[00856144]甘薯中提取高活力β-淀粉酶的研究开发

“甘薯中提取高活力β-淀粉酶的研究开发”是郑州市福源生物科技有限公司和河南科技学院联合完成的。该研究采用了全新的生产工艺，首次利用甘薯加工淀粉后的浆液为原料，成功研制出了食品级液态高活力β-淀粉酶(活力最高达到100万u/ml以上)，填补了国内空白，通过在多家淀粉糖企业和啤酒企业应用后，产品质量达到或超过了进口β-淀粉酶。由于该项目采用了农产品加工后的浆液，实现了循环经济，并且减少了环境污染。该研究采用甘薯提取淀粉后的浆液为原料，通过单因素分析和正交试验确定了甘薯β-淀粉酶的最佳提取工艺：提取时间1h，提取液pH6.5，提取温度40℃，液料比5:1。在酶的纯化工序采用了絮凝技术，通过试验确定了四种絮凝剂及其添加顺序和添加量，纯化后的β-淀粉酶通过电泳分析发现电泳图谱几乎与标准β-淀粉酶在同一位置，看不见其它的同工酶或蛋白碎片，说明纯化效果比较理想。在浓缩精制工序，应用了超滤技术，根据流体扩散理论建立β-淀粉酶在CA超滤膜上的传质模型，通过实验确定了渗透通量与料液的浓度、膜面流速、超滤操作压力的关系，进而确定了传质模型中的传质系数和CA膜表面凝胶层中的酶浓度，并且确定了适宜的膜面流速和操作压力。通过选择透过不同分子量的超滤膜多级串连使用，使β-淀粉酶的浓缩倍数最高达到60倍，能将β-淀粉酶活力提高到100万u/ml以上。成功制取高活力β-淀粉酶后，课题组又对甘薯品种的选择、甘薯在贮藏期间淀粉含量及β-淀粉酶活力的变化、甘薯β-淀粉酶的耐热性、耐酸性、最适反应温度、金属离子对其性质的影响等进行了深入系统地研究。同时对甘薯β-淀粉酶应用参数进行了优化，并且先后在长春大成集团、山东龙力生物科技有限公司、山东鲁洲集团沂水分公司、山东百龙创园生物科技有限公司等淀粉糖企业应用试验，取得了良好的经济效益和社会效益，使下游企业的产品单位成本下降了60元以上，成功替代了进口β-淀粉酶。2008年郑州市福源生物科技有限公司征地97亩投资3300万元，建成了年产食品级高活力甘薯β-淀粉酶1000吨，食品级甘薯淀粉10000吨的现代化生产线，使该项目的研究成果实现了产业化。经过两年的试运行(2007年前在老厂生产)，截止2009年底累计累计加工甘薯近120000吨，生产β-淀粉酶1384吨，新增产值22932万元，新增利税3176万元。产品应用到国内各家大型淀粉糖企业和啤酒企业，并且远销到韩国、日本、巴西等国，受到行业专家和中国发酵工业协会领导的高度评价，使中国这个淀粉糖生产大国终于有了自己的β-淀粉酶。研究成功后主要技术发明人申请了两项专利技术保护，分别于2008年7月和2009年5月被国家专利局受理了《食品级高活力β-淀粉酶的生产方法》发明专利，申请号分别为200810140692.4和200910064825.9，正在审查过程之中。