淀粉酶是指能水解淀粉和糖原一类酶的总称,可应用于面包烘焙、酿造、果汁、糖浆等多种食品的生产,也可应用于纸张上胶、纺织品退浆、洗涤剂以及药片压制等行业.本课题从不同来源的环境中筛选产淀粉酶微生物并进行基因克隆、表达和酶学性质研究.具体研究结果如下:
　　　　从腾冲温泉、大布苏盐湖、红树林等11个样品中共筛选到38株产淀粉酶菌株.结合菌株的形态特征和16S　rDNA序列分析对38株菌株进行鉴定,结果显示所筛选的产淀粉酶微生物主要有芽孢杆菌属、弧菌属、节杆菌属和发光杆菌属等.其中菌株WQJ-1和WQJ-60所产淀粉酶的最适反应pH和温度分别为6.0,75℃和3.5,80℃,分别鉴定为地芽孢杆菌属(Geobacillus)和脂环酸芽孢杆菌属(Alicyclobacillus).
　　　　对菌株WQJ-60进行产酶培养基及发酵条件的优化。优化后的产酶培养基配方为:麦芽糖1.0％，花生饼粉1.5%　，NaCl　0.5%,　KzHPO4　50　mM，吐温-80　0.06%，初始pH3.0;优化后的发酵条件为:培养温度60℃,摇床转速200　r/min，装液量50　mL/250　mL，接种量为4%,发酵周期42　h;优化后酶活力达到4.8　U/mL比优化前(0.4　U/mL)提高了12倍。该淀粉酶的最适反应pH和温度分别为3.5和80℃，在pH3.0～5.0范围内稳定且有较好的耐酸性;Hg2+、SDS,　Pb2+和Fe2+对该酶具有抑制作用，Mn2+、cu2+和β-巯基乙醇对该酶有促进作用;其最适作用底物是可溶性淀粉。
　　　　以38株菌株的基因组DNA为模板，利用简并引物克隆得到14条与NCBI数据库中已知淀粉酶最高一致性为70%～100%的淀粉酶基因片段。基于获得的片段序列，从菌株WQJ-1中克隆得到α-淀粉酶全长基因amyWQJ。该基因全长1614bp，编码537个氨基酸和一个终止密码子，其蛋白质N端22个氨基酸为预测的信号肽。该淀粉酶基因成功在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。镍柱纯化后重组酶rAmyWQJ的最适反应pH和温度分别为6.0和70℃，在pH5.0～10.0范围内稳定且具有较宽的pH耐受范围;添加10mM,15mMCa2+能显著提高酶的热稳定性;Hg2+、EDTA和SDS对该酶有显著的抑制作用，Co2+、Na+和β-Mercaptoethanol对酶有促进作用;其最适作用底物是木薯淀粉，其次是可溶性淀粉、玉米淀粉和马铃薯淀粉;以可溶性淀粉为底物，该酶的Vmax为2197.80μmol/(min·mg)，Km为6.62mg/mL;通过薄层层析分析，该酶水解淀粉的产物主要为寡聚糖，推测为糊精。