液化与糖化的最佳条件是:以25%(w/v)淀粉乳开始,控制淀粉液化后的DE值为20,分别按8、100、16 U/g的添加量同步加入普鲁兰酶、β-淀粉酶和中温α-淀粉酶,在pH5.5、55℃下糖化10 h。所得糖液经加氢制得的糖醇中麦芽三糖醇占42.18%、麦芽糖醇占48.51%,总低聚糖醇转化率达到98.76%。研究结果可指导高品质麦芽寡糖醇及其相关产品的高效制造。     

地衣芽胞杆菌α-淀粉酶耐热耐酸突变体的酶学性质

地衣芽胞杆菌α-淀粉酶(Bacillus licheniformisα-amylase,BLA)的耐热耐酸性特征,是其在淀粉酶法加工中最重要的应用属性。在通过人工进化获得BLA突变体V-2的基础上,该研究对其酶学性质进行了较全面的分析。突变体V-2在80℃和pH 5. 5下表现出最高酶活力,最适作用温度和pH较BLA提高了10℃和降低了0.5～1.0个pH值,其耐热性和耐酸性显著优于BLA,该突变体的酶活力对金属离子特别是Ca²⁺的依赖性显著降低,该酶对淀粉水解作用明显优于BLA,其催化效率是BLA的33倍。     

产耐热普鲁兰酶菌株的分离、筛选与鉴定

从某火山口的土壤样品中分离筛选得到了一株产耐热普鲁兰酶菌株T-10,酶活力为1.22 U/m L。经形态特征观察、生理生化特征实验以及16S r DNA序列同源性分析,确定该菌株为解淀粉芽孢杆菌。酶学性质研究表明:该普鲁兰酶的最适温度是60℃,在70℃保温4 h后活力残留60%以上;最适p H值为6.0,p H 3.0~8.0在室温保存4 h后相对酶活力大约为70%。目前,鲜有发现产耐热普鲁兰酶的菌株为解淀粉芽孢杆菌,其具备良好的应用前景。     

不同酶制备木薯抗性淀粉的性质比较

以木薯淀粉为原料,用耐高温α-淀粉酶和普鲁兰酶分别制备了RS3型抗性淀粉,并对其直链淀粉含量、冻融稳定性、持水性进行测定与比较。结果表明,α-淀粉酶制备抗性淀粉含量在9.4%～12.4%之间,直链淀粉含量随着酶解作用降低,且直链淀粉含量高的抗性淀粉其冻融稳定性略低,持水性保持在3.7～5.8g/g之间波动不明显。普鲁兰酶制备抗性淀粉含量在4%～7.9%之间,直链淀粉含量不一定随着酶解作用而增加,且直链淀粉含量高的抗性淀粉其冻融稳定性和持水性高。耐高温α-淀粉酶制备的木薯抗性淀粉含量、冻融稳定性高于普鲁兰酶,对直链淀粉含量的影响较直观,但持水性低于普鲁兰酶。      

小麦B淀粉的糖化工艺

以谷朊粉生产过程中的副产物B淀粉为原料,通过测定反应液DE值得变化,分析糖化时间、糖化酶添加量、普鲁兰酶添加量以及糖化酶和普鲁兰酶协同作用对糖化过程的影响规律,找出最佳糖化工艺,为B淀粉的进一步发酵利用奠定基础。结果显示:反应时间为120 min,糖化酶和普鲁兰酶协同作用添加量为25 U/g(以B淀粉干基计),DE值达到93.8%。     

普鲁兰酶和α-淀粉酶法制备缓慢消化淀粉的比较研究

以普通玉米淀粉为原料,分别应用普鲁兰酶和α-淀粉酶制备缓慢消化淀粉（SDS）,并优化SDS制备工艺。通过正交试验确定普鲁兰酶法制备SDS的最佳条件为：酶用量为160U,酶解时间为8h,冷藏回生时间为3d,淀粉乳浓度为10%。在上述条件下,SDS的质量浓度最高,为21.77%;同样通过正交试验确定α-淀粉酶法制备SDS的最佳条件为：酶用量为200U,酶解时间为25min,冷藏回生时间为3d,淀粉乳浓度为10%。在上述条件下,SDS的质量浓度最高,达到20.27%。由于两种方法制备得到的SDS质量浓度差别不大,但α-淀粉酶价格较低,酶解时间短,因此其生产成本相对较低,所以选择α-淀粉酶制备SDS。     

