_淀粉酶的性质及其液化作用

_淀粉酶的性质及其液化作用
_淀粉酶的性质及其液化作用

测定α淀粉酶活力的方法

实验五激活剂、抑制剂、温度及PH对酶活性的影响 一、目的要求通过实验加深对酶性质的认识,了解测定α-淀粉酶活力的方法。 二、实验原理 酶是生物体内具有催化作用的蛋白质,通常称为生物催化剂。酶催化的反应称为酶促反应。生物催化剂催化生化反应时具有:催化效率好、有高度的专一性、反应条件温和、催化活力与辅基,辅酶,金属离子有关等特点。 能提高酶活力的物质,称为激活剂。激活剂对酶的作用有一定的选择性,其种类多为无机离子和简单的有机化合物。使酶的活力中心的化学性质发生变化,导致酶的催化作用受抑制或丧失的物质称为酶抑制剂。氯离子为唾液淀粉酶的激活剂,铜离子为其抑制剂。应注意的是激活剂和抑制剂不是绝对的,有些物质在低浓度时为某种酶的激活剂,而在高浓度时则为该酶的抑制剂。如氯化钠达到约30%浓度时可抑制唾液淀粉酶的活性。 酶促反应中,反应速度达到最大值时的温度和PH值称为某种酶作用时的最适温度和PH值。温度对酶反应的影响是双重的:一方面随着温度的增加,反应速度也增加,直至最大反应速度为止;另一方面随着温度的不断升高,而使酶逐步变性从而使反应速度降低。同样,反应中某一PH范围内酶活力可达最高,在最适PH的两侧活性骤然下降,其变化趋势呈钟形曲线变化。 食品级α-淀粉酶是一种由微生物发酵生产而制备的微生物酶制剂,主要由枯草芽孢杆菌、黑曲霉、米曲霉等微生物产生。但不同菌株产生的酶在耐热性、酶促反应的最适温度、PH、对淀粉的水解程度,以及产物的性质等均有差异。α-淀粉酶属水解酶,作为生物催化剂可随机作用于直链淀粉分子内部的α-1,4糖苷键,迅速地将直链淀粉分子切割为短链的糊精或寡糖,使淀粉的粘度迅速下降,淀粉与碘的反应逐渐消失,这种作用称为液化作用,生产上又称α-淀粉酶为液化淀粉酶。α-淀粉酶不能水解淀粉支链的α-1,6糖苷键,因此最终水解产物是麦芽糖、葡萄糖和α-1,6键的寡糖。 本实验通过淀粉遇碘显蓝色,糊精按其分子量的大小遇碘显紫蓝、紫红、红棕色,较小的糊精(少于6个葡萄糖单位)遇碘不显色的呈色反应,来追踪α-淀粉酶作用于淀粉基质的水解过程,从而了解酶的性质以及动力学参数。 三、激活剂和抑制剂对唾液淀粉酶活力的影响

淀粉酶及其应用

淀粉酶及其应用 0 引言 淀粉酶分布非常广泛,是人们经常研究的一种酶。从纺织工业到废水处理,这些酶都有不同规模的应用。 淀粉酶是淀粉降解酶。它们广泛存在于微生物、植物和动物体中。它们将淀粉及相关的聚合物分解为带有具体淀粉分解酶特征的产品。最初,淀粉酶一词用来指可以水解直链淀粉、支链淀粉、肝糖及其降解产品中α-1,4-糖苷键的酶(本菲尔德(Bernfeld),1955年;费希尔(Fisher)和斯坦(Stein),1960年;迈拜克(Myrback)和纽慕勒(Neumuller),1950年)。它们水解相邻葡萄糖单体之间的键,产生带有具体用酶特征的产品。 近年来,人们发现了很多与淀粉及相关多糖结构降解有关的新型酶,并对其进行了研究(鲍伊(Boyer)和英格尔(Ingle),1972年;博诺考尔(Buonocore)等人,1976年;格里芬(Griffin)和福格蒂(Fogarty),1973年;福格蒂(Fogarty)和格里芬(Griffin),1975年)。 (1)有一些微生物源可以劈开这些结构中的α-1,4或α-1,4和/或α-1,6键,人们将现在已经或将来可能对这些微生物源工业化生产有重大影响的酶分为六种(福格蒂(Fogarty)和凯利(Kelly),1979年)。 (2)水解α-1,4键和绕过α-1,6键的酶,比如α-淀粉酶(内作用淀粉酶)。 (3)水解α-1,4键,但不能绕过α-1,6键的酶,比如β-淀粉酶(把麦芽糖当作一个重要的终端产品来生产的外作用淀粉酶)。 (4)水解α-1,4和α-1,6键的酶,比如淀粉葡糖苷酶(葡萄糖淀粉酶)和外作用淀粉酶。 (5)仅水解α-1,6键的酶,比如支链淀粉酶和其它一些脱支酶。 (6)优先水解其它酶对直链淀粉和支链淀粉所起的作用产生的短链低聚糖中α-1,4键的酶,比如α-葡萄糖苷酶。 (7)将淀粉水解为一连串非还原环状口葡糖基聚合物,称为环糊精或塞查丁格(Sachardinger)糊精的酶,比如浸麻芽孢杆菌(Bacillus macerans)淀粉酶(环糊精生成酶)。 1 淀粉 在描述淀粉分解酶的作用方式和性质前,有必要来讨论一下这种天然基一一淀粉的特性。淀粉是所有高等植物中主要储备碳水化合物的。在有些植物中,淀粉占整个未干植物的70%。淀粉是不溶于水的细小颗粒。这些颗粒的大小和形状常常由植物母体决定,具有植物品种的特征。当把淀粉颗粒置于水中加热时,颗粒中的连接氢键变弱,颗粒开始膨胀、凝胶化。最终,它们根据多糖的浓度或形成糊状物或形成弥散现象。淀粉来自于植物,比如玉米、小麦、高梁、稻米的种子,或木薯、马铃薯、竹芋的茎根,或来自于西谷椰子的木髓。玉 米是淀粉的主要商业原料,通过湿磨生产工艺便可获得商品淀粉(博考特(Berkhout),1976年)。直链淀粉和支链淀粉的特性见表1。 表1直链淀粉和支链淀粉的比较 性质 直链淀粉 支链淀粉 基本结构 基本直线 分岔 在水溶液中稳定性 回生 稳定 聚合度 C.103 C.104~105 平均链长 C.103 C.20~25 β淀粉酶水解 87% 54%

