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菊粉酶制备技术

   菊粉是一种直链低聚果糖，在约30000种植物（如菊芋、菊苣）广泛存在，是仅次于纤维素和淀粉的碳水化合物资源。菊粉经过酸水解或酶学处理生成果糖和少量的葡萄糖，可制备高果糖浆和菌体发酵的单糖原料。化学水解法制备高果糖浆，增加了下游纯化工艺成本，也不符合保健品的制备要求；化学水解法制备的单糖原料，存在抑制菌体生长的副产物；相对于此，利用菊粉酶水解制备高果糖浆或单糖原料具有绿色、环保、健康的优势。菊粉酶的来源主要包括天然微生物分离和基因工程表达两个途径。分泌菊粉酶的微生物在丝状真菌、酵母菌和细菌中均有分布，但酶产量一般在200 U/mL以下。从天然菌株中分离菊粉酶周期较长，成本高，难以规模化生产。
   大连化学物理研究所生物质高效转化研究组开发了菊粉酶制备技术。该技术重组菊粉酶摇瓶发酵水平可达12000 U/ml，比酶活高达13000 U/mg，经过一步纯化纯度可达到92%以上。该酶在pH 3−5、温度低于50 ℃范围内稳定，处理菊芋干粉、鲜菊芋浸提液或纯菊粉均可在20分钟内释放90%以上的总还原糖。本技术得到的重组外切菊粉酶的比酶活是Sigma公司同类产品（Cat. No. 57620，-25 units/mg，价格:1.27 RMB/U）的520倍。与其它菊粉酶生产工艺相比，本技术成本低，便于工业化生产。
   该重组菊粉酶可直接应用于含菊粉原料的糖化处理，利用廉价原料进行高附加值生物基产品的生产；经固定化后，可应用于高果糖浆的工业化生产；重组菊粉酶对于菊芋干粉的解聚效果好，可应用于高（果）糖浓度发酵原料的制备，适合菊芋干原料的预处理进行乙醇发酵或用于菊芋原料同步糖化发酵。
 


文章分类： 生物及新医药（院士）
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