淀粉脱支酶的制备和应用

正根据对底物作用方式的不同,淀粉脱支酶主要分为普鲁兰酶和异淀粉酶。它们可以专一、高效地水解支链淀粉中的分支键,在工业中的应用非常广泛。在淀粉酶解过程中添加普鲁兰酶或异淀粉酶可以加快淀粉酶解反应的速度,缩短酶解时间,提高产品的转化率,降低其它酶制剂的使用量。目前,普鲁兰酶和异淀粉酶已经被广泛用于葡萄糖、麦芽糖、果糖、低聚糖、麦芽糊精等产品的生产。研究者尝试采用重组技术来提高淀粉脱支酶的产量和性能。中国专利CN201610306855.6提供一种     

Thermotoga maritima普鲁兰酶的基因克隆与酶学性质研究

以海栖热袍菌(Thermotoga mariti ma)MSB8基因组DNA为模板,PCR扩增出普鲁兰酶基因pulA,克隆入表达载体pET28a,转化EscherichiacoliBL21-CodonPlus(DE3)-RIL,经IPTG诱导,测定普鲁兰酶酶活性。结果表明,重组转化子的细胞破碎液有普鲁兰酶活性,SDS-PAGE电泳结果显示出分子量约为96ku特异性蛋白质条带。酶学性质分析表明,其最适反应温度达到95℃,在30~80℃均保持最大酶活力的80%以上,最适反应pH值为6.0,且在碱性条件下稳定。     

酶法处理和超声波作用对抗酶解淀粉形成的影响

本文以木薯淀粉为原料,研究了α-淀粉酶、普鲁兰酶和超声波作用对抗酶解淀粉形成的影响。结果表明,酶作用对抗酶解淀粉形成的最佳条件为:淀粉浓度为5%,耐热α-淀粉酶量为10mL(酶活力为3U/mL),普鲁兰酶量为30mL(酶活力为22.5NPUN/mL),冷却升温次数为2次。得到的产品中抗酶解淀粉含量可达到14.52%。超声波频率为25kHz,作用时间为120s时,产品中抗酶解淀粉含量最高,为19.19%。     

超声辅助双酶法制备RS_3型籼米抗性淀粉工艺参数优化

以微波预糊化籼米淀粉为原料,采用超声波间歇式辅助,异淀粉酶和普鲁兰酶分步脱支酶解制备了RS_3型籼米抗性淀粉。以RS_3产率为考察指标,在单因素实验的基础上,利用响应面法对制备RS_3型籼米抗性淀粉的工艺参数进行了优化。结果表明,在淀粉乳质量分数10%、异淀粉酶酶解温度50℃、异淀粉酶酶解pH5.0、普鲁兰酶酶解温度60℃、普鲁兰酶酶解pH4.5、超声功率70 W条件下,最佳工艺条件为:异淀粉酶添加量16 U/g,异淀粉酶酶解时间3 h,普鲁兰酶添加量8 U/g,普鲁兰酶酶解时间2.2 h,超声时间7 min,超声间歇时间2.3 h。在最佳条件下,RS_3型籼米抗性淀粉产率可达18.19%。     

嗜冷普鲁兰酶制备玉米抗性淀粉工艺优化及其表征

以玉米淀粉为原料,采用嗜冷普鲁兰酶脱支处理和压热处理相结合的方式制备玉米抗性淀粉,考察了玉米淀粉乳质量分数、耐高温α-淀粉酶添加量、嗜冷普鲁兰酶添加量、嗜冷普鲁兰酶作用时间对抗性淀粉得率的影响,采用正交试验对压热-酶解法制备玉米抗性淀粉的工艺参数进行了优化。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射和差示扫描量热仪对玉米抗性淀粉形貌、晶体结构、热特性进行了观察与分析。结果表明,制备玉米抗性淀粉的最佳工艺条件为：玉米淀粉乳质量分数18%、耐高温α-淀粉酶添加量7 U/g、嗜冷普鲁兰酶添加量10 U/g、嗜冷普鲁兰酶作用时间9 h。在最佳条件下,玉米抗性淀粉得率为16.84%。玉米淀粉经复合酶法处理后,抗性淀粉形成了致密的层状晶体结构,表面形态结构呈现出不同于玉米原淀粉A型晶体结构的V型晶体结构;玉米抗性淀粉的起始温度、峰值温度、终止温度和相变焓值分别为117.07、140.69、153.03 ℃和1 858.12 J/g,均高于玉米原淀粉。     

