Alpha - Bột amylase, Tên hệ thống 1,4 - alpha - d - glucan glucan hydrolase, còn được gọi là enzyme hóa lỏng hoặc enzyme hóa lỏng -1, 4 -dextrinase. Bột màu nâu vàng hoặc chất lỏng màu nâu vàng đến màu nâu sẫm, với độ ẩm từ 5% đến 8%. Hòa tan trong nước, không hòa tan trong ethanol hoặc ether. Theo quy định của FAO/WHO, ADI không có hạn chế đặc biệt. Chủ yếu được sử dụng cho tinh bột thủy phân để tạo ra maltose, glucose và xi -rô, cũng như để sản xuất dextrin, bia, rượu vang vàng, rượu, nước tương, giấm, nước trái cây và monosodium glutamate. Nó cũng được sử dụng trong sản xuất bánh mì để cải thiện bột, chẳng hạn như giảm độ nhớt của bột, tăng tốc quá trình lên men, tăng hàm lượng đường và làm chậm quá trình lão hóa bánh mì. Được sử dụng để xử lý trước nguyên liệu thô trong thực phẩm trẻ sơ sinh và trẻ mới biết đi. Ngoài ra, nó cũng được sử dụng trong chế biến rau. Trường hợp sử dụng, dựa trên Bacillus subtilis alpha amylase (6000iu/g), số tiền bổ sung là khoảng 0,1%
Alpha amylase, như một endonuclease có khả năng thủy phân -1,4 -glycosid liên kết trong các phân tử tinh bột, đã trở thành một trong những enzyme được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghệ sinh học công nghiệp do tính chất xúc tác hiệu quả của nó đối với chất hóa hóa tinh bột. Các ứng dụng của nó bao gồm hơn mười lĩnh vực như chế biến thực phẩm, ngành lên men, in dệt và nhuộm, y học và y tế, làm giấy và bảo vệ môi trường, và thể hiện tiềm năng mở rộng liên tục trong các công nghệ mới nổi.
Ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm chạy qua toàn bộ chuỗi xử lý nguyên liệu thô, tối ưu hóa quy trình và đổi mới sản phẩm, và khả năng kháng nhiệt độ, khả năng thích ứng pH và hiệu quả xúc tác đã trở thành chìa khóa để nâng cấp công nghệ công nghiệp.
1. Ngành bắt làm bánh: Tối ưu hóa kép về khối lượng và hương vị
Trong sản xuất bánh mì, tinh bột bị hư hỏng trong bột được thủy phân để tạo ra dextrin và giảm đường, cung cấp nhiều chất nền hơn để lên men men. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy việc thêm 0,01% nấm alpha amylase có thể làm tăng khối lượng bánh mì lên 15% -20%, trong khi giảm đường tham gia vào phản ứng Maillard, dẫn đến tăng 20% -30% màu của da. Trong việc áp dụng bột đông lạnh, enzyme này có thể trì hoãn lão hóa tinh bột, giảm 40% độ cứng của sản phẩm sau khi tan băng và duy trì kết cấu mềm trong tối đa 7 ngày.
2. Ngành bia: cải thiện hiệp đồng về hiệu quả và chất lượng
Bia Bia: Alpha Amylase kháng nhiệt độ cao (hoạt động ổn định ở 90-95 độ) có thể thay thế 30%mạch nha, rút ngắn thời gian hóa lỏng tinh bột từ 60 phút lên 15 phút, tăng tốc độ lọc WORT 25%và tăng năng suất chiết xuất thêm 5%. Các chế phẩm enzyme có nguồn gốc từ Bacillus licheniformis có thể làm tăng quá trình lên men bia thêm 3% và giảm hàm lượng đường còn lại xuống dưới 1,2%.
