專利名稱：一種普魯蘭酶協(xié)同雙酶法降解木薯淀粉的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于使用酶分離淀粉還原糖的方法。

背景技術：
促使燃料乙醇生產(chǎn)從利用玉米、小麥等糧食原料向利用木薯、高粱、甘蔗等非糧食經(jīng)濟作物生產(chǎn)轉(zhuǎn)化，必須提高酶或其它糖化劑催化作用而分解非糧食作物原料的效率。木薯淀粉是目前常用生產(chǎn)燃料乙醇的淀粉原料之一，含有高達85％的支淀粉，支淀粉具有許多含α-1，4-糖甙鍵、平均長度為20～25個葡萄糖單位支鏈，各支鏈通過僅占木薯淀粉4％～5％的α-1，6-糖甙鍵結成的樹枝狀大分子，對其糖化有一定影響。普魯蘭酶是一種脫枝酶，能水解淀粉及其水解產(chǎn)物，如糊精中的α-1，6-葡萄糖甙鍵，具有較好的熱穩(wěn)定性和耐酸性?！捌蒸斕m酶對木薯淀粉糖化的影響”文獻中注意到添加普魯蘭酶的時間對于木薯淀粉糖化過程及葡萄糖產(chǎn)率的影響，提出在糖化開始時同時加入普魯蘭酶與糖化酶水解糊精支叉點的α-1，6-葡萄糖甙鍵后，支淀粉各支鏈α-1，4-糖甙鍵葡萄糖支鏈不再受到α-1，6-葡萄糖甙鍵的阻礙，才能取得最大效果。(溫其標，陳玲，羅發(fā)興.糧食與飼料工業(yè)[J]，1997，(12)33-34)但實際上，α-淀粉酶首先糊化后產(chǎn)生的糊精和短鏈底物，對糖化過程的作用點具有包裹和反饋抑制，不可避免地對水解程度和葡萄糖產(chǎn)率有影響；而由于淀粉糊化前未加入普魯蘭酶水解受熱吸水膨脹形成的淀粉顆粒，液化仍需要保持溫度90℃。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是通過在木薯淀粉降解過程中分步驟加入普魯蘭酶、α-淀粉酶和糖化酶，提供一種能夠提高薯類淀粉還原糖含量、加快水解速率和產(chǎn)率的酶使用方法，從而推進以非糧食經(jīng)濟作物為原料的第二代生物燃料乙醇的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
本發(fā)明通過以下方式實現(xiàn) 在木薯淀粉糊化前加入普魯蘭酶，攪拌下加熱至溫度60℃，保持30min；再提高溫度至70℃加入α-淀粉酶，保持30min；最后降低溫度至60℃加入糖化酶，保持30min。
所述普魯蘭酶、α-淀粉酶和糖化酶與木薯粉劑量配比為 普魯蘭酶20u/g～40u/g木薯粉， α-淀粉酶10u/g木薯粉， 糖化酶200u/g木薯粉。
所述普魯蘭酶的用量為30u/g木薯粉。
本發(fā)明在木薯淀粉液糊化前加入普魯蘭酶，然后再加入淀粉酶和糖化酶，即在淀粉液糊化前加入普魯蘭酶，提前水解淀粉支叉點的α-1，6-葡萄糖甙鍵，使得淀粉原料中的鏈狀低聚糖增多，為α-淀粉酶、糖化酶進一步水解提供了更多的靶目標和作用位點；α-淀粉酶內(nèi)切淀粉中的α-1，4-糖苷鍵成短鏈糊精，糖化酶的作用位點是從非還原末端外切淀粉的α-1，4-葡萄糖甙鍵和α-1，6-葡萄糖甙鍵生成葡萄糖，提高木薯淀粉水解的糖化效率及還原糖含量。通過實驗證明淀粉糊化前加入普魯蘭酶還原糖占體系的比值高于糖化開始時同時加入普魯蘭酶和糖化酶的還原糖比值，而就先加入普魯蘭酶來看，普魯蘭酶的用量為20～40u/g木薯粉時，體系的還原糖含量能夠達到75.95～80.85％，而且，本發(fā)明糊化溫度僅保持在70℃左右，低于傳統(tǒng)130℃高溫及現(xiàn)有技術溫度。
本發(fā)明普魯蘭酶、淀粉酶和糖化酶配合使用能夠加快糖化過程，提高木薯淀粉類作物水解程度和葡萄糖產(chǎn)率，對于利用木薯淀粉等非糧食經(jīng)濟作物為原料生產(chǎn)燃料乙醇具有一定積極意義。
以下結合具體實施例說明本發(fā)明內(nèi)容。具體實施例包括但不限制本發(fā)明范圍。

