CGT酶生产环糊精最不利的条件之一是产物特异性差,给产物的分离纯化带来很大不便。同时,CGT酶存在的另一大缺陷是其热稳定性较差,由于在环糊精工业化生产中,底物淀粉首先要经过高温糊化、液化处理,然后降温至适当温度进行环化反应,若CGT酶能够适应更高的反应温度,势…
本项目来源于国家“十二五”科技支撑计划项目“大宗粮食绿色加工技术与产品”中课题“玉米淀粉加工关键技术研究与示范”和国家自然科学基金“酶法选择性合成单一类型环糊精的控制策略研究”,属于农产品深加工科学技术领域。本项目累计申请发明专利7项(1项获授权),发表论文11篇(8篇被SCI收录),于2015年7月通过中国粮油学会鉴定,获国际先进评价。CGT酶生产环糊精最不利的条件之一是产物特异性差,给产物的分离纯化带来很大不便。同时,CGT酶存在的另一大缺陷是其热稳定性较差,由于在环糊精工业化生产中,底物淀粉首先要经过高温糊化、液化处理,然后降温至适当温度进行环化反应,若CGT酶能够适应更高的反应温度,势必有助于提高反应效率,因此,有必要改善CGT酶的热稳定性,提高其催化效率,进而有效降低环糊精生产成本。本项目主要是通过改善CGT酶产物特异性和热稳定性,提高该酶的使用性能,将其应用于环糊精的工业化生产中,能显著降低环糊精的生产成本,促进环糊精在各个领域的广泛应用。因此,随着环糊精在食品、医药等领域中的应用越来越广阔,开发改善CGT酶使用性能的关键技术显得尤为重要,具有很好的推广应用前景。
本项目在长期从事淀粉生物转化研究的基础上,针对环糊精工业化生产过程中CGT酶的产物特异性和热稳定性较差问题,通过深入研究和不懈努力,逐步改善了CGT酶的产物特异性和热稳定性,突破了关键技术,并实现了具有理想产物特异性和热稳定性的β-CGT酶突变体在酶法生产β-环糊精中的应用。该酶使用性能改善易操作,具有很好的应用价值,技术位于国际领先水平。与国内外同类技术相比,具有以下创新:①针对CGT酶产物特异性较差的问题,确定了CGT酶的产物特异性与其一级结构的相关性,获得构建具有理想产物特异性的CGT酶突变体的简单可行方法,为从本质上改善CGT酶的产物特异性提供理论基础;②针对CGT酶热稳定性较差的问题,采用定点突变技术阐明了重要氨基酸残基对CGT酶热稳定性产生影响的规律,获得了构建具有理想热稳定性的CGT酶突变体的简单可行方法,为从根本上改善CGT酶的热稳定性打下了基础;③ CGT酶使用性能的改善方法简单易行,所得到具有理想产物特异性和热稳定性的酶突变体可直接应用于β-环糊精的工业化生产,能提高β-环糊精的得率,降低β-环糊精的生产成本。
批量生产阶段。已实现产业化示范。
应用于淀粉糖示范生产线等相关领域、农产品深加工科学技术领域。
预计投资约800万元。
技术开发、技术入股或技术转让。