耐高温_淀粉酶的酶学性质研究

3结 论 植物乳杆菌素L-1经硫酸铵沉淀,透析除盐后效价达1280AU/ml,作用方式为杀菌。在7、15、30、37℃下,添加植物乳杆菌素L-1对单增李斯特菌都有一定的抑制作用。7℃下该细菌素在144h内控制住初始菌数,温度较高的情况下则可以在短时间内迅速降低活菌数。在选用的六种pH下,pH7.0时植物乳杆菌素L-1的抑菌效果最好。不论在培养基中还是pH7.0,5mmol/L的磷酸缓冲液中,盐对该细菌素具有一定的拮抗作用,各盐分之间和同种盐不同浓度之间差异不显著。有关吸附作用的研究发现:低pH(5.0~5.5)下,植物乳杆菌素L-1不能吸附在单核细胞增生李斯特氏菌上,而pH6.0~7.5下有50%吸附在指示菌上。盐对该细菌素吸附单核细胞增生李斯特氏菌没有显著影响。 参考文献: [1] 吕燕妮, 李平兰, 江志杰. 乳酸菌31-1菌株产细菌素的初步研究[J]. 中国食品学报, 2003, 增刊: 130-133. [2]郁庆福, 蔡宏道, 何晓青, 等. 现代卫生微生物学[M]. 北京: 人民卫生出版社, 1995. 116-117. [3] Sophie M P, Emilia F, Richard J. Purification, Partial characterizationand mode of action of enterococcin EFS2, an antilisterial bacteriocinproduced by a strain of Enterococcus faecalis isolation from a cheese[J].International Journal of Food Microbiology, 1996, 30: 255-270. [4] Atrih A, Rekhif N, Moir A J G, et al. Detection and characterization of abacteriocin produced by Lactobacillus plantarum C19[J]. CanadanJournal of Microbiology, 1993, 39: 1173-1179. [5] Atrih A, Rekhif N, Moir A J G, et al. Mode of action,purification andamino acid sequence of plantaricin C19, an anti-Listera bacteriocin pro-duced by Lactobacillus plantarum C19[J]. International Journal of FoodMicrobiology, 2001, 68: 93-104. [6] Rongguang Y, Monty C J, Bibek R. Novel method to extract largeamounts of bacteriocins from lactic acid bacteria[J]. Applied and Envi-ronment Microbiology, 1992, 58: 3355-3359. [7]还连栋, 贾士芳, 庄增辉, 等. 乳链菌肽(NISIN)的杀菌作用机制[J].中国食品添加剂, 1997, (4): 20-23. [8] S Todorov, B Onno, O Sorokine, et al. Detection and characterization ofa novel antibacterial substance produced by Lactobacillus plantarumST 31 isolated from sourdough[J]. Int J Food Microbiol, 1999, 48: 167-177. 收稿日期:2005-01-21 作者简介:毕金峰(1970-),男,副教授,博士后,主要从事食品化学与生物技术研究。 耐高温α-淀粉酶的酶学性质研究 毕金峰1,董福奎2 (1.中国农业科学院农产品加工研究所 农业部农业核技术与农产品加工重点实验室,北京 100094; 2.内蒙古呼和浩特市赛罕区蔬菜技术推广站,内蒙古 呼和浩特 010020) 摘 要:耐高温α-淀粉酶是淀粉生产麦芽糖的关键酶。本文对两种耐高温α-淀粉酶的酶学性质进行了对比研究。结果表明:两种酶的耐高温能力差别较大,酶活差别明显;最适pH值均为7.0,耐酸性较差;当Ca2+浓度在7~9mmol/L时,酶活提高明显。关键词:耐高温α-淀粉酶;性质 Studies on Enzyme Properties of Heat-resisting α-amylase BI Jin-feng1,DONG Fu-kui2 (1.Institute of Agro-Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Agricultural Nuclear Technology and Agro-Food Processing, MOA, Beijing 100094, China;2.Vegetable Technology Popularize Station of Saihan District in Huhehaote City, Huhehaote 010020, China) Abstract :Heat-resisting α-amylase is a critical enzyme for producing maltose. Enzyme properties of two species of heat-resistingα-amylases were studied. The results were as follows: the heat-resisting ability for two species of enzymes was different,and there was an evident difference in enzyme activity. The optimum pH was 7.0, and the acid-resisting ability was poor. The

