Hidrólisis de almidón utilizando fitasa con una alfa amilasa.

Método para licuar almidón, comprendiendo dicho método:

(a) incubar una suspensión que comprende un sustrato de almidón granulado con una composición enzimática, a una temperatura que es superior a 55 °C e inferior a la temperatura de gelatinización inicial del almidón del sustrato de almidón granulado, durante aproximadamente 2 minutos a aproximadamente 4 horas a un intervalo de pH de aproximadamente 4.0 a aproximadamente 6.2;

(b) aumentar la temperatura a 0 °C a aproximadamente 45 °C por encima de la temperatura de gelatinización inicial del almidón durante aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 6 horas a un pH de entre aproximadamente pH 4.0 y aproximadamente 6.2 y obtener almidón licuado;

donde la composición enzimática comprende una mezcla de una fitasa y una alfa amilasa, donde la fitasa tiene una secuencia de aminoácidos que tiene al menos 90 % de identidad de secuencia con la secuencia BP-WT:**Tabla**

o con la secuencia BP-11:**Tabla**

o con la secuencia BP-17:**Tabla**

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/001647.

Solicitante: DANISCO US INC.

Inventor/es: POWER, SCOTT D., SHETTY, JAYARAMA K., RAMER,Sandra,W, WARD,Donald E, PAULSON,BRADLEY ALAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN... > Preparación de compuestos orgánicos que contienen... > C12P7/06 (Etanol como producto químico y no como bebida alcohólica)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN... > Preparación de compuestos que contienen radicales... > C12P19/14 (preparados por acción de una carbohidrasa, p. ej. por acción de la alfa-amilasa)

PDF original: ES-2550477_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Hidrólisis de almidón utilizando fitasa con una alfa amilasa.
Ilustración 2 de Hidrólisis de almidón utilizando fitasa con una alfa amilasa.
Ilustración 3 de Hidrólisis de almidón utilizando fitasa con una alfa amilasa.
Ilustración 4 de Hidrólisis de almidón utilizando fitasa con una alfa amilasa.
Ilustración 5 de Hidrólisis de almidón utilizando fitasa con una alfa amilasa.
Hidrólisis de almidón utilizando fitasa con una alfa amilasa.

Fragmento de la descripción:

Hidrólisis de almidón utilizando fitasa con una alfa amilasa CAMPO DE LA INVENCIÓN

[0001] La presente invención se refiere a composiciones enzimáticas que comprenden al menos una fitasa y al 5 menos una alfa amilasa, métodos para licuar almidón, y métodos para la producción de productos finales, tales

como glucosa y alcoholes (por ejemplo, etanol).

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[0002] La fermentación industrial utiliza predominantemente glucosa como una materia prima para la producción de una gran cantidad de productos finales tales como enzimas, proteínas, aminoácidos, ácidos orgánicos,

10 polialcoholes, productos farmacéuticos y otras sustancias bioquímicas. En muchas aplicaciones, la glucosa se produce a partir de la conversión enzimática de sustratos que comprenden almidón y celulosa (por ejemplo, granos de cereales enteros molidos). El almidón, que comprende dos fracciones de polisacáridos, amilosa y amilopectina, se deposita en células vegetales en forma de partículas granuladas. La estructura cristalina parcial de estos gránulos confiere insolubilidad en agua fría y, como resultado, la solubilización de gránulos de almidón 15 en agua requiere generalmente energía térmica para alterar la estructura cristalina de los gránulos. Se han empleado numerosos procesos para la solubilización del almidón y estos incluyen el calentamiento directo e indirecto de sustratos que comprenden almidón granulado. (Véase, por ejemplo, STARCH CHEMISTRY AND TECHNOLOGY, Eds R.L. Whistler et al., 2nd Ed., 1984 Academic Press Inc., Orlando FL y STARCH CONVERSION TECHNOLOGY, Eds G.M.A. Van Beynum et al., Food Science and Technology Series 1985 20 Marcel Dekker Inc. NY).

[0003] El procesamiento de almidón a glucosa consiste generalmente en dos etapas y estas etapas incluyen la licuefacción del almidón y la sacarificación del almidón licuado. Etapas adicionales pueden incluir (a) la purificación y la isomerización cuando el producto final deseado es una fructosa o dextrosa purificada o (b) la fermentación y la destilación cuando el producto final deseado es, por ejemplo, un alcohol (por ejemplo, etanol).

