产淀粉酶菌株鉴定及酶的制备开题报告

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1、开题报告产淀粉酶菌株鉴定及酶的制备1选题的背景和意义淀粉酶是水解淀粉和糖原酶类的统称，是最早实现工业化生产，迄今为止用途最广、产量最大的酶制剂品种。它是最重要的工业用酶之一，广泛应用于各种淀粉转化为糖浆，以环糊精为产品的制药行业，这些酶约占全球酶产量的30％。除动物自身的消化道可分泌一些淀粉酶外，淀粉酶的另外两大来源是植物和微生物，现在广泛应用于工业生产的主要是微生物淀粉酶。淀粉酶不仅可以简化液化、糖化过程，降低淀粉深加工的生产成本，还可用于麦芽糖浆的生产、开发新型助消化剂以及工业废液处理等多个领域，包括淀粉酶、异构酶、果胶酶和纤维素酶等糖

2、酶所占的市场份额约为40％。而食品和饮料行业利用90％的糖酶进行生产，因此淀粉酶具有巨大的应用前景。随着社会需求的增大，工业生产对α-淀粉酶的需求量越来越大，其在各领域应用广泛，急需具更高活性的淀粉酶制剂。生物发酵法生产淀粉酶只是解决了“丰产”的问题，但要最大限度地创造出物质财富，必须还要从下游分离工程（酶的分离纯化）解决“丰收”的问题。通常处理的发酵液或酶反应液中淀粉酶的浓度一般很低，提取时所耗费的能量就很大，费用也就很高，同时淀粉酶是生化活性物质，易受环境因素如温度、pH、金属离子和微生物等的影响，甚至失活，而在很多情况下，特别是医药产

3、品和作为生物试剂用的产品，其最终产品的纯度要求很高，有些产品要求是有一定保存期的稳定的无色晶体。因此，下游工程往往要比其他生产过程需要更多的设备，耗用更多的能源及操作费用。酶的分离纯化常在整个用发酵法生产酶产品的生产成本上占主要部分，如果终产物纯度要求相当高时更是如此。对于传统发酵工业来说，其分离和提纯所占费用约为总投资的60%，而对于基因工程菌的发酵，甚至达到整个生产投资的80%-90%。所以认真地研究和优化发酵液中淀粉酶的分离纯化工艺对工业降低生产成本，提高经济效益至关重要。2相关研究的最新成果及动态62.1产淀粉酶菌株的研究淀粉酶是由

4、植物、动物和微生物产生的。微生物来源，即真菌和细菌淀粉酶，鉴于其成本低、稳定、用时少、生产空间省和便于工艺改造和优化等优点在工业生产中得到广泛应用。芽孢杆菌被广泛用于耐高温α-淀粉酶的生产。如枯草芽孢杆菌，嗜热脂肪芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌和淀粉液化芽孢杆菌均能很好地生产α-淀粉酶，同时已被广泛用于各种应用酶的商业生产。曲霉属于真菌，也是最常用的α-淀粉酶的生产菌之一。但随着各行业对淀粉酶的需求不断加大，且需要性能更稳定酶活更高或具适应生产的新特征的酶。因此，现研究重点放在了筛选耐酸性或热稳定性强的高产淀粉酶产生菌上。运用基因工程、酶工程的手段

5、，将不同的真菌和细菌来源的α-淀粉酶基因使用合适的载体已被克隆到适当的受体生物体中，使其得到高表达或研究新特征。如在地衣芽孢杆菌中，将Asn172、His156和分别突变成Arg、Tyr和Thr，使α-淀粉酶的热稳定性提高了5倍。2.2淀粉酶分离纯化方法的研究高纯度α-淀粉酶是一种重要的水解淀粉类酶制剂，可用于研究酶反应机理和测定生化反应平衡常数等。分离纯化α-淀粉酶的方法很多，一般都是依据酶分子的大小、形状、电荷性质、溶解度、稳定性、专一性结合位点等性质建立的。要得到高纯度的α-淀粉酶，往往需要将各种方法联合使用。盐析沉淀、凝胶过滤层析、

6、离子交换层析、疏水作用层析、亲和层析和电泳等，是蛋白质分离纯化的主要方法。用吸附树脂法、40%乙醇从α-淀粉酶发酵液中分离高活性α-淀粉酶，用离子交换法和透析法对初酶液进行脱盐处理，最后用DEAE－纤维素纯化α－淀粉酶，所得酶活力为60153U/g，酶活性回收率为66.04%。另通过乙醇沉淀、离子交换层析和凝胶过滤层析等方式，从白曲霉菌A.kawachii的米曲粗抽出液中，分离纯化到两个耐酸性α-淀粉酶比活性极高的组分。用疏水吸附法和DEAE-cellulose(二乙氨基乙基-纤维素)柱层析法分离纯化α-淀粉酶，所得酶活力为110000U/

7、g。用硫酸铵沉淀和垂直板制备凝胶电泳对地衣芽孢杆菌A.4041耐高温α-淀粉酶进行分离纯化，得到3种电泳均一的组分。通过超滤、浓缩、脱盐和聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳，对利用基因工程菌生产的重组超耐热耐酸性α-淀粉酶进行纯化，得到电泳纯级的超耐热耐酸性α-淀粉酶，纯化倍数为11.7，活力回收率为29.8%。但上述方法存在的共同问题是，连续操作和规模放大都比较困难。双水相技术具有处理容量大、能耗低、易连续化操作和工程放大等优点。应用双水相系统PEG/磷酸盐分离纯化α-淀粉酶，增加PEG浓度有助于酶富集上相。同样用PEG/磷酸盐双水相体系从发酵液中

8、直接萃取分离低温α-淀粉酶，分配系数及回收率分别为4.68和87%。PVP(聚乙烯吡咯烷酮)和硫酸铵对酶活力具有保护作用，利用PVP/硫酸铵液-固萃取体系分离提取耐高温α-淀粉酶