alpha - پودر آمیلاز، نام سیستم 1،4 - alpha- D - هیدرولاز گلوکان گلوکان ، همچنین به عنوان آمیلاز مایع یا آنزیم مایع -1 ، 4 دکستریناز شناخته می شود. پودر جامد قهوه ای زرد یا قهوه ای زرد تا مایع قهوه ای تیره ، با رطوبت 5 ٪ تا 8 ٪. محلول در آب ، نامحلول در اتانول یا اتر. طبق مقررات FAO/WHO ، ADI محدودیت خاصی ندارد. عمدتا برای تولید نشاسته هیدرولیز کننده برای تولید مالتوز ، گلوکز و شربت و همچنین برای تولید دکسترین ، آبجو ، شراب زرد ، الکل ، سس سویا ، سرکه ، آب میوه و گلوتامات مونوسودیوم استفاده می شود. همچنین در تولید نان برای بهبود خمیر استفاده می شود ، مانند کاهش ویسکوزیته خمیر ، تسریع در فرآیند تخمیر ، افزایش قند قند و کند شدن پیری نان. برای پیش درمانی مواد اولیه غلات در غذای نوزاد و کودک نوپا استفاده می شود. علاوه بر این ، از آن در پردازش سبزیجات نیز استفاده می شود. مورد استفاده ، بر اساس Bacillus subtilis alpha amylase (6000iu/g) ، مقدار اضافی حدود 0.1 ٪ است
آلفا آمیلاز ، به عنوان یک اندونوکلئاز که قادر به هیدرولیز کردن پیوندهای -1،4 گلیکوزیدی در مولکول های نشاسته ای است ، به دلیل خاصیت کارآمد کاتالیزوری آن برای مایع سازی نشاسته به یکی از آنزیم های پرکاربرد در بیوتکنولوژی صنعتی تبدیل شده است. برنامه های کاربردی آن بیش از ده زمینه از جمله فرآوری مواد غذایی ، صنعت تخمیر ، چاپ و رنگ آمیزی نساجی ، دارو و بهداشت ، کاغذ سازی و حفاظت از محیط زیست را در بر می گیرد و پتانسیل گسترش مداوم در فن آوری های نوظهور را نشان می دهد.
کاربرد در صنایع غذایی از کل زنجیره پردازش مواد اولیه ، بهینه سازی فرآیند و نوآوری محصول و مقاومت در برابر دمای آن ، سازگاری pH و راندمان کاتالیزوری به کلید در ارتقاء فن آوری صنعت تبدیل شده است.
1. صنعت پخت: بهینه سازی دوگانه حجم و طعم
در تولید نان ، نشاسته آسیب دیده در آرد برای تولید دکسترین و کاهش قندها هیدرولیز می شود و بسترهای بیشتری را برای تخمیر مخمر فراهم می کند. داده های تجربی نشان می دهد که اضافه کردن 0.01 ٪ آمیلاز قارچی قارچی می تواند حجم نان را 15 ٪ -20 ٪ افزایش دهد ، در حالی که کاهش قندها در واکنش مایلارد شرکت می کند و در نتیجه افزایش 20 ٪ -30 ٪ در رنگ پوست نان افزایش می یابد. در استفاده از خمیر یخ زده ، این آنزیم می تواند پیری نشاسته را به تأخیر بیندازد ، پس از ذوب شدن ، سختی محصول را 40 ٪ کاهش دهد و تا 7 روز یک بافت نرم حفظ کند.
2. صنعت آبجو: بهبود هم افزایی بهره وری و کیفیت
آبجو آبجو: آلفا آمیلاز مقاوم در برابر درجه حرارت بالا (فعالیت پایدار در 90-95 درجه) می تواند 30 ٪ مالت را جایگزین کند ، زمان مایع سازی نشاسته را از 60 دقیقه به 15 دقیقه کوتاه کند ، سرعت تصفیه گرگ را 25 ٪ افزایش دهد و عملکرد عصاره را 5 ٪ افزایش دهد. آماده سازی آنزیم حاصل از Bacillus licheniformis می تواند تخمیر آبجو را 3 ٪ افزایش داده و میزان قند باقیمانده را به زیر 1.2 ٪ کاهش دهد.
