本发明公开了一种具有广泛pH值适应性的淀粉普鲁兰酶及应用,属于酶工程及生物改性淀粉技术领域。本发明提供了一种新的淀粉普鲁兰酶,并将其用于淀粉液化,以期为后续淀粉深加工提供合适底物。该淀粉普鲁兰酶在pH5.5和pH8.5条件下具有等同的活性,且在pH4.5 10.0之间保持超过一半的稳定的酶活。该酶的最适温度为75 80℃,且半衰期约为8h。此酶的热稳定性、广泛的pH作用范围,使其可单独或与多种酶类复配,应用于淀粉深加工,提高淀粉液化效率及淀粉底物的利用率,为淀粉加工提供了新的思路,有着巨大潜力和应用前景。

本发明的第一个目的是提供SEQ ID NO.1所示的淀粉普鲁兰酶在液化淀粉方面的应用。

本发明的第二个目的是提供编码淀粉普鲁兰酶的基因；所述基因含有SEQ IDNO.2所示的核苷酸序列。

本发明的第三个目的是提供携带所述基因的载体。

在本发明的一种实施方式中，所述质粒为PMC系列、pET系列或pGEX系列中的一种。

本发明的第四个目的是提供一种表达SEQ ID NO.1所示淀粉普鲁兰酶的基因工程菌。

在一种实施方式中，所述基因工程菌以大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌或黑曲霉为宿主。

本发明的第五个目的是提供一种促进淀粉快速液化降黏的方法，所述方法用SEQIDNO.1所示的淀粉普鲁兰酶水解淀粉乳；所述淀粉普鲁兰酶的用量为10-40U/g淀粉；所述淀粉乳的质量分数为1-40％，水解过程控制温度为68-95℃。

目前，全球每年用于工业转化的淀粉量高达5千万吨，我国每年有1千万吨淀粉用于转化葡萄糖、发酵用糖或酒精生产用糖。糖以其与国计民生的紧密关系在国民经济中占有重要地位，其在食品、饮料、发酵等领域应用广泛。目前淀粉制糖工艺主要是酶法，包括液化和糖化两个阶段。液化阶段是整个淀粉转化生产葡萄糖工艺最为重要的阶段，其结果对最终产品葡萄糖的经济指标与质量指标均有较大影响。传统工艺中液化的pH值一般为6.0-6.5，此pH值的设定并不是依据淀粉转化为葡萄糖的最适反应pH，而是α-淀粉酶的最适反应条件。在此pH条件下进行液化反应时，较高的pH和热作用，淀粉分子还原性末端的葡萄糖分子会异构为果糖分子。在随后进行的糖化反应中，糖化酶不能将水解果糖与葡萄糖之间的α-1,4-糖苷键，在糖化结束后产物中存在麦芽酮糖副产物，此副产物会影响后续葡萄糖浆的利用。此外，糖化酶的最适反应条件约为pH4.5-5.0，因此需要在糖化步骤之前调节液化产物的pH值，造成酸碱消耗。由于酶制剂工业技术的进步，利用不同的酶制剂来确保液化的pH值更接近于葡萄糖高产的方向，以及使得调浆的pH值与糖化时的pH值接近从而减少酸碱的消耗，简化工艺步骤，同时降低糖化液后处理时的离子交换及树脂再生成本。

江南大学是教育部直属、国家“211工程”重点建设高校和“双一流”建设高校。学校具有悠久的办学历史、厚重的文化积淀，源起1902年创建的三江师范学堂，历经国立中央大学、南京大学等发展时期；1958年南京工学院食品工业系整建制东迁无锡独立建校，成立无锡轻工业学院；1962年无锡纺织工学院并入无锡轻工业学院；1995年更名为无锡轻工大学；2001年无锡轻工大学、江南学院、无锡教育学院合并组建江南大学；2003年东华大学无锡校区并入江南大学。

有益效果：本发明提供了一种新淀粉普鲁兰酶及其在淀粉液化降黏中的应用。该淀粉普鲁兰酶可同时水解淀粉中的α-1,4和α-1,6糖苷键，且具有广泛的pH适应性，因此可用于淀粉液化预处理，以方便后期与其它酶类的复配作用，避免黏度过大难以搅拌以及不同酶类需二次调节pH的问题，为淀粉加工生产提供便利。

江南大学是教育部直属、国家“211工程”重点建设高校和“双一流”建设高校。学校具有悠久的办学历史、厚重的文化积淀，源起1902年创建的三江师范学堂，历经国立中央大学、南京大学等发展时期；1958年南京工学院食品工业系整建制东迁无锡独立建校，成立无锡轻工业学院；1962年无锡纺织工学院并入无锡轻工业学院；1995年更名为无锡轻工大学；2001年无锡轻工大学、江南学院、无锡教育学院合并组建江南大学；2003年东华大学无锡校区并入江南大学。