(整理)α-淀粉酶综述

α-淀粉酶综述 佚名2013-10-06 摘要:α-淀粉酶分布十分广泛,遍及微生物至高等植物。α-淀粉酶是一种十分重要的酶制剂,大量应用于粮食加工、食品工业、酿造、发酵、纺织品工业和医药行业等,是应用最为广泛的酶制剂之一。本文概述了α-淀粉酶的发现和应用发展史、分离纯化及结构的研究史、催化机制及其研究史、工业化生产和应用现状与发展趋势等。 关键词:α-淀粉酶发现应用分离纯化结构催化机制研究史发展趋势 α- 淀粉酶( α- 1,4- D- 葡萄糖- 葡萄糖苷水解酶) 普遍分布在动物、植物和微生物中, 是一种重要的淀粉水解酶。其作用于淀粉时从淀粉分子的内部随机切开α-1,4糖苷键,生成糊精和还原糖。由于产物的末端残基碳原子构型为α构型,故称α-淀粉酶。现在α-淀粉酶泛指能够从淀粉分子内部随机切开α-1,4糖苷键,起液化作用的一类酶。 1 α-淀粉酶的发现和应用史 1.1 α-淀粉酶的发现 啤酒是最古老的酒精饮料,发酵是其关键步骤,其中所包含的糖化过程就是把淀粉转化为糖。这个转化过程的机理一直都没有被弄清楚,直到淀粉的发现。 在19世纪早期,许多科学家都在研究谷物提取物中淀粉的消化机理。Nasse(1811年)发现,从生物体中提取的淀粉能过被转化为糖,而从被沸水杀死的植物细胞中提取的淀粉不能被转化为糖。Kirchhoff(1815年)做了一个巧妙的实验。他将4份的冷水加入到2份的淀粉中,并边加边搅拌。之后加入20份的沸水使其形成一层厚厚的淀粉糊。在淀粉糊还是余温的时候,加入被粉碎的麸质(或麦芽),然后在40-60°列式温度下水浴。1-2小时后发现,淀粉糊开始缓慢液化。8-10小时后,淀粉糊被转化为一种甜的溶液。之后,他将其通过过滤和蒸发浓缩得到了糖浆,品尝后发现,其和发酵液一样甜。在操作的过程中,他注明了实验过程中仅添加了非常少的麸质,并且得到的糖浆与淀粉的量成正比。此外,如果在加入麸质前加入几滴高浓度的硫磺酸,最终就没有糖生成。从这个实验中他得到结论1)麸质是一种能够使温水中的淀粉粉末转化为糖的物质。2)作为种子发芽的结果,相比种子内的物质而言,麸质能过将更多的淀粉转化为糖。至此,Kirchhoff奠定了发现谷物中一种能够将淀粉转化为糖的蛋白质的基础。

萌发小麦种子中淀粉酶酶学性质研究解析

萌发小麦种子中淀粉酶酶学性质研究(东北农业大学,生命科学学院,黑龙江省哈尔滨市 150030) 摘要: 酶是酶是一种生物催化剂,它具有催化剂属性,同是也具有一些无机催化剂所不具有的特性。催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。是生物催化剂,能通过降低反应的活化能加快反应速度,但不改变反应的平衡点。本实验通过利用淀粉酶水解还原糖,还原糖能使3,5-二硝基水杨酸还原,生成棕色的3-氨基-5硝基水杨酸。淀粉酶活力与还原糖的量成正比,用比色法测定淀粉酶作用于淀粉后生成的还原糖的量,以单位质量样品在一定时间内生成还原糖的量表示酶活力。以淀粉在碘液中显蓝色性质,探究酶活性影响因素,常见的影响因素有:温度 pH 活性剂和抑制剂等。 Abstract:Enzyme is a biological catalyst is an enzyme, the catalyst having the property, the same also has some inorganic catalysts do not have the characteristics. Proteins catalyze specific chemical reactions,RNA or a composite thereof. Are biological catalysts,by reducing the activation energy of the reaction to accelerate the reaction rate, but does not change the equilibrium reaction. In this study, the use of enzymatic hydrolysis of starch sugar, sugar makes 3,5-dinitrosalicylic acid reduction ,a brown 3-amino-nitro-salicylic acid.Proportional to the amount of amylase activity and reducing sugars,measuring the amount of amylase in starch sugar produced by colorimetry ,a unit mass of the sample at the certain time. 关键词: 淀粉酶活性温度 PH 激活剂和抑制剂 引言: 新陈代谢是生命活动的基础,是生命活动最重要的特征。而构成新陈代谢的许多复杂而有规律的物质变化与能量变化,都是在酶催化下进行的。生物的生长发育、繁殖、遗传、运动、神经传导等生命活动都与酶的催化过程紧密相关,可以说,没有酶的参与,生命活动一刻也不能进行。酶是细胞产生的,受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂,与一般催化剂比较有以下不同点:酶易失活、酶具有很高的催化效率、酶具有高度专一性、酶活性受到调节和控制。而调节和控制又包括调节酶浓度、抑制剂和激活剂的调节等。[1] 按照淀粉酶水解淀粉的作用方式,可以分为α-淀粉酶、β-淀粉酶、异淀粉酶和麦芽糖酶四种类型。实验证明,当谷类种子萌发时,两类淀粉酶(α,β型)都存在,淀粉酶总酶活性随种子萌发将升高,有利于淀粉被降解为植物生长发育所需的葡萄糖。许多微生物包括