تولید baijiu: با اضافه کردنalpha - پودر آمیلازو آماده سازی مجتمع آنزیم Saccharifying در مرحله ساککاری ، میزان استفاده از نشاسته از 85 ٪ به 92 ٪ افزایش یافته و میزان عملکرد مشروبات الکلی 8 ٪ افزایش یافته است. در همین زمان ، تولید روغن فوزل کاهش یافته و بدن مشروبات الکلی را خالص تر می کند.
3. تولید قند نشاسته: قطب تبدیل از مواد اولیه به ارزش بالا {1} محصولات اضافه شده
در تولید گلوکز ، نشاسته با مقدار DE 15- 20 به دکسترین مایع می شود و سپس از طریق عمل آنزیمی به گلوکز تبدیل می شود. استفاده از آلفا آمیلاز مقاوم در برابر درجه حرارت بالا (مانند آنزیم ژنتیکی BLA) می تواند دمای مایع سازی را از 85 درجه به 95 درجه افزایش دهد ، مدت زمان واکنش را 50 ٪ کوتاه کند و 30 ٪ مصرف انرژی را کاهش دهد. در تولید شربت مالت ، با کنترل شرایط هیدرولیز آنزیمی (pH 5.5-6.0 ، 60 درجه) ، محصولات با قند مالت بیش از 60 ٪ می توانند به دست بیایند و تقاضای صنایع غذایی برای شیرینی کم و شربت ضد تبلور را برآورده می کنند.
4. توسعه غذای سالم: تعادل عملکرد و برچسب زدن تمیز
برای غذای خاص برای دیابت ، دکسترین مقاوم با همکاری با پولالاناز می تواند تهیه شود. محتوای فیبر رژیم غذایی آن بیش از 85 ٪ است ، و مقدار GI (شاخص گلیسمی) کمتر از 30 است. در تولید نان بدون گلوتن ، این آنزیم می تواند ویژگی های پردازش مواد خام غیر گلوتن مانند آرد برنج بزرگ و آرد کوئینوا را بهبود بخشد ، به گونه ای که حجم خاص محصول از 2.5 ml/groctory sensory به 3.8 میلی لیتر/g افزایش می یابد.
با تبدیل کارآمد مواد اولیه مبتنی بر نشاسته به قندهای قابل تخمیر ، به ابزاری اصلی برای تولید سوخت های زیستی ، اسیدهای آلی و اسیدهای آمینه تبدیل شده است. پایداری حرارتی و کارآیی کاتالیزوری آن به طور مستقیم بر زنده ماندن اقتصادی صنعت تأثیر می گذارد.
1. سوخت اتانول: یک فناوری کلیدی برای انتقال انرژی
در تولید اتانول سوخت ذرت ، آلفا آمیلاز (مانند Spezyme) - اثر هم افزایی آلفا و آمیلاز گلوکز می تواند میزان تبدیل نشاسته را به بیش از 98 ٪ افزایش دهد. آمیلاز ترموفیلیک-} بهبود یافته توسط فناوری ویرایش ژن می تواند فعالیت را در 95 درجه حفظ کند و فرآیندهای مایع سازی و ساککاری سازی (فرآیند SSF) را ترکیب کرده و مصرف بخار را 40 ٪ کاهش می دهد و چرخه تخمیر را به 48 ساعت کوتاه می کند. در سال 2023 ، تولید جهانی بیوتانول به 105 میلیون تن خواهد رسید که آلفا آمیلاز بیش از 60 ٪ از راندمان تبدیل نشاسته را به خود اختصاص داده است.
2. اسیدهای آلی و اسیدهای آمینه: پلی از مواد اولیه تا محصولات با ارزش -
تولید اسید سیتریک: مایعات پیش درمانی آلفا آمیلاز نشاسته ذرت را به مقدار 10-12 و به دنبال آن تخمیر توسط آسپرژیلوس نیجر می کند. عملکرد اسید سیتریک از نشاسته 1.2 کیلوگرم بر کیلوگرم به نشاسته 1.5 کیلوگرم بر کیلوگرم افزایش می یابد و زمان تخمیر 20 ٪ کاهش می یابد.