Sản xuất Baijiu: Bằng cách thêmAlpha - Bột amylasevà chế biến phức tạp enzyme trong giai đoạn sacarization, tỷ lệ sử dụng tinh bột tăng từ 85%lên 92%và tỷ lệ năng suất rượu tăng 8%. Đồng thời, việc sản xuất dầu Fusel đã giảm, làm cho cơ thể rượu tinh khiết hơn.
3. Sản xuất đường tinh bột: Trung tâm chuyển đổi từ nguyên liệu thô sang giá trị cao - đã thêm sản phẩm
Trong sản xuất glucose, tinh bột được hóa lỏng với dextrin với giá trị DE là 15 - 20, và sau đó chuyển đổi thành glucose thông qua hoạt động enzyme. Việc sử dụng alpha amylase kháng nhiệt độ cao (như enzyme biến đổi gen BLA) có thể làm tăng nhiệt độ hóa lỏng từ 85 độ xuống 95 độ, rút ngắn thời gian phản ứng 50%và giảm 30%mức tiêu thụ năng lượng. Trong việc sản xuất xi-rô mạch nha, bằng cách kiểm soát các điều kiện thủy phân enzyme (pH 5,5-6,0, 60 độ), các sản phẩm có hàm lượng đường mạch nha trên 60% có thể thu được, đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp thực phẩm đối với độ ngọt và xi-rô chống kết tinh thấp.
4. Phát triển thực phẩm lành mạnh: Chức năng cân bằng và ghi nhãn sạch
Đối với thực phẩm đặc biệt cho bệnh tiểu đường, dextrin kháng thuốc có thể được điều chế bằng cách hợp tác với pullulanase. Hàm lượng chất xơ của nó là hơn 85%và giá trị GI (chỉ số đường huyết) nhỏ hơn 30. Trong việc sản xuất bánh mì không gluten, enzyme này có thể cải thiện các đặc tính chế biến của nguyên liệu không gluten như mì gạo lớn.
Bằng cách chuyển đổi hiệu quả các nguyên liệu thô dựa trên tinh bột thành đường lên men, nó đã trở thành một công cụ cốt lõi để sản xuất nhiên liệu sinh học, axit hữu cơ và axit amin. Sự ổn định nhiệt và hiệu quả xúc tác của nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng kinh tế của ngành.
1. Ethanol nhiên liệu: Một công nghệ quan trọng để chuyển đổi năng lượng
Trong quá trình sản xuất ethanol nhiên liệu ngô, alpha amylase (như Spezyme) ® Hiệu ứng hiệp đồng của alpha và glucose amylase có thể làm tăng tỷ lệ chuyển đổi tinh bột lên hơn 98%. Thermophilic - Amylase được cải thiện bằng công nghệ chỉnh sửa gen có thể duy trì hoạt động ở 95 độ, kết hợp quá trình hóa lỏng và quá trình hóa quy hóa (quy trình SSF), giảm 40%mức tiêu thụ hơi nước và rút ngắn chu kỳ lên men xuống 48 giờ. Năm 2023, sản xuất toàn cầu của Bioethanol sẽ đạt 105 triệu tấn, với alpha amylase đóng góp hơn 60% hiệu quả chuyển đổi tinh bột.
2. Axit hữu cơ và axit amin: một cây cầu từ nguyên liệu thô đến cao - sản phẩm giá trị
Sản xuất axit citric: Alpha amylase tiền xử lý chất hóa lỏng ngô với giá trị DE là 10-12, sau đó là quá trình lên men bởi Aspergillus niger. Năng suất axit citric tăng từ 1,2kg/kg tinh bột lên 1,5kg/kg tinh bột và thời gian lên men được rút ngắn 20%.
Natri glutamate (MSG): Trong giai đoạn sacarization của nguyên liệu tinh bột, thêm một chế phẩm tổng hợp của alpha amylase và amylase có thể làm tăng năng suất glucose từ 90%xuống 95%, tăng tỷ lệ chuyển đổi của glutamate monosodium xuống 65%và giảm tiêu thụ năng lượng trên mỗi đơn vị.
