一株源自深海沉积物产中温α-淀粉酶菌株的鉴定及其酶学性质的研究

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(1.扬州大学环境科学与工程学院,海洋科学技术研究所,江苏扬州 225100; 2.河北农业大学植物保护学院,河北保定 071001)

α-淀粉酶是能够随机切割α-1,4-糖苷键降解淀粉和其他碳水化合物的内切酶类。α-淀粉酶占据了工业酶制剂市场的25%～30%,在淀粉加工、酿造、酒精生产、纺织和其他工业领域具有广泛的应用[1]。传统的淀粉糖化生物工艺通常涉及液化和糖化两个过程。研究发现,这两个过程均在高温下进行:液化所需的温度为80～90 ℃,而糖化所需的温度为55～60 ℃[2]。嗜热α-淀粉酶在节约成本、溶解底物、降低粘度和减少微生物污染风险方面具有明显的优势。极端嗜热菌的最适生长温度高于80 ℃,是产生嗜热α-淀粉酶的重要来源[3],从而引起了国内外研究者的关注。因此,嗜热α-淀粉酶在淀粉糖化生物工艺方面具有潜在的应用价值。发掘具有新型功能的α-淀粉酶,特别是嗜热性强的α-淀粉酶,对于科学研究以及工业应用都具有重大的研究意义。而由于极端嗜热α-淀粉酶的最佳活性温度超出了工业需求的温度,所以中度嗜热α-淀粉酶比极端嗜热α-淀粉酶在工业方面具有更大的应用价值。例如,最适温度在50～65 ℃的α-淀粉酶能够有效地减少副产品的形成和降低能源需求,在淀粉液化方面比极端嗜热α-淀粉酶更具有潜在优势。

大多数α-淀粉酶来源于陆地微生物的芽孢杆菌属,但是从海洋环境中获得的α-淀粉酶具有独特的性质,受到越来越多的关注。与陆地环境相比,海洋环境具有高压、低温或高温(热液口)、高盐、寡营养等典型的环境特征,蕴藏着丰富、性质独特的海洋微生物。……