淀粉酶

一、淀粉 ?1、淀粉的性状及组成 ?淀粉为白色无定形结晶粉末 ?形状有圆形、椭圆形和多角形三种 ?一般含水分高、蛋白质少的植物的淀粉颗粒比较大些,多成圆形或椭圆形,如马铃薯、木薯等。 淀粉的性状及组成 ?碳44.4%,氢6.2%,氧49.4% ?分为直链淀粉和支链淀粉 ?普通谷类和薯类淀粉含直链淀粉17%~27%,其余为支链淀粉; ?而粘高粱和糯米等则不合直链淀粉,全部为支链淀粉。 ?直链淀粉聚合度约100~6000之间 ?遇碘反应是纯蓝色 淀粉的性状及组成 ?支链淀粉是由多个较短的α-1,4糖苷键直链结合而成。每2个短直链之间的连接为α-1,6糖苷键。 ?聚合度约1000~3000,000之间,一般在6000以上。 ?遇碘呈紫红色反应。 2、淀粉的特性 ?糊化:淀粉在热水中能吸收水分而膨胀,最后淀粉粒破裂,淀粉分子溶解于水中形成带有粘性的淀粉糊。 ?第一阶段:淀粉缓慢地可逆地吸收水分 ?第二阶段:当温度升到大约65℃时,淀粉颗粒经过不可逆地突然很快地吸收大量水分后膨胀,粘度增加很大。 ?第三阶段:当温度继续升高,淀粉颗粒变成无形空囊,可溶性淀粉浸出,成为半透明的均质胶体。 3、酶解法 酶解法是利用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的方法。 酶解法可分为两步: 第一步,利用α-淀粉酶将淀粉液化; 第二步,利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解转化为葡萄糖。生产上这两步分别称为液化和糖化。由于在该过程中淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下进行的。因此酶解法又称为双酶法或多酶法。 ?优点:1、酶解法是在酶的作用下进行的,反应条件较温和,不需要耐高温高压或酸腐蚀的设备; ?2、酶作为催化剂的特点是专一性强,副反应少,故水解糖液纯度高,淀粉转化率高; ?3、可在较高的淀粉乳浓度下水解。 ?4、酸解法一般使用10-12Bx(含18%--20%淀粉)的淀粉乳,而酶解法可用20—23Bx (含34%--40%淀粉)的淀粉乳,并且可以采用粗原料。 ?5、用酶解法制得的糖液较纯净、颜色浅、无苦味、质量高,有利于糖液的充分利用。 ?6、双酶法工艺同样适用于大米或粗淀粉原料,可避免淀粉在加工过程中的大量流失,减少粮食消耗。 缺点:酶解法反应时间较长,设备要求较多,且酶是蛋白质,易引起糖液过滤困难。当然,随着酶制剂生产及应用技术的提高,酶解法制糖将逐渐取代酸解法制糖。 葡萄糖的分解反应 葡萄糖(失水)5`-羟甲基糠醛+甲酸

萌发小麦种子中淀粉酶酶学性质

萌发小麦种子中淀粉酶酶学性质 XXX A091100XX 生学1101 Enzymatic properties of amylases from germinant wheat 摘要:在小麦种子中提取淀粉酶,研究相关酶学性质,了解温度、PH值以及激活剂和抑制剂对淀粉酶活性的影响,并且对酶的活力进行测定。不同的温度、PH条件下和加激活剂或抑制剂情况下淀粉酶将淀粉水解的程度不同,产物遇碘呈现不同的颜色,由此可知道酶活性的最适温度和最适PH,也可知道激活剂能使酶的性增加,抑制剂能使酶的活性降低。对酶的活力进行测定时,是测定产物麦芽糖的量,来表示酶的活力。麦芽糖能将3、5—二硝基水杨酸还原成棕红色的氨基化合物(520nm处有最大吸收峰),其颜色深浅与麦芽糖浓度成正比,利用分光光度法测定棕红色的氨基化合物吸光值,从而得到产物麦芽糖的量,来表示酶的活力[1]。 关键词:淀粉酶、温度、PH值、激活剂、抑制剂、分光度计 研究背景:二十一世纪是生物信息时代,各种生物学领域研究层出不穷 ,对酶的研究是其中一个重要方面,目前对酶的研究已转入了后期,各种酶的生化性质也相继被研究出,酶是一种具有催化活性的蛋白质,由氨基酸通过肽链连接而成,只有在适当的温度、pH和离子强度下才具有生物活性,有些酶还需要辅酶或者辅因子[2]。通过此次实验研究,让我们进一步加深对淀粉酶的认识和学习,同时培养我们设计实验的基本思路,学会科学的实验组合,提出合理的实验方案,为以后研究其他种类的酶提供了研究方法和实验依据,也为我们以后更多的设计型实验作好铺垫。 原理:淀粉是植物最主要的储藏多糖,也是人和动物的重要食物和发酵工业的基本

淀粉中蛋白含量对淀粉酶解性质的影响_刘钟栋,杨超 (2)

The effects of protein content to starch’s enzymolysis character ZhongDong Liu Henan University of Technology ZhengZhou, China liuzhongdong@https://www.360docs.net/doc/6711965610.html, LiZheng Bi Henan University of Technology ZhengZhou, China bilizheng123@https://www.360docs.net/doc/6711965610.html, Guojin Yan Henan University of Technology ZhengZhou, China yanguojin@https://www.360docs.net/doc/6711965610.html, Shijie Yang Henan University of Technology ZhengZhou, China lzd@https://www.360docs.net/doc/6711965610.html, Chao Yang Henan University of Technology ZhengZhou, China drlzd@https://www.360docs.net/doc/6711965610.html, Liu Boxiang Illinois Wesleyan University IL, USA jollier.liu@https://www.360docs.net/doc/6711965610.html, Abstract:The research studied the best condition for protein purification in the wheat starch , for preparation of the wheat starch and the influence of the starch grain protein in the structure and properties when the starch is hydrolyzed . Firstly, we ensured the optimum condition for the Wheat protein purification by orthogonal test, at the same time , we obtained different protein content of wheat starch ,the next step is to measure the protein content by the Kjedahl determination. Contrast between the SDS and protease in nitrogen function before setting-out the Enzymatic hydrolysis degree and the crystallinity in the starch samples of different nitrogen.It can be concluded from those experiments that compared with the SDS, the Protease is more effectively to remove the starch grain protein, which is useful to hydrolyze starch particles. Keywords:The wheat starch ; Protein purification; The Enzymatic hydrolysis degree 淀粉中蛋白含量对淀粉酶解性质的影响 刘钟栋1,毕礼政 1 ,阎国进1,杨士杰1,杨超1,Liu Boxiang2 1.河南工业大学,郑州,中国,450052 2. Illinois Wesleyan University ,1312 Park Street Bloomington, IL, USA 【摘要】本文主要对小麦粉洗淀粉过程中影响淀粉蛋白含量的因素及淀粉颗粒蛋白对淀粉酶解性质的影响进行了研究。首先对洗淀粉过程中影响其蛋白含量的条件进行了单因素试验,再用SDS溶液和蛋白酶除去其中的蛋白质成分,得到不同蛋白含量的小麦淀粉,以凯氏定氮法测定其中蛋白质含量。然后对除去蛋白的小麦淀粉样品进行定氮,对比两种除蛋白方法之间的优劣,然后以不同蛋白质含量的淀粉样品同时做酶解度测定试验,讨论蛋白质对淀粉在酶解过程中性质和结构的影响。试验表明,蛋白酶比较有效地除去淀粉颗粒蛋白,而颗粒蛋白确实有助于淀粉的水解。 【关键词】小麦淀粉;蛋白纯化;酶解 1 引言 淀粉中含有少量的蛋白质,但是这少量的蛋白质在淀 粉的水解和参与其他化学反应中起到重大作用,然而关于 这方面的研究却至今没有准确的答案,从整个研究淀粉及2010 First International Conference on Cellular, Molecular Biology, Biophysics and Bioengineering (CMBB) 978-1-4244-9158-2/10/$26.00 ?2010 IEEE CMBB2010