3. Vật liệu sinh học: Chuyển đổi từ tinh bột sang nhựa có thể phân hủy sinh học
Hiệu ứng hiệp đồng với lipase có thể chuẩn bị các vật liệu composite axit polylactic tinh bột, có độ bền kéo 35MPa và độ giãn dài khi phá vỡ tăng lên 120%, đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất cơ học của vật liệu đóng gói. Trong quá trình sản xuất polyhydroxyalkanoates (PHA), tiền xử lý enzyme tăng hiệu quả hóa tinh bột lên 40%, tăng năng suất PHA từ 0,8g/L xuống 1,2g/L và giảm 30%chi phí sản xuất.
Công nghiệp dệt: Đột phá về công nghệ trong in và nhuộm màu xanh lá cây
Bằng cách loại bỏ hiệu quả bùn tinh bột khỏi các loại vải, nó trở thành quá trình chuẩn bị enzyme cốt lõi để in dệt và nhuộm quá trình tiền xử lý. Hoạt động nhiệt độ - của nó và các đặc điểm bảo vệ môi trường thúc đẩy sự chuyển đổi của ngành đối với sản xuất xanh.
1.
Du mục hóa học truyền thống cần được thực hiện ở 90 - 95 độ, tạo ra một lượng lớn nước thải kiềm. Việc sử dụng nhiệt độ trung bình - amylase (với hoạt động ổn định ở 50-60 độ) có thể rút ngắn thời gian giảm dần từ 120 phút xuống còn 45 phút, giảm 60%mức tiêu thụ hơi nước và giảm COD (nhu cầu oxy hóa học) của nước thải từ 5000mg/L xuống còn 800mg/L. Trong quá trình giảm dần denim, enzyme hoạt động phối hợp với cellulase để tăng 30%độ hoàn thiện bề mặt, độ sâu nhuộm 15%và giảm 20%tỷ lệ rụng thuốc nhuộm chàm.
2. Đánh bóng sinh học: Kiểm soát chính xác các đặc tính bề mặt vải
Việc chuẩn bị tổng hợp với cellulase có thể loại bỏ chọn lọc fuzz bề mặt khỏi vải cotton, cải thiện độ mịn bề mặt lên 40% và tăng mức độ chống đóng trụ từ cấp 3 đến cấp 4 - 5. Trong chế biến bằng lụa, enzyme này có thể giảm 25% độ cứng vải trong khi vẫn duy trì độ bóng ban đầu, đáp ứng nhu cầu của các loại vải quần áo cao cấp.
3. In ấn và nhuộm môi trường: Từ khi kết thúc điều trị đường ống đến giảm ô nhiễm nguồn
The use of alpha amylase desizing process can reduce the cost of wastewater treatment by 40%, and its biodegradability (96 hour degradation rate>90%) Đáp ứng OEKO - Tiêu chuẩn bảo vệ môi trường tiêu chuẩn Tex Tex. Trong cách xử lý trước - của in kỹ thuật số, enzyme này có thể thay thế giảm dần soda ăn da truyền thống, tăng năng suất màu 15% và độ bền màu bằng 0,5, trong khi giảm 30% lượng nước thải.
Y tế và sức khỏe: Động cơ đổi mới từ chẩn đoán bệnh đến thực phẩm chức năng
Các ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm bao gồm thuốc thử chẩn đoán, chuẩn bị enzyme tiêu hóa và phát triển vật liệu sinh học, và tính đặc hiệu và an toàn của chúng đã trở thành ứng dụng lâm sàng quan trọng.
1. Chẩn đoán bệnh: "Biomarkers" của viêm tụy cấp tính
The detection of serum alpha amylase activity is the preferred screening indicator for acute pancreatitis (AP). Enzyme activity can increase to more than three times the normal value (>120U/L) within 2-12 hours after onset, and the duration of elevated urinary amylase is longer (5-10 days). Combined with lipase detection (specificity>95%), độ chính xác chẩn đoán có thể được tăng lên 98%và tỷ lệ chẩn đoán sai có thể giảm 30%. Trong sàng lọc xơ nang (CF), xét nghiệm hoạt động của nước bọt alpha amylase có thể xác định sớm hơn 85% bệnh nhân, thuận tiện hơn so với xét nghiệm ion clorua mồ hôi truyền thống.