گلوتامات سدیم (MSG): در مرحله ساکاری سازی مواد اولیه نشاسته ، اضافه کردن یک آماده سازی کامپوزیت آلفا آمیلاز و آمیلاز می تواند عملکرد گلوکز را از 90 ٪ به 95 ٪ افزایش دهد ، میزان تبدیل گلوتامات مونودودیوم را به 65 ٪ افزایش داده و 25 ٪ مصرف انرژی در واحد را کاهش دهد.
3. مواد بیباز: تبدیل از نشاسته به پلاستیک های زیست تخریب پذیر
اثر هم افزایی با لیپاز می تواند مواد کامپوزیت اسید پلیلاکتیک نشاسته را تهیه کند ، که دارای استحکام کششی 35MPa و کشیدگی در زمان استراحت به 120 ٪ افزایش یافته و برآورده شده است که نیازهای عملکرد مکانیکی مواد بسته بندی. در تولید پلی هیدروکسیکانانات (PHA) ، پیش درمانی آنزیم باعث افزایش راندمان ساکارینگ نشاسته 40 ٪ ، افزایش عملکرد PHA از 0.8 گرم در لیتر به 1.2 گرم در لیتر و کاهش هزینه های تولید 30 ٪ شد.
صنعت نساجی: دستیابی به موفقیت فناوری در چاپ و رنگ آمیزی سبز
با از بین بردن کارآمد دوغاب نشاسته از پارچه ها ، آماده سازی آنزیم اصلی برای چاپ نساجی و فرآیندهای پیش درمانی می شود. فعالیت دما و خصوصیات حفاظت از محیط زیست کم {1 {1 {1-.
1. فرآیند خواندنی: بهینه سازی دوگانه کارآیی و حفاظت از محیط زیست
مورد نیاز شیمیایی سنتی باید با درجه 90 {2} 95 درجه انجام شود و مقدار زیادی فاضلاب قلیایی تولید کند. استفاده از دمای متوسط - آمیلاز (با فعالیت پایدار در 50-60 درجه) می تواند زمان دلخواه را از 120 دقیقه به 45 دقیقه کاهش دهد ، میزان مصرف بخار را 60 ٪ کاهش دهد و COD (تقاضای اکسیژن شیمیایی) فاضلاب را از 5000mg/l به 800mg/L کاهش دهد. در تحسین جین ، آنزیم به طور هم افزایی با سلولز کار می کند تا سطح سطح را 30 ٪ افزایش دهد ، عمق 15 ٪ را کاهش دهد و میزان ریختن رنگ نیلی را 20 ٪ کاهش دهد.
2. پولیش بیولوژیکی: کنترل دقیق خواص سطح پارچه
آماده سازی کامپوزیت با سلولز می تواند به طور انتخابی فاز سطح را از پارچه های پنبه ای خارج کند ، 40 ٪ صافی سطح را بهبود بخشد و سطح ضد قرصی را از سطح 3 تا سطح 4 {4} 5 افزایش دهد. در پردازش ابریشم ، این آنزیم می تواند ضمن حفظ درخشش اصلی خود ، سفتی پارچه را 25 ٪ کاهش دهد و خواسته های پارچه های لباس با کیفیت بالا را برآورده کند.
3. چاپ و رنگ آمیزی محیط زیست: از پایان درمان لوله تا کاهش آلودگی منبع
The use of alpha amylase desizing process can reduce the cost of wastewater treatment by 40%, and its biodegradability (96 hour degradation rate>90 ٪) با استاندارد حفاظت از محیط زیست Oeko- tex استاندارد. در درمان قبل-} درمان چاپ دیجیتال ، این آنزیم می تواند جایگزین نوشابه سوزاننده سنتی شود ، عملکرد رنگ را 15 ٪ و سرعت رنگ را با 0.5 سطح افزایش می دهد ، در حالی که 30 ٪ تخلیه فاضلاب را کاهش می دهد.