β-淀粉酶

β-淀粉酶 淀粉酶是水解淀粉和糖原酶类的统称,按水解淀粉方式不同,淀粉酶可分为α- 淀粉酶、β-淀粉酶、脱枝酶及葡萄糖淀粉酶4 大类.按照结构的差异,又可将其分为α、β型两大类.β-淀粉酶是一种外切酶,其作用于淀粉时,从α- 1,4糖苷键的非还原性末端顺次切下一个麦芽糖单位,产物为麦芽糖和大分子的β-界限糊精.因为该酶作用于底物时,发生沃尔登转化(Waldeninversion),使产物由α型变为β型麦芽糖,释放的β-麦芽糖在C1位上有一个自由H基,为β型,故名β-淀粉酶.近年来,β-淀粉酶的研究引起了酶制剂行业的广泛关注.本文对β-淀粉酶的来源、性质、分离纯化及应用等方面的研究进展进行了综述,最后对β-淀粉酶在酶制剂行业的研究及应用进行了展望。 一、来源 β—淀粉酶广泛存在于大麦、小麦甘薯、大豆等高等植物中,目前商品β—淀粉酶绝大部份均是从植物中提取的,芽孢杆菌β—淀粉酶生产量极低。很多微生物通过发酵能产生β-淀粉酶,如蜡状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、假单胞菌等.但通过微生物发酵生产的β-淀粉酶耐热性差,且成本较高,要达到工业化生产还需一定距离.植物中β-淀粉酶酶活力高、耐热性好、作用 pH 范围较广,适合于高麦芽糖浆的生产要求.植物体中的β-淀粉酶主要存在于质体内,而在其他亚细胞区域内β-淀粉酶的分布都较少.甘薯

在自然栽培的条件下,只有块根中存在β-淀粉酶,其余的部位几乎检测不出β-淀粉酶的存在,但是只有存在于质体外的β-淀粉酶才具备活性.Zieglar认为β-淀粉酶在液泡中也有所分布,并且在多糖代谢中起到作用.单子叶植物中β-淀粉酶存在于胚乳细胞中,在其他器官中很少有分布,当种子萌发时,β-淀粉酶与其他相关酶一起协同完成淀粉的降解.而在高等植物中,存有两种不同酶活力的β-淀粉酶,它们分别存在于植物的不同组织器官中:一种是以高活力存在的β-淀粉酶,主要存在于禾本科植物的胚乳中,当这类植物的种子开始发芽时,β-淀粉酶的酶活力会显著升高;而另一种则是以相对酶活性较低的形式,普遍存在于植物的各个组织器官中的β-淀粉酶.这两种形式的β-淀粉酶虽然在抗原性上较相似,但在其他方面存在着较大的区别,而且它们的生成方式也不尽相同,推测得出,前一种β-淀粉酶可能是由后一种β-淀粉酶的基因转变而来的。β-淀粉酶在高等植物体内是以游离态和结合态两种形式存在的,用水提的方法可以将植物中游离态的β-淀粉酶提取出来,而以结合态形式存在的β-淀粉酶的提取还需要添加还原剂或蛋白水解酶,这种结合态的β-淀粉酶由于与种子中的其他蛋白结合会成为复杂的不溶物质.这两种形态的β-淀粉酶在大麦种子中占所有蛋白含量的1%左右。 二、β—淀粉酶性质 β—淀粉酶能将直链淀粉分解成麦芽糖的淀粉酶。可耐酸。将麦芽汁调节pH值为3.6,在0℃下可使α-淀粉酶失去活力,而余下β-淀粉酶。β-淀粉酶的唯一产物是麦芽糖,不是葡萄糖。β-淀粉酶水