2. Chuẩn bị enzyme tiêu hóa: Các thành phần cốt lõi của thực phẩm chức năng
Đối với những bệnh nhân bị viêm tụy mãn tính, một chế phẩm enzyme tiêu hóa hợp chất (chứa alpha amylase, lipase, protease) có thể làm tăng tỷ lệ tiêu hóa chất béo lên 40% và tỷ lệ hấp thụ carbohydrate lên 35%. Việc thêm alpha amylase kháng axit (hoạt động pH 2.0 ổn định) vào công thức của trẻ sơ sinh có thể làm tăng khả năng tiêu hóa tinh bột từ 70%xuống 90%, làm giảm tỷ lệ mắc các triệu chứng tiêu hóa như đầy hơi và tiêu chảy xuống 50%.
3. Vật liệu sinh học: Người vận chuyển sáng tạo cho hệ thống phân phối thuốc
Starch nanoparticles modified with α - amylase (particle size 100-200nm) can be used as anti-cancer drug carriers, with a drug loading capacity of 25% and a 24-hour release rate of>80% trong môi trường ruột mô phỏng (pH 6,8). Trong các công thức insulin đường uống, enzyme kết hợp với công nghệ đóng gói chitosan có thể làm tăng khả dụng sinh học của thuốc xuống 15%, giảm 70% tần số thuốc so với tiêm truyền thống.
Công nghiệp giấy: Hỗ trợ kỹ thuật từ chế biến nguyên liệu thô sang nâng cấp sản phẩm
Bằng cách điều chỉnh hiệu suất của lớp phủ tinh bột,Alpha - Bột amylaseđã trở thành một công cụ quan trọng để cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm mức tiêu thụ năng lượng trong ngành công nghiệp giấy. Ứng dụng của nó bao gồm toàn bộ quá trình phủ, kích thước và khử chất thải.
1. Cải thiện lớp phủ tinh bột: Kiểm soát chính xác các thuộc tính giấy
Trong quá trình phủ, sự suy giảm một phần tinh bột của alpha amylase (giá trị DE 5-10) có thể làm giảm 30%độ nhớt của lớp phủ, tăng tốc độ lớp phủ lên 1500m/phút và cải thiện độ bóng của giấy lên 20%. Điểm khả năng in cũng được cải thiện bằng 15 điểm (theo thang điểm 100). Trong việc sản xuất giấy đặc sản, lớp phủ composite composite enzyme và polyvinyl có thể làm tăng khả năng chống nước của giấy lên 40%, đáp ứng các yêu cầu của vật liệu đóng gói thực phẩm.
2. Tối ưu hóa quy trình ứng dụng keo: Lợi ích kép của bảo tồn năng lượng và bảo vệ môi trường
Điều trị trước Rosin Gum bằng alpha amylase có thể làm giảm nhiệt độ kích thước từ 85 độ xuống 60 độ, giảm 30%mức tiêu thụ hơi nước và giảm 20%lượng vật liệu kẹo cao su. Trong quá trình loại bỏ mực khỏi giấy thải, tác dụng hiệp đồng của enzyme và lipase này có thể tăng tỷ lệ loại bỏ mực lên 95%, tăng 5%độ trắng và giảm tỷ lệ mất sợi xuống dưới 3%.
3. Biopulping: Sự chuyển đổi từ hóa học sang phương pháp sinh học
Việc chuẩn bị tổng hợp alpha amylase và xylanase có thể thay thế 20% các chất nghiền hóa học, giảm 15% số kappa trong khi duy trì hiệu suất cường độ tương tự. Trong quá trình nghiền rơm, tiền xử lý enzyme có thể tăng hiệu quả phân tách sợi 30%, giảm 40%mức tiêu thụ năng lượng và giảm 90%tải lượng ô nhiễm nước thải.