پزشکی و بهداشت: موتور نوآوری از تشخیص بیماری گرفته تا غذاهای عملکردی
برنامه های کاربردی موجود در زمینه دارویی معرفهای تشخیصی ، آماده سازی آنزیم هضم و توسعه مواد بیولوژیکی را پوشش می دهد و ویژگی و ایمنی آنها به کاربردهای کلینیکی کلینیکی تبدیل شده است.
1. تشخیص بیماری: "نشانگرهای زیستی" لوزالمعده حاد
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 ٪) ، دقت تشخیصی می تواند به 98 ٪ افزایش یابد و میزان تشخیص نادرست 30 ٪ کاهش می یابد. در غربالگری فیبروز کیستیک (CF) ، آزمایش فعالیت آمولاز آلفا آلفا می تواند بیش از 85 ٪ بیماران را زودتر شناسایی کند ، که راحت تر از آزمایش یون کلرید عرق سنتی است.
2. آماده سازی آنزیم هضم: اجزای اصلی غذاهای کاربردی
برای بیماران مبتلا به پانکراتیت مزمن ، تهیه آنزیم گوارشی مرکب (حاوی آلفا آمیلاز ، لیپاز ، پروتئاز) می تواند میزان هضم چربی را 40 ٪ و میزان جذب کربوهیدرات 35 ٪ افزایش دهد. افزودن آلفا آمیلاز مقاوم در برابر اسید (فعالیت pH 2.0 پایدار) به فرمول نوزاد می تواند قابلیت هضم نشاسته را از 70 ٪ به 90 ٪ افزایش دهد و بروز علائم هضم مانند نفخ و اسهال را 50 ٪ کاهش دهد.
3. مواد زیستی: حامل های نوآورانه برای سیستم های تحویل دارو
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 ٪ در یک محیط روده شبیه سازی شده (pH 6.8). در فرمولاسیون انسولین خوراکی ، آنزیم همراه با فناوری محصور سازی کیتوزان می تواند فراهمی زیستی دارو را به 15 ٪ افزایش دهد و فرکانس دارو را در مقایسه با تزریق سنتی 70 ٪ کاهش می دهد.
صنعت مقاله: پشتیبانی فنی از پردازش مواد اولیه تا به روزرسانی محصول
با تنظیم عملکرد پوشش های نشاسته ،alpha - پودر آمیلازبه ابزاری اصلی برای بهبود کیفیت محصول و کاهش مصرف انرژی در صنعت کاغذ تبدیل شده است. کاربرد آن کل فرآیند پوشش ، اندازه گیری و ضایعات کاغذ زباله را پوشش می دهد.
1. بهبود پوشش نشاسته: کنترل دقیق خواص کاغذ
در فرآیند پوشش ، تخریب جزئی نشاسته توسط آلفا آمیلاز (ارزش 5-10) می تواند ویسکوزیته پوشش را 30 ٪ کاهش دهد ، سرعت پوشش را به 1500 متر در دقیقه افزایش دهد و 20 ٪ براقیت کاغذ را بهبود بخشد. نمره قابلیت چاپ نیز با 15 امتیاز (در مقیاس 100 امتیاز) بهبود می یابد. در تولید کاغذ تخصصی ، پوشش کامپوزیت آنزیم و پلی وینیل الکل می تواند مقاومت آب این مقاله را 40 ٪ افزایش دهد و نیازهای مواد بسته بندی مواد غذایی را برآورده کند.
ترتیب
قبل از درمان آدامس گل سرخ با آلفا آمیلاز می تواند دمای اندازه را از 85 درجه به 60 درجه کاهش دهد ، مصرف بخار را 30 ٪ کاهش دهد و میزان مواد لثه را 20 ٪ کاهش دهد. در فرآیند برداشتن جوهر از کاغذ زباله ، اثر هم افزایی این آنزیم و لیپاز می تواند میزان حذف جوهر را به 95 ٪ افزایش دهد ، سفیدی را 5 ٪ افزایش داده و میزان از دست دادن فیبر را به زیر 3 ٪ کاهش دهد.