a-淀粉酶的生产与应用

α-淀粉酶的合成与应用 谷君 摘要:酶, 发酵,生产,合成,应用 关键词:生产应用 一,淀粉酶的产生菌及酶的特性 (1)淀粉酶可由微生物发酵产生,也可从植物和动物中提取,目前I业生产上都以微生物发酵法进行大规模生产淀粉酶。在 1 9 0 8年和 1 9 1 7年德国的 B o k i i n 和 F A f r o n t [ 日先后由细菌中生产出 d .淀粉酶,用于纺织品脱浆。1 9 3 7年日本的福本口获得了产生a 一淀粉酶的括革杆菌。第二次世界大战后,由干抗生素的发明,使得微生物I业大步前进, 1 9 4 9年Ⅱ - 淀粉酶开始采用深层通风培葬法进行生产。1 9 7 3年耐热性淀粉酶投入了生产r 4 3 。随淀粉酶的用途日蓝扩大,产量日见增多,生产水平也逐步提高。近些年我们国家的酶制剂行业发展较快,从 1 9 6 5年开始应用解淀粉芽孢杆菌B F 一7 6 5 8生产淀粉酶,当时仅无锡酶制剂厂独家生产,近年在国内生产酶制剂的厂家已发展到 l 2 O多个,其中约有 4 O 左右的I厂生产淀粉酶,产品也由单一的常温I业用 d 一淀粉酶,发展到现在有I业用也有食品鼓,既有常温也有耐热的,剂型上有固体的也有液体淀粉酶。酶制剂I业现已成为近代I业生产中不可缺少的组成部门,它对社会的贡献远远超过酶I业本身。 (2)世界上许多国家都以枯草杆菌,地衣芽孢杆菌生产细菌淀粉酶和米曲霉生产的真苗淀粉酶为主要产品,在工业生产中使用的菌种,最初都是从自然中得到的,通过筛选和诱变育种工作,可改变菌种的特性,提高 n 一淀粉酶的活力。O n t t r u p 以地衣芽孢杆苗AT C C 9 7 9 8为出发菌株,用 Y射线, N T G以及 uV反复 7次 诱变,使其 n 一淀粉酶的产量为原苗株的 2 5 倍。A n d r e e v a 等将枯草杆菌孢子悬浮液经 5 0 ℃加热处理 3 0分钟,酶合成速度提高了 2 —2 、 7倍,可见采用诱变育种是行之有效的方法,但也有一定的局限性和缺点,由于发生平顶效应使之育种效果降低,利用转化法改良菌种,在枯草杆菌 n 一淀粉酶的生产苗上已 取得可喜的结果 K a z u m a s a 等采用转化和诱变结合的方法.使 n 一淀粉酶产量比亲株高 l 5 0 0 - -2 0 0 0倍近年来,随生物工程技术的发展,基因工程技术已应用到菌种的改造方面。 P a l v a r 2 等把解淀粉芽孢杆菌n 一淀粉酶基因克隆到枯草芽孢杆菌中,其 n 一淀粉酶活力比其原始的野生型苗株高 5 0 0倍。 H e n a c h a n 又把地衣芽孢杆菌耐热淀粉酶基因克隆到枯草芽孢杆苗中,美国 C P C国 际公冠的 Mo f f c t 研究中心,已获得美国食品药品管理局( F DA) 的批准,可用其研制的基因工程菌生产淀粉酶,这是第一个由 F D A 批准用基因工程菌生产的酶髑剂。。我国在利用基因重组构建耐热性一淀粉酶方面已取得一定的进展,何超刚[ 3 等将脂肪嗜热芽孢杆菌淀粉酶基因质粒带人大肠杆菌,使后者具有生 产高淀粉酶能力。任大明0 将带有淀粉酶基因的克隆片段,在枯草杆菌中得到表达。朱卫民将枯草杆菌 a淀粉酶基因在大肠杆苗中的得表达。

淀粉酶酶学性质的研究

生物化学学号: 淀粉酶酶学性质的研究 学生姓名:#### 指导教师:##### 所在院系:生命科学学院 所学专业:####### 学号:##### #### 大学 中国·哈尔滨 2011 年12 月

摘要: 酶是酶是一种生物催化剂,它具有催化剂属性,同是也具有一些无机催化剂所不具有的特性。催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。是生物催化剂,能通过降低反应的活化能加快反应速度,但不改变反应的平衡点。本实验通过利用淀粉酶水解还原糖,还原糖能使3,5-二硝基水杨酸还原,生成棕色的3-氨基-5硝基水杨酸。淀粉酶活力与还原糖的量成正比,用比色法测定淀粉酶作用于淀粉后生成的还原糖的量,以单位质量样品在一定时间内生成还原糖的量表示酶活力。酶的活性又同时受到温度、PH、激活剂抑制剂等的影响。 关键词: 淀粉酶活力温度 PH 激活剂和抑制剂 前言: 淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称,通常通过淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料,由于淀粉酶的高效性及专一性,酶退浆的退浆率高,退浆快,污染少,产品比酸法、碱法更柔软,且不损伤纤维。淀粉酶的种类很多,根据织物不同,设备组合不同,工艺流程也不同,目前所用的退浆方法有浸渍法、堆置法、卷染法、连续洗等,由于淀粉酶退浆机械作用小,水的用量少,可以在低温条件下达到退浆效果,具有鲜明的环保特色。 此酶以Ca2+为必需因子并作为稳定因子和激活因子,也有部分淀粉酶为非Ca2+依赖型。淀粉酶既作用于直链淀粉,亦作用于支链淀粉,无差别地随机切断糖链内部的α-1,4-链。因此,其特征是引起底物溶液粘度的急剧下降和碘反应的消失,最终产物在分解直链淀粉时以葡萄糖为主,此外,还有少量麦芽三糖及麦芽糖,其中真菌a-淀粉酶水解淀粉的终产物主要以麦芽糖为主且不含大分子极限糊精,在烘焙业和麦芽糖制造业具有广泛的应用。另一方面在分解支链淀粉时,除麦芽糖、葡萄糖、麦芽三糖外,还生成分支部分具有α-1,6-键的α-极限糊精(又称α-糊精)。一般分解限度以葡萄糖为准是35-50%,但在细菌的淀粉酶中,亦有呈现高达70%分解限度的(最终游离出葡萄糖)。 通过研究淀粉酶的性质,能使我们更好的了解它,并充分利用于工业生产、食品加工、医疗等产业。

