[发明专利]一种以淀粉为原料的麦芽三糖制备方法及其专用真菌α-淀粉酶

说明书

技术领域

本发明一种以淀粉为原料的麦芽三糖制备方法及其专用真菌α-淀粉酶，涉及一种麦芽三糖的制备方法，属于淀粉糖制造和酶工程技术领域。 

背景技术

麦芽三糖是一种由葡萄糖单元主要通过α-1,4-糖苷键连接形成的寡糖，在糕点等食品中添加麦芽三糖可以起到防止淀粉老化、保持水分等作用。麦芽三糖的制备方法主要分为两种，一种是以多聚麦芽三糖即普鲁兰多糖为原料，用普鲁兰酶分解获得(ZL200910015419.3)，由于目前普鲁兰多糖的生产成本较高，因此以此制备麦芽三糖的成本也较高；另一种是以淀粉为原料主要通过麦芽三糖淀粉酶分解而获得，由于麦芽三糖淀粉酶是一种外切型淀粉酶，因此在实际应用中，需要将淀粉用内切型淀粉酶（一般为细菌α-淀粉酶）液化后，再用麦芽三糖淀粉酶水解[徐桂华，刘钟栋，陈肇锬. 小麦淀粉制备麦芽三糖的研究. 郑州工程学院学报, 2002, 23(3): 1-4]。使用这一工艺必须准确控制细菌α-淀粉酶对淀粉的水解程度，如果水解程度过高获得的糊精分子量过小则会严重影响麦芽三糖的得率。由于细菌α-淀粉酶具有耐高温的特点因此在液化结束后必须以高温高压进行灭酶，生产过程需要配备相应的压力容器。麦芽三糖淀粉酶是一种外切酶其对淀粉的水解会被淀粉分子中的α-1,6糖苷键阻挡，因此还需要使用普鲁兰酶等淀粉脱支酶以消除淀粉中α-1,6-糖苷键对麦芽三糖淀粉酶的水解作用的影响。扣囊复膜孢酵母具有分解淀粉的能力，Itoh等克隆了扣囊复膜孢酵母的α-淀粉酶基因[Itoh T, Yamashita I and Fukui S. Nucleotide sequence of the alpha-amylase gene (ALP1) in the yeast Saccharomycopsis fibuligera. FEBS Lett, 1987, 219(2): 339-342.]。以后人们对扣囊复膜孢酵母的α-淀粉酶基因（SfA）在细菌及酿酒酵母等宿主中的表达进行了研究，但未见利用重组巴斯德毕赤酵母表达SfA基因以及重组酶水解淀粉所获得的产物中大量积累麦芽三糖的现象的报道。本发明首次以巴斯德毕赤酵母为宿主表达扣囊复膜孢酵母的α-淀粉酶基因，结果显示，所表达的重组酶在特定工艺条件下水解淀粉获得的糖浆中麦芽三糖含量可以达到总糖的46%-55%。这一重组酶可以直接用于淀粉的水解，水解过程不受α-1,6-糖苷键的阻挡，只需要一种酶就可以实现淀粉到糖浆的转化。本发明公开以重组巴斯德毕赤酵母制备扣囊复膜孢酵母α-淀粉酶以及利用重组酶水解淀粉制备麦芽三糖的工艺方法。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种以淀粉为原料制备麦芽三糖的方法，以达到简化麦芽三糖制备方法，降低生产成本的目的。 

本发明提供的一种制备麦芽三糖的方法，是以多种淀粉质（玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、糯米淀粉、小麦淀粉等）为原料，经单一酶种液化并糖化，直接获得麦芽三糖含量46%-55%的糖浆，经纯化而获得。 

本发明提供一种专用酶制剂SfA的制备方法。SfA是一种特殊的真菌α-淀粉酶，是通过基因工程手段从扣囊复膜孢酵母CICIM Y1037中获得真菌α-淀粉酶编码基因SfA，并在酵母中实现过量表达而获得。 

本发明的技术方案：一种以淀粉为原料利用真菌α-淀粉酶SfA制备麦芽三糖的方法，以植物淀粉质为原料，利用真菌α-淀粉酶SfA，进行液化和糖化，获得麦芽三糖占总糖比例46%-55%的糖浆；通过活性炭吸附和酒精洗脱获得麦芽三糖占总糖比例不低于90 %的糖浆。其具体工艺为： 

1）淀粉的液化与糖化：配制质量浓度不高于5%的淀粉乳，加热至温度80-85℃，保温10 min。上述淀粉醪液冷却至45 ℃，用质量浓度2%-5%的盐酸溶液调整pH至4-5，加入SfA，加量为0.1-0.2 U/g 干淀粉，液化与糖化同时进行，于45℃反应4-8h。得到麦芽三糖质量浓度2 %以上，麦芽三糖占总糖浓度46%-55%的糖浆。

2）麦芽三糖的提取： 

（1）将所得麦芽三糖占总糖含量46%-55%的糖浆装入活性炭柱顶端，用水洗脱收集葡萄糖：

在层析玻璃柱中装入活性炭，从上部加入普通自来水至淹没活性炭。从上部流加步骤1）获得的糖浆，收集层析柱下方流出的液体，检测流出液体中还原糖含量，至液体中还原糖含量达到0.2 %则说明活性炭吸附能力已经达到饱和，停止流加糖液。将活性炭柱中的液体放空。此前流出的液体中主要含葡萄糖。

（2）用4.5%-5.0 %酒精溶液洗脱收集麦芽糖：