利用淀粉酶制备低糖青稞粉的研究

本研究以青稞为原料,利用淀粉酶及固液分离技术降低青稞中的糖含量,制备低糖青稞粉。以淀粉水解度为指标,筛选出适宜降解青稞淀粉的淀粉酶为α-淀粉酶、普鲁兰酶和糖化酶,通过单因素实验确定单一淀粉酶的适宜酶解条件,在此基础上,筛选的最佳复合酶配比为α-淀粉酶、普鲁兰酶及糖化酶的比例为1∶2∶2,并通过单因素及正交实验优化复合酶的最佳酶解条件为酶添加量250 U/g、酶解时间3.5 h、酶解温度60℃,料液比为1∶13,此工艺条件下,青稞淀粉水解度为62.76%。     

制备淀粉糖常用酶

淀粉糖是淀粉深加工最重要产品之一;酶是具有生物催化功能生物大分子,在淀粉糖制备中生物酶技术得到广泛应用。该文对制备淀粉糖常用的酶,如α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、普鲁兰酶、异淀粉酶、α-葡萄糖转苷酶、β-葡萄糖苷酶、环状糊精葡萄糖转移酶等进行介绍。     

高麦芽糖浆的工艺研究

本文报道以玉米淀粉或木薯淀粉为原料，用α－淀粉酶控制液化，DE值为5－6，而后用β－淀粉酶和枝切酶（异淀粉酶或普鲁兰酶）的双酶协同作用，制取麦芽糖含量70％－75％的高麦芽糖浆。研究不同枝切酶的反应参数对麦芽糖含量的影响，优化工艺条件，对指导工业生产具有重要的现实意义。     

pH值对普鲁兰多糖发酵的影响及其机理分析

探究不同pH值条件对出芽短梗霉CGMCCNO.7055合成普鲁兰多糖的影响。同时通过测定合成普鲁兰多糖的前体尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG)含量及其相关酶磷酸葡萄糖变位酶(phosphoglucomutase,PGM)和UDPG焦磷酸化酶(Uridine diphosphate glucose pyrophosphorylase,UGPase)活性来分析普鲁兰多糖合成机理。结果发现一种双阶段调控pH值的方法,即第一阶段,发酵开始后24 h(OD6200.5)控制初始pH 6.0;第二阶段,发酵24 h后(OD6200.5)调控pH值到5.0并维持恒定,此阶段磷酸葡萄糖变位酶(PGM)和UDPG焦磷酸化酶(UGPase)活性最高。采用该方法使普鲁兰多糖产量达到(92.5±2.41)g/L,生物量达到(13.87±0.89)g/L,经相关性检验发现该发酵条件下普鲁兰多糖产量与尿苷二磷酸葡萄糖含量呈显著负相关关系。     

N末端结构模块缺失对嗜热酸性III型普鲁兰多糖水解酶TK-PUL酶学性质的影响

通过对嗜热酸性III型普鲁兰多糖水解酶TK-PUL进行N末端截短突变，并比较TK-PUL与突变酶的酶学性质，确定N末端结构模块的缺失对酶学性质的影响。结构模块N1的缺失改良了TK-PUL的催化特性，其α-淀粉酶比活力提高至TK-PUL的1.11 倍，普鲁兰酶比活力提高至TK-PUL的1.12 倍，于100 ℃的半衰期延长至TK-PUL的1.15 倍。结构模块N2的缺失提高了酶的热稳定性，于100 ℃的半衰期延长至TK-PUL的1.25 倍。但是结构域N2的缺失降低了酶的pH值稳定性、酶的底物结合能力以及比活力。并且结构域N2影响了酶的底物选择性，导致其α-淀粉酶活性与普鲁兰酶活性的比值由0.49提高至0.60。结果表明，TK-PUL的N末端结构模块N1和N2均不是其发挥催化活性所必需的结构区域，但是对酶的底物结合能力、底物降解能力以及稳定性具有重要影响。     

变性淀粉的酶解性能

分别以碘 碘化钾法和DNS比色法测定了α 淀粉酶单独作用及与普鲁兰酶协同作用下醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉、氧化淀粉和阳离子淀粉等变性淀粉的分解率,研究了不同变性淀粉之间酶解性能的差异及普鲁兰酶协同作用对变性淀粉酶解性能的影响。结果表明,与碘 碘化钾法的测定结果相比,DNS比色测定法能清楚地反映出不同变性淀粉因结构不同,使得它们的酶解性能不同,从而导致分解率不同。其中,醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉等酯化淀粉的分解率与原淀粉接近,氧化淀粉的分解率次之,阳离子淀粉的分解率最小。α 淀粉酶和普鲁兰酶协同作用与α 淀粉酶单独作用相比,各变性淀粉的分解规律一致,但分解率有较大程度的提高。