1、成果來源、成果被評價及認定(發明專利授權號)等情況 本項目來源于國家“十二五”科技支撐計劃項目“大宗糧食綠色加工技術與 產品”中課題“玉米淀粉加工關鍵技術研究與示范(2012BAD34B07,479 萬元, 研究起止時間:2012.01-2014.12)”和國家自然科學基金“酶法選擇性合成單一 類型環糊精的控制策略研究(31101228,25 萬元,研究起止時間:2012.01- 2014.12)”,屬于農產品深加工科學技術領域。本項目累計申請發明專利 7 項(1 項獲授權),發表論文 11 篇(8 篇被 SCI 收錄),于 2015 年 7 月通過中國糧油學 會鑒定,獲國際先進評價。
2、主要技術內容、作用、對行業的意義,獲獎情況 CGT 酶生產環糊精最不利的條件之一是產物特異性差,給產物的分離純化 帶來很大不便。同時,CGT 酶存在的另一大缺陷是其熱穩定性較差,由于在環糊 精工業化生產中,底物淀粉首先要經過高溫糊化、液化處理,然后降溫至適當溫 度進行環化反應,若 CGT 酶能夠適應更高的反應溫度,勢必有助于提高反應效率, 因此,有必要改善 CGT 酶的熱穩定性,提高其催化效率,進而有效降低環糊精生20 產成本。本項目主要是通過改善 CGT 酶產物特異性和熱穩定性,提高該酶的使用 性能,將其應用于環糊精的工業化生產中,能顯著降低環糊精的生產成本,促進 環糊精在各個領域的廣泛應用。因此,隨著環糊精在食品、醫藥等領域中的應用 越來越廣闊,開發改善 CGT 酶使用性能的關鍵技術顯得尤為重要,具有很好的推
廣應用前景。
3、成果的技術指標、創新性與先進性 本項目在長期從事淀粉生物轉化研究的基礎上,針對環糊精工業化生產過程 中 CGT 酶的產物特異性和熱穩定性較差問題,通過深入研究和不懈努力,逐步改 善了 CGT 酶的產物特異性和熱穩定性,突破了關鍵技術,并實現了具有理想產物 特異性和熱穩定性的β-CGT 酶突變體在酶法生產β-環糊精中的應用。該酶使用 性能改善易操作,具有很好的應用價值,技術位于國際領先水平。與國內外同類
技術相比,具有以下創新:
①針對 CGT 酶產物特異性較差的問題,確定了 CGT 酶的產物特異性與其一級 結構的相關性,獲得構建具有理想產物特異性的 CGT 酶突變體的簡單可行方法, 為從本質上改善 CGT 酶的產物特異性提供理論基礎;
②針對 CGT 酶熱穩定性較差的問題,采用定點突變技術闡明了重要氨基酸殘 基對 CGT 酶熱穩定性產生影響的規律,獲得了構建具有理想熱穩定性的 CGT 酶突 變體的簡單可行方法,為從根本上改善 CGT 酶的熱穩定性打下了基礎;
③ CGT 酶使用性能的改善方法簡單易行,所得到具有理想產物特異性和熱 穩定性的酶突變體可直接應用于β-環糊精的工業化生產,能提高β-環糊精的得 率,降低β-環糊精的生產成本。
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