25 [0004] Un objeto del proceso de licuefacción del almidón es convertir una suspensión de gránulos de polímero de

almidón en una solución de dextrinas de longitud de cadena más corta de baja viscosidad. Esta es una etapa importante para manipular de forma conveniente el equipo industrial utilizado en los procesos de conversión del almidón. Normalmente, el almidón se licúa utilizando temperatura alta y bioconversión enzimática. Por ejemplo, un proceso de licuefacción enzimática común implica añadir una alfa amilasa bacteriana termoestable (por 30 ejemplo, SPEZYME® PRIME y SPEZYME® FRED, SPEZYME® XTRA (Genencor International Inc.) o TERMAMYL SC, TERMAMYL SUPRA o TERMAMYL 120L (Novozymes)) a una suspensión que comprende un sustrato que incluye almidón granulado y ajustar el pH a entre 5.5 y 6.5 y la temperatura a más de 90 °C. El almidón se gelatiniza y después se puede someter a enzimas de sacarificación. Normalmente, la sacarificación tiene lugar en presencia de enzimas de glucoamilasa tales como glucoamilasa de Aspergillus niger (por ejemplo, 35 OPTIDEX L-400 (Genencor International Inc.)) a un pH más ácido que el pH de la etapa de licuefacción. El pH de una etapa de sacarificación normal es de aproximadamente pH 4.0 a 5.0.

[0005] W02006/043178 describe la clonación de un gen de fitasa de Buttiauxella sp. P1-29.

[0006] W096/28567 describe la utilización de fitasa para mejorar la licuefacción del almidón. WO01/62947 describe la fermentación de material que contiene ácido fítico en presencia de fitasa.

40 [0007] Existen un número de variaciones para la licuefacción y la sacarificación de un sustrato de almidón y, a

pesar de los avances realizados en la técnica anterior, todavía se necesitan medios más eficientes para la licuefacción del almidón.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

[0008] La invención proporciona un método para licuar almidón, comprendiendo dicho método:

45 (a) incubar una suspensión que comprende un sustrato de almidón granulado con una composición

enzimática, a una temperatura que es superior a 55 °C e inferior a la temperatura de gelatinización inicial del almidón del sustrato de almidón granulado, durante aproximadamente 2 minutos a aproximadamente 4 horas a un intervalo de pH de aproximadamente 4.0 a aproximadamente 6.2;

(b) aumentar la temperatura a 0 °C a aproximadamente 45 °C por encima de la temperatura de 50 gelatinización inicial del almidón durante aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 6 horas a un pH

de aproximadamente pH 4.0 y aproximadamente 6.2 y obtener almidón licuado;

donde la composición enzimática comprende una mezcla de una fitasa y una alfa amilasa, donde la fitasa tiene una secuencia de aminoácidos que tiene al menos 90 % de identidad de secuencia con la secuencia BP-WT:

NDTPASGYQV EKVVILSRHG VRAPTKMTQT MRDVTPNTWP EWPVKLGYIT FRGEHLISLM GGFYRQKFQQ QGILSQGSCP TPNSIYVWAD VDQRTLKTGE AFLAGLAPQC GLTIHHQQNL EKADPLFHPV KAGTCSMDKT QVQQAVEKEA QTPIDNLNQH YIPFLALMNT TLNFSTSAWC QKHSADKSCD LGLSMPSKLS IKDNGNKVAL DGAIGLSSTL AEIFLLEYAQ GMPQAAWGNI HSEQEWASLL KLHNVQFDLM ARTPYIARHN GTPLLQAISN ALNPNATESK LPDISPDNKI LFIAGHDTNI ANIAGMLNMR WTLPGQPDNT PPGGALVFER LADKSGKQYV SVSMVYQTLE QLRSQTPLSL NQPAGSVQLK IPGCNDQTAE GYCPLSTFTR WSQSVEPGC QLQ

o con la secuencia BP-11:

NDTPASGYQV EKVVILSRHG VRAPTKMTQT MRDVTPNTWP EWPVKLGYIT PRGEHLISLM GGFYRQKFQQ QGILSQGSCP TPNSIYVWTD VDQRTLKTGE AFLAGLAPQC GLTIHHQQNL EKADPLFHPV KAGICSMDKT QVQQAVEKEA QTPIDNLNQH YIPSLALMNT TLNFSKSPWC QKHSADKSCD LGLSMPSKLS IKDNGNEVSL DGAIGLSSTL AEIFLLEYAQ GMPQAAWGNI HSEQEWALLL KLHNVYFDLM ERTPYIARHK GTPLLQAISN ALNPNATESK LPDISPDNKI LFIAGHDTNI ANIAGMLNMR WTLPGQPDNT PPGGALVFER LADKSGKQYV SVSMVYQTLE QLRSQTPLSL NQPAGSVQLK IPGCNDQTAE GYCPLSTFTR WSQSVEPGC QLQ

o con la secuencia BP-17:

NDTPASGYQV EKVVILSRHG VRAPTKMTQT MRDVTPNTWP EWPVKLGYIT PRGEHLISLM GGFYRQKFQQ QGILSQGSCP TPNSIYVWTD VAQRTLKTGE AFLAGLAPQC GLTIHHQQNL EKADPLFHPV KAGICSMDKT QVQQAVEKEA

QTPIDNLNQH YIPSLALMNT TLNFSKSPWC QKHSADKSCD LGLSMPSKLS IKDNGNEVSL DGAIGLSSTL AEIFLLEYAQ GMPQAAWGNI HSEQEWALLL KLHNVYFDLM ERTPYIARHK GTPLLQAISN ALNPNATESK LPDISPDNKI LFIAGHDTNI ANIAGMLNMR WTLPGQPDNT PPGGALVFER LADKSGKQYV SVSMVYQTLE QLRSQTPLSL NQPAGSVQLK IPGCNDQTAE GYCPLSTFTR WSQSVEPGC QLQ.

[0009] La alfa amilasa puede provenir de una Bacillus sp., por ejemplo, Bacillus stearothermophilus o Bacillus licheniformis.

[0010] La composición puede ser una composición hidrolizante de almidón.

[0011] La fitasa puede tener, por ejemplo, al menos 95 % de identidad de secuencia con la secuencia BP-WT, BP-11 o BP-17, o puede tener la secuencia de BP-11 o BP-17.

[0012] El método puede comprender además las etapas de sacarificación del almidón licuado para obtener dextrinas; y recuperación de las dextrinas. El método puede comprender además la etapa de fermentación de las dextrinas bajo condiciones de fermentación adecuadas para obtener productos finales. Dichos productos finales pueden incluir alcohol (por ejemplo, etanol), ácidos orgánicos, polialcoholes, compuestos intermedios de ácido ascórbico, aminoácidos y proteínas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0013]

La Fig. 1 ilustra esquemáticamente un modo de realización de la invención que incluye una etapa de pretratamiento (licuefacción primaria).

La Fig. 2 ilustra la disminución de viscosidad de una suspensión de maíz entero molido de 36 % de residuo seco (ds, por su nombre en inglés) expuesta a fitasa y alfa amilasa a 85 qC, pH 5.8 y se hace referencia al ejemplo 8.

La Fig. 3 ilustra la disminución de viscosidad de una... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para licuar almidón, comprendiendo dicho método:

(a) incubar una suspensión que comprende un sustrato de almidón granulado con una composición enzimática, a una temperatura que es superior a 55 °C e inferior a la temperatura de gelatinización inicial del almidón del sustrato de almidón granulado, durante aproximadamente 2 minutos a aproximadamente 4 horas a un intervalo de pH de aproximadamente 4.0 a aproximadamente 6.2;

(b) aumentar la temperatura a 0 °C a aproximadamente 45 °C por encima de la temperatura de gelatinización inicial del almidón durante aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 6 horas a un pH de entre aproximadamente pH 4.0 y aproximadamente 6.2 y obtener almidón licuado;

donde la composición enzimática comprende una mezcla de una fitasa y una alfa amilasa, donde la fitasa tiene una secuencia de aminoácidos que tiene al menos 90 % de identidad de secuencia con la secuencia BP-WT:

NDTPASGYQV EKVVILSRHG VRAPTKMTQT MRDVTPNTWP EWPVKLGYIT PRGEHLISLM GGFYRQKFQQ QGILSQGSCP TPNSIYVWAD VDQRTLKTGE AFLAGLAPQC GLT1HHQQNL EKADPLFHPV KAGTCSMDKT QVQQAVEKEA QTPIDNLNQH YIFFLALMNT TLNFSTSAWC QKHSADKSCD LGLSMPSKLS IKDNGNKVAL DGAIGLSSTL AEIFLLEYAQ GMPQAAWGNI HSEQEWASLL KLHNVQFDLM ARTPYIARHN GTPLLQAISN ALNPNATESK LPDISPDNKI LFIAGHDTNI ANIAGMLNMR WTLPGQPDNT PPGGALVFER LADKSGKQYV SVSMVYQTLE QLRSQTPLSL NQPAGSVQLK IPGCNDQTAE GYCPLSTFTR WSQSVEPGC QLQ

o con la secuencia BP-11:

NDTPASGYQV EKVVILSRHG VRAPTKMTQT MRDVTPNTWP EWPVKLGYIT PRGEHLISLM GGFYRQKFQQ QGILSQGSCP TPNSIYVWTD VDQRTLKTGE AFLAGLAPQC GLTIHHQQNL EKADPLFHPV KAGICSMDKT QVQQAVEKEA QTPIDNLNQH YIPSLALMNT TLNFSKSPWC QKHSADKSCD LGLSMPSKLS IKDNGNEVSL DGAIGLSSTL AEIFLLEYAQ GMPQAAWGNI HSEQEWALLL KLHNVYFDLM ERTPYIARHK GTPLLQAISN ALNPNATESK LPDISPDNKI LFIAGHDTNI ANIAGMLNMR WTLPGQPDNT PPGGALVFER LADKSGKQYV SVSMVYQTLE QLRSQTPLSL NQPAGSVQLK IPGCNDQTAE GYCPLSTFTR WSQSVEPGC QLQ

o con la secuencia BP-17:

NDTPASGYQV EKWILSRHG VRAPTKMTQT MRDVTPNTWP EWPVKLGYIT PRGEHLISLM GGFYRQKFQQ QGILSQGSCP TPNSIYVWTD VAQRTLKTGE AFLAGLAPQC GLTIHHQQNL EKADPLFHPV KAGICSMDKT QVQQAVEKEA

QTPIDNLNQH YIPSLALMNT TLNFSKSPWC QKHSADKSCD LGLSMPSKLS IKDNGNEVSL DGAIGLSSTL AEIFLLEYAQ GMPQAAWGNI HSEQEWALLL KLHNVYFDLM ERTPYIARHK GTPLLQAISN ALNPNATESK LPDISPDNKI LFIAGHDTNI ANIAGMLNMR WTLPGQPDNT PPGGALVFER LADKSGKQYV SVSMVYQTLE QLRSQTPLSL NQPAGSVQLK IPGCNDQTAE GYCPLSTFTR WSQSVEPGC QLQ.

2. Método de conformidad con la reivindicación 1, en el que la alfa amilasa proviene de una Bacillus sp.

3. Método de conformidad con la reivindicación 2, en el que la Bacillus sp. es Bacillus stearothermophilus o Bacillus licheniformis.

4. Método de conformidad con la reivindicación 1, en el que la composición es una composición hidrolizante de almidón.

5. Método de conformidad con la reivindicación 1, en el que la fitasa tiene al menos 95 % de identidad de secuencia con la secuencia BP-WT, BP-11 o BP-17.

6. Método de conformidad con la reivindicación 1, en el que la fitasa tiene la secuencia de BP-11 o BP-17.

7. Método de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además sacarificar el almidón licuado para obtener dextrinas; y recuperar las dextrinas.

8. Método de conformidad con la reivindicación 7, que comprende además fermentar las dextrinas bajo condiciones de fermentación adecuadas para obtener productos finales.

5 9. Método de conformidad con la reivindicación 8, en el que los productos finales se seleccionan del grupo de:

alcohol, ácidos orgánicos, polialcoholes, compuestos intermedios de ácido ascórbico, aminoácidos y proteínas.

10. Método de conformidad con la reivindicación 9, en el que el alcohol es etanol.