α-淀粉酶

根据淀粉酶对淀粉的水解方式不同,可将其分为α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶等。其中,α-淀粉酶(α-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖苷酶)多是胞外酶,其作用于淀粉时可从分子内部随机地切开淀粉链的α-1,4糖苷键,而生成糊精和还原糖,产物的末端残基碳原子构型为α-构型,故称α-淀粉酶。 α-淀粉酶来源广泛,主要存在发芽谷物的糊粉细胞中,当然,从微生物到高等动、植物均可分离到,是一种重要的淀粉水解酶,也是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。它可以由微生物发酵制备,也可以从动植物中提取。不同来源的α-淀粉酶的性质有一定的区别,工业中主要应用的是真菌和细菌α-淀粉酶。 目前,α-淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业,是一种重要工业用酶。如在淀粉加工业中,微生物α-淀粉酶已成功取代了化学降解法;在酒精工业中能显著提高出酒率。其应用于各种工业中对缩短生产周期,提高产品得率和原料的利用率,提高产品质量和节约粮食资源,都有着极其重要的作用。相对地,关于α-淀粉酶抑制剂国内外也有很多研究报道,α-淀粉酶抑制剂是糖苷水解酶的一种。它能有效地抑制肠道内唾液及胰淀粉酶的活性,阻碍食物中碳水化合物的水解和消化,降低人体糖份吸收、降低血糖和血脂的含量,减少脂肪合成,减轻体重。有报道表明,α-淀粉酶可以帮助改善糖尿病患者的耐糖量。 α-淀粉酶是淀粉及以淀粉为材料的工业生产中最重要的一种水解酶,其最早的商业化应用在1984年,作为治疗消化紊乱的药物辅助剂。现在,α-淀粉酶已广泛应用于食品、清洁剂、啤酒酿造、酒精工业和造纸工业。 在焙烤工业中的应用: α-淀粉酶用于面包加工中可以使面包体积增大,纹理疏松;提高面团的发酵速度;改善面包心的组织结构,增加内部组织的柔软度;产生良好而稳定的面包外表色泽;提高入炉的急胀性;抗老化,改善面包心的弹性和口感;延长面包心储存过程中的保鲜期 在啤酒酿造中的应用: 啤洒是最早用酶的酿造产品之一,在啤洒酿造中添加α-淀粉酶使其较快液化以取代一部分麦芽,使辅料增加,成本降低,特别在麦芽糖化力低,辅助原料使用比例较大的场合,使用α-淀粉酶和β-淀粉酶协同麦芽糖化,可以弥补麦芽酶系不足,增加可发酵糖含量,提高麦汁率,麦汁色泽降低,过滤速度加快,提高了浸出物得率,同时又缩短了整体糊化时间。在酒精工业中的应用: 在玉米为原料生产酒精中添加α-淀粉酶低温蒸煮的新工艺,每生产1t酒精可节煤 224.42kg。又可减少冷却用水,提高出酒率8.8%,酒精成品质量也有显著提高。酒精生产应用耐高温α-淀粉酶。采用中温95℃~105℃蒸煮,既可有效地杀死原料中带来的杂菌,降低入池酸度和染菌机率,又可保护原材料中的淀粉组织不被破坏,形成焦糖或其它物质而损失,从而提高原料利用率 在造纸工业中的应用: 当代造纸工业中,造纸用化学品在提高纸品质量、增加纸品功能、提高生产效率和降低生产成本等方面发挥着极为重要的作用。由于淀粉与造纸用植物纤维素结构相近,相互间有良好的亲和作用,资源广泛,廉价易得,尤其是经变性处理的淀粉,能赋予纸张优异的性能,因此各类变性淀粉在造纸中广泛用于湿部添加、层间喷雾、表面施胶和涂布粘合。α-淀粉酶可以生产涂布粘合用变性淀粉

淀粉酶,糖化酶

糖化酶 糖化酶Gluco-Amylase 又称葡萄糖淀粉酶(EC3.2.1.3),是以黑曲霉变异菌株经发酵制得的高效生物催化剂。糖化酶能在常温条件下将淀粉分子的a-1.4和a-1.6糖苷键切开,而使淀粉转化为葡萄糖。凡是以淀粉为原料又需糖化的生产过程,均可使用糖化酶以其提高淀粉糖化收率。不含转苷酶将具有极高的转化率。其系列产品有固体和液体两种类型,适用于淀粉糖、酒精、酿造、味精、葡萄糖、有机酸和抗菌素等工业. 一、产品特性:1、作用方式:糖化酶又称葡萄糖淀粉酶,它能从淀粉分子的非还原性末端水解a—1,4葡萄糖苷糖,生产葡萄糖,也能缓慢水解a—1,6葡萄糖苷键,转化为葡萄糖. 2、热稳定性:在60℃下较为稳定,最适作用温度58—60℃. 3、最适作用:PH4.0—4.5 4、产品质量符合QB1805.2—93标准. 二、产品规格. 项目指标固体糖化酶液体糖化酶外观黄褐色粉末褐色液体酶活力5万、10万、15万10万、15万水份(%)≤8 细度(目)80%通过40目酶存活率半年不低于标定酶活三个月不低于标定酶活 三、酶活力定义:1克酶粉或1ml酶液于40℃PH4.6条件下,1小时分解可溶性淀粉产生1mg 葡萄糖的酶量为1个酶活单位。 四、应用参考 酒精工业:原料经中温蒸煮冷却到58—60℃,加糖化酶,参考用量为80—200单位/克原料,保温30—60分钟,冷却至30℃左右发酵。 淀粉糖工业:原料经液化后,调PH到4.2—4.5,冷却到58—60℃,加糖化酶,参考用量为100—300单位/克原料,保温糖化24—48小时。 啤酒行业:生产“干啤酒”时,在糖化或发酵前加入糖化酶,可以提高发酵度。 酿造工业:在白酒、黄酒、曲酒等酒类生产中,以酶代曲,可以提高出酒率,也普遍用于食醋工业。其他工业:在味精、抗菌素等其他工业应用时,淀粉液化后冷却到60℃,调PH4.2—4.5,加糖化酶。参考用量100—300单位/克原料。 淀粉酶 生物学 中文名称:淀粉酶

