α-葡萄糖转苷酶创制与创新应用关键技术研究
来源:成果转化处、省对外科技交流中心 时间:2018-10-24 17:33

  α-转移葡萄糖苷酶是生产IMO的关键酶制剂,随着其在食品、制药、饲料等其它方面上的开发应用,对α-转移葡萄糖苷酶的需求量也越来越大。目前,市场上未见有国产的α-转移葡萄糖苷酶,工业上所用的α-转移葡萄糖苷酶也多进口于日本天野酶制剂公司,从而使我国在利用该酶生产过程中增加了大量的成本。项目通过广泛筛选,获得一种优良α-葡萄糖转苷酶基因,然后利用基因技术,对α-葡萄糖转苷酶进行进一步的改造,进而利用福大百特公司已有的高效表达体系,构建了新一代α-葡萄糖转苷酶生产的基因工程菌株。将α-葡萄糖转苷酶的比活力提高了2~3倍,最适作用pH为5.0,可耐受pH范围为4.0-6.0,最适作用温度为50℃,耐受温度范围为25-60℃。在5L发酵罐(小试发酵)中其发酵产酶水平可达到26000 U/mL发酵液,20吨发酵罐发酵生产其发酵产酶水平可达到34000U/mL发酵液,所开发的α-葡萄糖转苷酶产品,其应用于低聚异麦芽糖生产,产率可达到90%,已远远超出国内1000U/mL的发酵产酶水平。采用离心、水洗、过滤、精滤、超滤等新的工艺组合,可使提取收率达到95%以上;在干燥、制剂工艺中采用特定的分子修饰、包埋、包被等技术,可有效降低酶活损失,使收率达到90%以上;总收率可以达到85%以上。

  项目的α-葡萄糖转苷酶与市场上的主要竞争产品相比,有更好的稳定性:70℃下处理30min后,仍有20%以上的残余酶活力;60℃下处理12hr后,仍有90%以上的残余酶活力,处理24hr后,仍有80%以上的残余酶活力,处理36hr后,仍有70%以上的残余酶活力,能够在低聚异麦芽转糖过程中发挥很好的作用,减少酶添加量15-20%;在pH3.0-7.0范围内处理1hr后,仍有90%以上的残余酶活力;室温下贮存18个月后,仍有90%以上的残余酶活力。

  项目的技术和成果,将解除我国一些糖酶品种依赖国外公司的不利局面,打破国际企业的垄断地位,填补我国在新型糖品制造用酶研发与制造技术的空白。项目开发出高效、专一的α-葡萄糖转苷酶及相关酶制剂产品,并建立了以淀粉/葡萄糖为原料的酶法转糖工艺,转化周期短、效率高,工艺简单且成本较低。①产品质量高:产品中潘糖含量高于现有产品20%以上;②生产用酶成本降低80~85%(目前,本产品吨用酶成本约在1600~1800元人民币);③不受酶制剂供应商的干扰(目前本产品用酶来自日本等外国企业)。

  本产品具有进口产品无法相比的技术、成本与本土优势,450元/Kg的市场价格相对进口产品的800元/Kg具有强势的竞争力,从而给客户带来实际的经济效益。α-葡萄糖转苷酶的年生产能力为400吨。市场销售时间为2016年1月至2017年12月,产量共为35吨,产品产值1575万元,销售额585万元,税收54万元,净利润200万元。

  项目的α-葡萄糖转苷酶与市场上的主要竞争产品相比,有更好的稳定性:70℃下处理30min后,仍有20%以上的残余酶活力;60℃下处理12hr后,仍有90%以上的残余酶活力,处理24hr后,仍有80%以上的残余酶活力,处理36hr后,仍有70%以上的残余酶活力,能够在低聚异麦芽转糖过程中发挥很好的作用,减少酶添加量15-20%;在pH3.0-7.0范围内处理1hr后,仍有90%以上的残余酶活力;室温下贮存18个月后,仍有90%以上的残余酶活力。

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