具體實施例方式 (一)木薯淀粉加入普魯蘭酶、淀粉酶和糖化酶順序及效果 以下實施例中，木薯淀粉，新鮮木薯淀粉切片曬干，粉粹。a-淀粉酶，不小于4000單位。糖化酶，10萬單位。普魯蘭酶，1000單位/ml。
添加普魯蘭酶與傳統(tǒng)的雙酶法(α-淀粉酶、糖化酶)做比較如表1，其中，對照組為傳統(tǒng)雙酶法，即只加入淀粉酶和糖化酶，其它各組均加入普魯蘭酶、淀粉酶和糖化酶。按三種順序添加普魯蘭酶，即在淀粉酶液化前首先加入、與淀粉酶同時加入及與糖化酶同時加入。三種酶劑用量分別為α-淀粉酶10u/g木薯粉，糖化酶200u/g木薯粉，普魯蘭酶20u/g木薯粉。
實施例1將木薯淀粉與水按1∶3的量調(diào)成淀粉糊，先加入普魯蘭酶，在攪拌下水浴加熱至溫度60℃，保持30min；再提高溫度至70℃，加入α-淀粉酶，保持30min；最后降低溫度至60℃，加入糖化酶，保持30min。
實施例2將木薯淀粉與水按1∶3的量調(diào)成淀粉糊，在攪拌下水浴加熱至溫度70℃，同時加入淀粉酶和普魯蘭酶，保持30min；再降低溫度至60℃，加入糖化酶，保持30min。
實施例3將木薯淀粉與水按1∶3的量調(diào)成淀粉糊，在攪拌下水浴加熱至溫度70℃，先加入淀粉酶，保持30min；再降低溫度至60℃，加入糖化酶和普魯蘭酶，保持30min。
表1普魯蘭酶、淀粉酶、糖化酶水解木薯淀粉添加順序比較 表2普魯蘭酶加入對體系還原糖含量的影響

從表中可以看出，先加入普魯蘭酶的實驗1還原糖含量高于其它方式，體系的還原糖含量增加較為明顯。
(二)普魯蘭酶對木薯淀粉水解的量效影響 根據(jù)上述實驗結果，進一步采取先加入普魯蘭酶對原料預處理后再用雙酶法處理。普魯蘭酶的不同用量對糖化醪的還原糖、低聚糖和總糖含量有不同的影響，其實驗數(shù)據(jù)如下 從表中數(shù)據(jù)看出，普魯蘭酶的用量為30u/g木薯粉，體系的還原糖含量最高。
權利要求
1.一種普魯蘭酶協(xié)同雙酶法降解木薯淀粉的方法，其特征是在木薯淀粉糊化前加入普魯蘭酶，攪拌下加熱至溫度60℃，保持30min；再提高溫度至70℃加入α-淀粉酶，保持30min；最后降低溫度至60℃加入糖化酶，保持30min。
2.如權利要求1所述的方法，其特征是普魯蘭酶、淀粉酶和糖化酶與木薯粉劑量配比為
普魯蘭酶20u/g～40u/g木薯粉，
α-淀粉酶10u/g木薯粉，
糖化酶200u/g木薯粉。
3.如權利要求1、2所述的方法，其特征是該普魯蘭酶的用量為30u/g木薯粉。
全文摘要
一種普魯蘭酶協(xié)同雙酶法降解木薯淀粉的方法，屬于使用酶分離淀粉還原糖的方法。本發(fā)明先加入普魯蘭酶、再加入淀粉酶和糖化酶降解木薯淀粉，酶劑量配比為α-淀粉酶10u/g木薯粉，糖化酶200u/g木薯粉，普魯蘭酶20～40u/g木薯粉。當普魯蘭酶的用量為30u/g木薯粉時，體系中可利用的還原糖含量最高。本發(fā)明能夠提高薯類淀粉還原糖含量，加快水解速率、增加產(chǎn)率，對推進第二代生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化有積極意義。
文檔編號C12P19/16GK101812492SQ201010156920
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權日2010年4月27日
發(fā)明者尹芳, 韓偉, 劉士清, 黃文榮, 柳靜, 王金浩 申請人:云南萬芳生物技術有限公司