小麦种子淀粉酶酶学性质的研究

小麦种子淀粉酶酶学性质的研究 小麦种子淀粉酶酶学性质的研究Enzymatic properties of amylases from wheat 摘要:在小麦种子中提取淀粉酶,研究相关酶学性质,了解温度、PH值以及激活剂和抑制剂对淀粉酶活性的影响,并且对酶的活力进行测定。不同的温度、PH条件下和加激活剂或抑制剂情况下淀粉酶将淀粉水解的程度不同,产物遇碘呈现不同的颜色,由此可知道酶活性的最适温度和最适PH,也可知道激活剂能使酶的性增加,抑制剂能使酶的活性降低。对酶的活力进行测定时,是测定产物麦芽糖的量,来表示酶的活力。 麦芽糖能将3、5—二硝基水杨酸还原成棕红色的氨基化合物(520nm处有最大吸收峰),其颜色深浅与麦芽糖浓度成正比,利用分光光度法测定棕红色的氨基化合物吸光值,从而得到产物麦芽糖的量,来表示酶的活力[1]。 关键词:小麦种子;淀粉酶;温度;PH值;激活剂;抑制剂;酶的活力;分光光度计 研究背景:二十一世纪是生物信息时代,各种生物学领域研究层出不穷 ,对酶的研究是其中一个重要方面,目前对酶的研究已转入了后期,各种酶的生化性质也相继被研究出,酶是一种具有催化活性的蛋白质,由氨基酸通过肽链连接而成,只有在适当的温度、pH和离子强度下才具有生物活性,有些酶还需要辅酶或者辅因子[2]。通过此次实验研究,让我们进一步加深对淀粉酶的认识和学习,同时培养我们设计实验的基本思路,学会科学的实验组合,提出合理的实验方案,为以后研究其他种类的酶提供了研究方法和实验依据,也为我们以后更多的设计型实验作好铺垫。 目的:通过此次实验研究让我们进一步的加深对淀粉酶的学习和认识。同时,培养我们设计

α-淀粉酶的研究及应用[文献综述]

毕业论文文献综述 生物工程 α-淀粉酶的研究及应用 淀粉酶是一种水解酶,是目前发酵工业上应用最广泛的一类酶。淀粉酶一般作用于可溶性淀粉、直链淀粉、糖原等α-1,4-葡聚糖,水解α-1,4-糖苷键的酶。根据作用的方式可分为α-淀粉酶(EC3.2.1.1.)与β-淀粉酶(EC3.2.1.2.)。因α-淀粉酶作用于淀粉时从淀粉分子的内部随机切开α-1,4糖苷键,生成糊精和还原糖,而β-淀粉酶从非还原性末端逐次以麦芽糖为单位切断α-1,4-葡聚糖链生成分子量比较大的极限糊精,且α-淀粉酶分布更广泛,已是一种十分重要的酶制剂,α-淀粉酶大量应用于粮食加工、食品工业、酿造、发酵、和医药行业等,它占了整个酶制剂市场份额的25%左右[1]。目前工业生产上都以微生物发酵法大规模生产α-淀粉酶。但随着社会需求的增大,工业生产对α-淀粉酶的需求量也越来越大,急需寻找满足生产需要的具新型特征的酶制剂。因此本文主要讨论以α-淀粉酶为代表的淀粉酶的研究及应用。 1 α-淀粉酶的研究 1.1 α-淀粉酶分离纯化方法的研究 高纯度α-淀粉酶是一种重要的水解淀粉类酶制剂,可用于研究酶反应机理和测定生化反应平衡常数等。分离纯化α-淀粉酶的方法很多,一般都是依据酶分子的大小、形状、电荷性质、溶解度、稳定性、专一性结合位点等性质建立的。要得到高纯度的α-淀粉酶,往往需要将各种方法联合使用。盐析沉淀、凝胶过滤层析、离子交换层析、疏水作用层析、亲和层析和电泳等,是蛋白质分离纯化的主要方法。用吸附树脂法、40%乙醇从α-淀粉酶发酵液中分离高活性α-淀粉酶,用离子交换法和透析法对初酶液进行脱盐处理,最后用DEAE-纤维素纯化α-淀粉酶,所得酶活力为60153U/g,酶活性回收率为66.04%[2]。另通过乙醇沉淀、离子交换层析和凝胶过滤层析等方式,从白曲霉菌A. kawachii的米曲粗抽出液中,分离纯化到两个耐酸性α-淀粉酶比活性极高的组分。用疏水吸附法和DEAE-cellulose(二乙氨基乙基-纤维素)柱层析法分离纯化α-淀粉酶,所得酶活力为110 000 U/g。用硫酸铵沉淀和垂直板制备凝胶电泳对地衣芽孢杆菌A. 4041耐高温α-淀粉酶进行分离纯化,得到3种电泳均一的组分。通过超滤、浓缩、脱盐和聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳,对利用基因工程菌生产的重组超耐热耐酸性α-淀粉酶进行纯化,得到电泳纯级的超耐热耐酸性α-淀粉酶,纯化倍数为11. 7,活力回收率为29. 8%[3]。但上述方法存在的共同问题是,连续操作和规模放大都比较困难。双水相技术具有处理容量大、能耗低、易连续化操作和工程放大等优点。应用双水相系统PEG/磷酸盐分离

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