Các lĩnh vực mới nổi: Các ứng dụng xuyên biên giới từ sinh học tổng hợp đến công nghệ vũ trụ
Với sự phát triển của công nghệ chỉnh sửa gen và công nghệ nano, tiềm năng sáng tạo đã được chứng minh trong việc cắt - các trường cạnh như sinh học tổng hợp, hỗ trợ cuộc sống không gian và phân đôi.
1. Sinh học tổng hợp: Thiết kế và tiến hóa của enzyme nhân tạo
Thông qua các kỹ thuật tiến hóa theo hướng, các nhà nghiên cứu đã phát triển các đột biến có khả năng chống nhiệt độ cao (110 độ) và axit (pH3.0), với một nửa - tuổi thọ dài hơn 10 lần so với loại hoang dã. Trong con đường tổng hợp tinh bột nhân tạo, hành động hiệp đồng với tinh bột synthase có thể làm tăng sản xuất tinh bột từ 0,1g/L lên 5g/L, cung cấp dự trữ nguồn carbon cho các hệ thống hỗ trợ cuộc sống không gian.
2. Công nghệ không gian: Đạp xe vật liệu trong hệ sinh thái khép kín
Trong Hệ thống hỗ trợ sinh học (BLSS) của Trạm vũ trụ quốc tế (ISS), các chất tinh bột trong phân phi hành gia bị phân hủy với tỷ lệ phục hồi 90%, cung cấp muối vô cơ để trồng thực vật. Trong thí nghiệm mô phỏng cơ sở Mars, enzyme hoạt động hiệp đồng với vi khuẩn quang hợp để tăng hiệu quả cố định carbon dioxide 25% và tỷ lệ sản xuất oxy lên 15%.
3.
Magnetic nanoparticles modified with α - amylase (Fe ∝ O ₄ @ SiO ₂ - AMY) can efficiently adsorb polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in soil, with an adsorption capacity of 50mg/g and a degradation rate of>80% trong 24 giờ ở 30 độ. Trong việc khắc phục đất bị ô nhiễm dầu, enzyme kết hợp với lipase có thể làm tăng tỷ lệ suy giảm hydrocarbon dầu (TPH) tổng số xuống còn 90% và rút ngắn thời gian khắc phục xuống còn 6 tháng.
Chuẩn bị alpha - AMYLase Powder:
Quá trình xây dựng của Vector PXMJ19-aph213 như sau:
Gen APH213 được khuếch đại từ vector XK99E với các mồi APH213F và APH213R. Các mồi được sử dụng như sau:
APH213F: CCGGATATCAGCTTCACGCTGCCGCAAGCAC
APH213R: CCGAAGCTTAATTCTGTTTCCTGTGTGAAATTG
Điều kiện PCR như sau: 95 độ trong 4 phút; 95 độ 30s, 62 độ 30s, 72 độ 1 phút, 35 chu kỳ; 72 độ 7 phút.
Thiết kế của các đoạn mồi trên đã dẫn đến sự hình thành điểm dừng ECORV ở thượng nguồn của gen APH213 và điểm dừng Hindiiii ở hạ lưu trong quá trình khuếch đại gen APH213. Trình tự nucleotide của gen APH213 được thể hiện trong SEQ ID số: 4; Sản phẩm PCR đã được thu hồi và tiêu hóa bằng ecorv và tiếng Hindiii, và sau đó kết nối với vector pxMJ-19 cũng được tiêu hóa bằng ecorv và tiếng Hindiii thông qua t4DNA ligase để thu được vector pxMJ19-aph213.
