[发明专利]用于发酵的酶掺和物

说明书

发明领域

本发明涉及包括葡糖淀粉酶、酸稳定的α淀粉酶以及酸性真菌蛋白酶的酶掺和物。本发明也涉及在淀粉转化工艺中利用该酶掺和物的方法，例如用于生产终产物如乙醇。

发明背景

工业发酵主要使用葡萄糖作为生产诸如酶、蛋白质、氨基酸、有机酸、糖醇、药物和其它生物化学品的大量终产物的原料。在许多应用中，从包括淀粉和纤维素的底物(例如全研磨谷类谷粒)的酶促转化来生产葡萄糖。淀粉包括两种多糖部分，直链淀粉和支链淀粉，该淀粉作为粒状颗粒储藏在植物细胞中。这些颗粒的部分结晶结构在冷水中引起不溶性，并且导致淀粉颗粒在水中的溶解通常需要热能以破坏该颗粒的结晶结构。已经将多种工艺用于淀粉溶解并且这些包括直接和间接加热包括颗粒淀粉的底物(参见例如，STARCH CHEMISTRY AND TECHNOLOGY，R.L.Whistler等人编，第二版，1984 Academic Press Inc.，Orlando FL and STARCHCONVERSION TECHNOLOGY，G.M.A.Van Beynum等人编，Food Scienceand Technology Series 1985 Marcel Dekker Inc.NY)。

淀粉向葡萄糖的加工通常由两步组成并且这些步骤包括淀粉的液化和对液化后的淀粉的糖化作用。进一步的步骤可以包括(a)当想要的终产物是纯化的葡萄糖或果糖时的纯化和异构化或者(b)当想要的底物是例如醇(如乙醇)时的发酵和蒸馏。

淀粉液化工艺的一个目的是将淀粉聚合物颗粒的浆液转化成低粘度的较短链长度糊精溶液。这对于方便地操作用于淀粉转化工艺的工业设备是重要的步骤。通常，通过使用高温和酶促生物转化来液化淀粉。例如，通常的酶促液化工艺包括向包括底物(包括淀粉)的浆液中加入耐热细菌α淀粉酶(例如PRIME和FRED，ETHYL(Danisco U.S.，Inc，Genencor Division)或TERMAMYL SC，TERMAMYL SUPRA或TERMANYL 120L(Novozymes))并将pH调至5.5至6.5之间以及温度大于90℃。淀粉被液化然后经历糖化酶的作用。通常，糖化作用在葡糖淀粉酶如来自黑曲霉(Aspergillus niger)(例如，OPTIDEX L-400(Genencor International Inc.))的葡糖淀粉酶存在下，在比液化步骤的pH更加酸性的pH下发生。

存在对于淀粉底物的液化和糖化的多种变化。然而，需要用于淀粉液化、糖化和发酵的更有效的方法。

发明概述

本发明涉及包括葡糖淀粉酶(GA)、酸性真菌蛋白酶(AFP)以及酸稳定的α淀粉酶(AA)的酶掺和物组合物。优选地，葡糖淀粉酶、酸稳定的α淀粉酶以及酸性真菌蛋白酶的比率为约1∶1.5∶0.1至约1∶8∶1，或1∶2∶0.2至1∶5∶0.6，如由GAU∶SSU∶SAPU所测。

该酶掺和物组合物用于从可发酵的糖生产终产物，尤其是用于由液化物(liquefact)生产乙醇。该酶掺和物组合物的一个优点在于相对于单独由葡糖淀粉酶在基本相同的条件下生产的乙醇量，该组合物产生更大量的乙醇。在一个方面，相对于单独的GA，该增加大于0.5％，包括大于1.0％、1.5％、2％和2.5％。

在一个方面，GA获自选自由木霉属(Trichoderma spp.)、篮状菌属(Taleromyces spp.)、青霉菌属(Penicillium spp.)、曲霉菌属(Aspergillusspp.)和腐质霉属(Humicola spp)组成组的丝状真菌。在再一方面，葡糖淀粉酶与具有SEQ ID NO：1序列的葡糖淀粉酶有至少90％的序列同一性，和/或AFP与具有SEQ ID NO：14序列的AFP有至少90％的序列同一性，和/或α淀粉酶与具有SEQ ID NO：5序列的AA有至少90％的序列同一性，和/或α淀粉酶与具有SEQ ID NO：5序列的AA有至少95％的序列同一性。

酶掺和物组合物任选地包括一种或多种其他的酶，例如第二种葡糖淀粉酶、第二种α淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、第二种蛋白酶、植酸酶、支链淀粉酶、β-淀粉酶、脂肪酶、角质酶、果胶酶、β-葡聚糖酶、半乳糖苷酶、酯酶、环糊精转糖基转移酶、和它们的组合。