3. Biopulping: انتقال از روش های شیمیایی به روشهای بیولوژیکی
آماده سازی کامپوزیت آلفا آمیلاز و زایلاناز می تواند 20 ٪ از مواد پالپ شیمیایی را جایگزین کند و ضمن حفظ عملکرد همان استحکام ، 15 ٪ از کپا را 15 ٪ کاهش می دهد. در خم شدن نی ، پیش درمانی آنزیم می تواند راندمان جداسازی فیبر را 30 ٪ افزایش دهد ، مصرف انرژی را 40 ٪ کاهش دهد و بار آلودگی فاضلاب را 90 ٪ کاهش دهد.
زمینه های نوظهور: برنامه های مرزی متقاطع از زیست شناسی مصنوعی گرفته تا فناوری فضا
با توسعه فناوری ویرایش ژن و فناوری نانو ، پتانسیل نوآورانه در زمینه برش-}} لبه هایی مانند زیست شناسی مصنوعی ، پشتیبانی از زندگی فضایی و تجمع نشان داده شده است.
1. زیست شناسی مصنوعی: طراحی و تکامل آنزیم های مصنوعی
از طریق تکنیک های تکامل کارگردانی ، محققان جهش یافته ای ایجاد کرده اند که در برابر درجه حرارت بالا (110 درجه) و اسید (pH3.0) مقاوم هستند ، با یک عمر نیمی- 10 برابر بیشتر از نوع وحشی. در مسیر سنتز نشاسته مصنوعی ، عمل هم افزایی با نشاسته سنتاز می تواند تولید نشاسته را از 0.1 گرم در لیتر به 5 گرم در لیتر افزایش دهد و ذخایر منبع کربن را برای سیستم های پشتیبانی از زندگی فضایی فراهم کند.
2. فناوری فضا: دوچرخه سواری مواد در اکوسیستم های بسته
در سیستم پشتیبانی زندگی بیوراسیون (BLSS) ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) ، مواد مبتنی بر نشاسته در دفع فضانورد با میزان بهبودی 90 ٪ تجزیه می شوند و نمک های معدنی را برای کشت گیاه فراهم می کنند. در آزمایش شبیه سازی پایه مریخ ، آنزیم به صورت هم افزایی با باکتری های فتوسنتزی برای افزایش راندمان تثبیت دی اکسید کربن 25 ٪ و میزان تولید اکسیژن 15 ٪ کار می کند.
3. Bioremediation: حاکمیت سبز آلودگی خاک
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 ٪ در 24 ساعت در 30 درجه. در اصلاح خاک آلوده به روغن ، آنزیم همراه با لیپاز می تواند میزان تخریب کل هیدروکربن نفتی (TPH) را به 90 ٪ افزایش داده و دوره اصلاح را به 6 ماه کوتاه کند.
تهیه پودر alpha -} amylase:
فرآیند ساخت وکتور PXMJ19-APH213 به شرح زیر است:
ژن APH213 از بردار XK99E با آغازگرهای APH213F و APH213R تقویت شد. آغازگرهای مورد استفاده به شرح زیر بودند:
APH213F: CCGGATATCAGCTTCACGCTGCCGCAAGCAC
APH213R: ccgaagcttaattctgtttcctgtgtgaaattg
شرایط PCR به شرح زیر است: 95 درجه به مدت 4 دقیقه ؛ 95 درجه 30s ، 62 درجه 30s ، 72 درجه 1min ، 35 چرخه ؛ 72 درجه 7min.
طراحی آغازگرهای فوق منجر به تشکیل نقطه شکست ECORV در بالادست ژن APH213 و نقطه شکست هندی در پایین دست در طی تقویت ژن APH213 شد. توالی نوکلئوتیدی ژن APH213 در SEQ ID NO: 4 نشان داده شده است. محصول PCR با ECORV و هندی هضم شد و سپس به بردار PXMJ-19 وصل شد که همچنین با ECORV و HINDIII از طریق T4DNA Ligase هضم شد تا بردار PXMJ19-APH213 را بدست آورد.