Quá trình khuếch đại của vector PXMJ19-aph213 như sau:
A. Thêm 3ml môi trường nuôi cấy LB và 1,5ul kháng sinh 34mg/ml chloramphenicol vào ống ly tâm 50ml;
B. Chọn Escherichia coli DH5 với Vector PXMJ19-aph213 chuyển sang môi trường và nuôi cấy trên ở 37 độ và 230 vòng / phút trong 12 giờ để khuếch đại plasmid PXMJ19-aph213;
C. Trích xuất plasmid PXMJ19-aph213 theo hướng dẫn của bộ chiết plasmid.
Được khuếch đại từ bộ gen Bacillus subtilis với mồi Amyf và Amyr - Các đoạn mồi được sử dụng cho gen amylase như sau:
Amyr: CCGCTCGAGTCAGTGGTGGTGGTGGTGGTGATGGGGAAGAACCGCTTAAG;
Amyf: CCGAAGCTTGAAAGGAGGAGNACTATGTTTTGCAAAACGATTCAAAACC;
Điều kiện PCR như sau: 95 độ trong 4 phút; 95 độ 30s, 62 độ 30s, 72 độ 2 phút, 35 chu kỳ; 72 độ 7 phút.
Thiết kế của các đoạn mồi trên làm cho - trong quá trình khuếch đại gen amylase - Trình tự E3 SD được hình thành ở thượng nguồn của gen amylase và thẻ histidine được hình thành ở hạ lưu. Trang web Endonuclease hạn chế ngược dòng là Hindiii và trang web Endonuclease hạn chế hạ nguồn là XHOI;
Sản phẩm PCR đã được thu hồi và tiêu hóa bằng XHOI và tiếng Hindiii, và sau đó được kết nối với vector PXMJ19-aph213 cũng được tiêu hóa bằng XHOI và tiếng Hindiii thông qua ligase DNA T4 để thu được vector biểu hiện tái tổ hợp PXMJ19-APH213-AMY.
Vector biểu thức tái tổ hợp PXMJ19 - Aph213-Amy đã được chuyển vào Escherichia coli để khuếch đại trước. Môi trường nuôi cấy là môi trường LB và nồng độ chloramphenicol là 50 ug/mL; Sau khi chiết xuất, nó được chuyển vào Corynebacterium glutamicum bằng phương pháp biến đổi điện và nuôi cấy trong môi trường phục hồi LBHIS ở 30 độ, với nồng độ chloramphenicol là 30 ug/mL.
Chuyển các chất biến đổi phát triển sang bình hình tam giác 250ml chứa môi trường 50ml để nuôi cấy. Môi trường là môi trường BHI. Điều kiện nuôi cấy là 30 độ, 230 vòng / phút, 48 h.
A. Máy ly tâm Văn hóa vi khuẩn tái tổ hợp ở mức 12000 vòng / phút, 4 độ và 5 phút để thu được - phần nổi của amylase.
B. sẽ chứa - Supernatant của amylase phải chịu sắc ký ái lực. Đầu tiên, cân bằng cột niken với bộ đệm A - Supernatant của amylase được lọc và tải vào cột niken cân bằng, và sau đó khối lượng của ba cột được cân bằng hơn nữa với bộ đệm A đến mức cơ sở; Relute với 100mmol dung dịch B, thu thập rửa giải và thu thập 0,5ml mỗi ống;
Bộ đệm A: NaCl 300mm, bộ đệm Tris 20 mm, PH8.0; Buffer B: NaCl 300mm, Imidazole 250mm, Tris 20 mm, bộ đệm PH8.0.
C. Đối với những người có chứa -, giải dịch của amylase được khử muối thông qua cột khử muối để thu được giải pháp -}, được lưu trữ ở - 20 mức độ;
Bộ đệm được sử dụng để khử muối là bộ đệm PBS 50mm với pH 7.0.
Chú phổ biến: Alpha - Amylase Powder CAS 9000-90-2, nhà cung cấp, nhà sản xuất, nhà máy, bán buôn, mua, giá, số lượng lớn, để bán