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糖化型淀粉酶是一类酶的总称,共同特点是可以将淀粉水解成麦芽糖或葡萄糖。在啤酒酿造、淀粉糖浆等食品领域有着广泛的应用。酿酒酵母自身没有分泌淀粉水解酶系的功能,不能直接利用淀粉。近年来,随着分子生物学技术的发展,构建可直接分解淀粉的酿酒酵母越来越受到人们的重视。另一方面,酿酒酵母表面展示技术(Yeast surfacedisplay technology)作为目前公认的安全、高效的微生物表面展示系统,在现代生物催化过程中越来越受到重视。本研究以酿酒酵母SA为宿主,利用表面展示技术,将糖化型淀粉酶锚定在酿酒酵母细胞表面,既实现了酿酒酵母对淀粉的直接降解利用,又实现了淀粉酶的新型固定化,使其作为全细胞反应催化剂可进行重复利用。主要内容包括:本文利用分子生物学手段,将来源于米根霉的α-淀粉酶和大麦β-淀粉酶基因分别与酿酒酵母的α-凝集素基因融合,成功构建了两种基因的锚定表达质粒。将两种重组质粒分别导入受体酿酒酵母SA中,筛选获得展示真菌α-淀粉酶的重组菌SAA和展示β-淀粉酶的重组菌SBA,酶活分别达到128U/g干细胞和131U/g干细胞。对两株重组酿酒酵母产生的表面展示淀粉酶进行了酶学性质分析。表面展示的米根霉α-淀粉酶和大麦β-淀粉酶的最适反应温度分别为55℃和50℃;最适反应pH范围为5.0-5.5;在60℃以下两种重组酶均表现出较好的稳定性;在30℃处理1h,表面展示的β-淀粉酶在pH3.0-10.0保持良的稳定性,保持90%以上的水解活力,表面展示真菌α-淀粉酶在pH4.0-7.5之间稳定。Fe3+对表面展示的两种重组淀粉酶均有显著的抑制作用。对锚定表达糖化型淀粉酶的重组酿酒酵母进行初步应用研究,重组菌SAA和SBA均能有效的利用淀粉进行生长和发酵。作为固定化酶的新形式,能进行重复利用。将全细胞催化剂应用于麦芽糖浆的生产,配制20%麦芽糊精,加普鲁兰酶和20U/g底物的表面展示β-淀粉酶,在pH5.0、40℃条件下糖化24h,反复利用5次,仍能制备麦芽糖含量在45%以上的麦芽糖浆。同时考察其对麦汁、淀粉辅料麦汁和全淀粉营养液的利用能力,结果表明重组酵母表现出良好的发酵性能,能有效的降低发酵液中得的残糖,提高酒精得率,对于提高原料利用率具有较显著的经济效益。