糖化酶菌株活力概況

中聯(lián)蒙脫石

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　　酶工程是生物工程的一個重要組成部分，而糖化酶從來就是酶工程研究的重點方向之一。目前，糖化酶的理論研究主要集中在酶結(jié)構(gòu)的多型性、催化反應(yīng)動力學(xué)、酶基因及其代謝調(diào)控等方面，而應(yīng)用研究依然集中在糖化酶高活力菌株的選育、酶的固定化和酶制劑的推廣應(yīng)用技術(shù)等方面。
　　在糖化酶高活力菌株選育及酶制劑應(yīng)用技術(shù)方面，曾經(jīng)在我國出現(xiàn)過一個研究高潮，取得了一批成果，并且有一些糖化酶高活力菌株實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，有力地推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而由于種種原因，近10年來這方面的研究工作處于一個低潮期，相關(guān)的成果報道銳減，于是造成了當(dāng)前研究工作滯后于生產(chǎn)發(fā)展需求的尷尬局面。目前，糖化酶研究與應(yīng)用的基本現(xiàn)狀是：
　　1、酶活力單位不統(tǒng)一，輕工部GB/T1803-93標(biāo)準(zhǔn)(輕工部部頒標(biāo)準(zhǔn)：工業(yè)用糖化型淀粉酶質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定：“在最適條件下，每小時轉(zhuǎn)化淀粉質(zhì)底物產(chǎn)生1mg葡萄糖稱為1個酶活單位”(定義1)。但也有人將“在最適條件下，每分鐘轉(zhuǎn)化淀粉質(zhì)底物產(chǎn)生1ug葡萄糖定義為1個酶活單位”(定義2)。兩個酶活單位差別較大，造成了概念混亂與使用錯誤，有些文獻報道甚至出現(xiàn)自相矛盾的結(jié)果。
　　2、由于菌種選育過程耗時長，工作量大，定向性差，成功率低，近年來對這一研究的人力、財力、精力投入越來越少。因此，近10年來只有少數(shù)研究報道，例如 1999年，無錫輕院的谷海先等報道其選育的糖化酶高產(chǎn)菌株發(fā)酵液糖化酶酶活為1736單位/ml，折合定義2表示為28991單位/ml。
　　3、目前，國內(nèi)糖化酶制劑的生產(chǎn)方式主要有兩種，即液態(tài)發(fā)酵法和固態(tài)發(fā)酵法。液態(tài)發(fā)酵法的糖化酶活力處在如下水平：例如，1998年大連釀酒廠報道其發(fā)酵生產(chǎn)水平為890單位/ml，折合定義2表示為14863單位/ml。又如，2001年江西豪德集團生物工程有限公司德糖化酶生產(chǎn)水平平均在1800單位 /ml，折合定義2表示為30060單位/ml，通過補料發(fā)酵方式可以提高至2280~2400單位/ml，折合定義2表示為38076~40080單位 /ml。糖化酶活力普遍不高。采用固態(tài)發(fā)酵法，糖化酶發(fā)酵產(chǎn)品包括麩曲和大曲兩種，麩曲是由糖化酶活力較高的菌株制備的固態(tài)糖化酶制劑，而大曲則是由多種功能微生物組成的固態(tài)混合發(fā)酵劑。麩曲的糖化酶活多在2400單位/g，折合定義2表示為40080單位/g以下，而大曲的糖化酶活則更低，一般在 1000單位/g，折合定義2表示為16700單位/g左右。例如，2006年湘西河溪香醋廠使用的麩曲優(yōu)勢菌種糖化酶活力為1798單位/g，折合定義 2表示為30026單位/g。汾酒大曲的糖化酶活平均在1200單位/g左右，折合定義2表示為20040單位/g。此外，多數(shù)麩曲糖化酶生產(chǎn)菌株會產(chǎn)生大量的色素，且成曲后有難聞的霉腐味，嚴(yán)重影響著糖化酶制劑的應(yīng)用。
　　4、目前，糖化酶制劑被廣泛地應(yīng)用于酒精、白酒、黃酒、抗生素、有機酸、食醋等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。精制糖化酶不僅運用于很多的發(fā)酵生產(chǎn)中，也被一些食品加工行業(yè)使用，例如有報道在雪糕生產(chǎn)中可使用糖化酶降解淀粉原料以改善產(chǎn)品的組織構(gòu)造和形體狀態(tài)。而粗酶制劑(例如大曲或麩曲)則多用于傳統(tǒng)釀造產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，例如山西的汾酒、老陳醋等釀造產(chǎn)品就是使用特制的大曲作為其糖化發(fā)酵劑。
　　但是，無論是液態(tài)發(fā)酵還是固態(tài)發(fā)酵制備的糖化酶制劑，當(dāng)前存在的主要問題是生產(chǎn)菌株的糖化酶活力不高，尤其是在生產(chǎn)固態(tài)糖化酶制劑時會產(chǎn)生難聞的霉腐味及大量色素，嚴(yán)重影響固態(tài)糖化酶制劑的應(yīng)用。