فرآیند تقویت بردار PXMJ19-APH213 به شرح زیر است:
A. 3 میلی لیتر محیط کشت LB و 1.5UL از 34mg/ml آنتی بیوتیک کلرامفنیکول را به لوله سانتریفیوژ 50 میلی لیتر اضافه کنید.
B. انتخاب Escherichia coli DH5 با بردار PXMJ19-APH213 انتقال به محیط فوق و فرهنگ فوق در 37 درجه و 230 دور در دقیقه به مدت 12 ساعت برای تقویت پلاسمید PXMJ19-APH213.
C. پلاسمید PXMJ19-APH213 را مطابق دستورالعمل کیت استخراج پلاسمید استخراج کنید.
تقویت شده از ژنوم Bacillus subtilis با آغازگر AMYF و AMYR- آغازگرهای مورد استفاده برای ژن آمیلاز به شرح زیر است:
AMYR: CCGCTCGAGTCAGTGGTGGTGGTGGTGGTGGGGAAGAGAAGAACCGCTTAAG ؛
AMYF: CCGAAGCTTGAAAGGACCAATGTTTTGCAAAACGATTCAAAACC ؛
شرایط PCR به شرح زیر است: 95 درجه به مدت 4 دقیقه ؛ 95 درجه 30s ، 62 درجه 30s ، 72 درجه 2min ، 35 چرخه ؛ 72 درجه 7min.
طراحی آغازگرهای فوق باعث می شود - در طی تقویت ژن آمیلاز - توالی E3 SD در بالادست ژن آمیلاز تشکیل شود و برچسب هیستیدین در پایین دست تشکیل می شود. سایت اندونوکلئاز محدودیت بالادست هندی است ، و سایت اندونوکلئاز محدودیت پایین دست xhoi است.
محصول PCR با XHOI و هندی هضم شد و سپس به وکتور PXMJ19-APH213 متصل شد که همچنین با XHOI و هندی از طریق T4 DNA Ligase هضم شد تا وکتور بیان نوترکیب PXMJ19-APH213-Amy را بدست آورد.
وکتور بیان نوترکیب PXMJ19 - APH213-AMY برای قبل از تقویت به اشریشیا کولی منتقل شد. محیط کشت محیط LB و غلظت کلرامفنیکل 50 Ug/ml بود. پس از استخراج ، با روش تحول الکتریکی به Corynebacterium glutamicum منتقل شد و در محیط بازیابی LBHIS در 30 درجه کشت داده شد ، با غلظت کلرامفنیکلول 30 Ug/ml.
ترانسفورماتورهای رشد یافته را به یک فلاسک مثلثی 250 میلی لیتری حاوی 50 میلی لیتر برای کشت منتقل کنید. محیط متوسط BHI است. شرط کشت 30 درجه ، 230 دور در دقیقه ، 48 ساعت است.
A. سانتریفیوژ کشت باکتری های نوترکیب در 12000 دور در دقیقه ، 4 درجه و 5 دقیقه برای به دست آوردن-} مایع رویی آمیلاز.
B. حاوی - supernatant آمیلاز در معرض کروماتوگرافی میل است. ابتدا ستون نیکل را با بافر A - supernatant آمیلاز به ستون نیکل متعادل فیلتر و بارگذاری کرد ، و سپس حجم سه ستون با بافر A به سطح پایه تعادل یافت. elute با 100 میلی متر محلول B ، جمع آوری شده را جمع آوری کرده و 0.5 میلی لیتر در هر لوله جمع آوری کنید.
بافر A: 300 میلی متر NaCl ، 20mm Tris ، Ph8.0 Buffer ؛ بافر B: 300 میلی متر NaCl ، 250 میلی متر ایمیدازول ، 20 میلی متر تریس ، بافر PH8.0.
ج. برای کسانی که حاوی-} eluate آمیلاز از طریق ستون نمک زدایی برای به دست آوردن راه حل خالص -}}} ذخیره شده در درجه- 20}}} ؛
بافر مورد استفاده برای نمک زدایی 50 میلی متر بافر PBS با pH 7.0 است.
تگ های محبوب: Alpha-} amylase پودر CAS 9000-90-2 ، تأمین کنندگان ، تولید کنندگان ، کارخانه ، عمده فروشی ، خرید ، قیمت ، فله ، برای فروش