α-淀粉酶的制备及应用
α-淀粉酶的生产工艺
食品111 陈雅媚 14号
目的：
学习并掌握α－淀粉酶的制备工艺。
α－淀粉酶的背景知识
α-淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中， 能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄 糖等，是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之 一。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。本次设计的淀粉酶发 酵，分别以玉米粉为碳源，以豆饼为氮源，以 BF-7658枯草芽孢杆菌为生产菌种,同时做出 了生产工艺流程图，详细的介绍了α-淀粉酶的 生产工艺。
3 4 5 6 7
可溶性淀粉溶液 温度条件和 保持时间 斐林试剂 温度条件和 保持时间
2ml
煮沸 1mil
有砖红色沉淀
2ml
煮沸 1mil
无砖红色沉淀
2ml
煮沸 1mil
无砖红色沉淀
实验现象
The end
谢谢 本次课程到此结束
取三支洁净试管，编上号，并分别按下表中序号1至5要求操作。
序 号 1
项
目
试
管
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
可溶性淀粉溶液
1 2ml
60º C热水
2 2ml
沸水
3 2ml
冰块
2
3 4 5
温度条件 (保持5min)
新鲜淀粉酶溶液 （保持5min） 碘液（滴）
1ml 1
不变蓝
1ml 1
变蓝
1ml 1
变蓝
实验现象
二、PH对酶活性的影响
4. 不易以搅拌方式进行质量传递，因此发酵期间， 物质的添加无法达到均匀。 5. 由于不易侦测，从发酵工程的观点来看，许多 工作都只是在定性或观察性质，故不易设计反应 器，难以量化生产或设计合理化的发酵流程。
α淀粉酶在畜禽生产中的作用机理及应用进展
α-淀粉酶在畜禽生产中的作用机理及应用进展摘要随着近代酶技术及生物技术的发展，高效能生物活性物质——酶制剂已能大规模地工业化生产，并被应用于饲料工业中，许多实验和实际应用结果都表明，饲用酶制剂作为一种饲料添加剂能有效地提高饲料的利用率、促进动物生长和防治动物疾病的发生，与抗生素和激素类物质相比，具有卓越的安全性，引起了全球范围内饲料行业的高度重视。
饲用酶种类繁多，淀粉酶作为其中的一种，在畜禽生产中取得了相当好的效果。
本文主要介绍淀粉酶的组成、基本性质以及在畜禽生产中的应用。
关键词：α-淀粉酶畜禽生产作用机理应用进展正文：1、α-淀粉酶的简介1.1 α-淀粉酶的定义淀粉酶是一类能分解淀粉糖苷键的酶的总称，广泛存在于动植物和微生物中，是利用最早、用途最广、工业产量最大的酶制剂品种。
按照水解淀粉酶的方式，淀粉酶主要可分为四大类：α-淀粉酶（α-amylase）、β-淀粉酶（β-amylase）、葡萄糖淀粉酶（glucoamylase）和异淀粉酶（isoamylase）。
［1］其中，α-淀粉酶（α-1，4-葡聚糖-4-葡聚糖苷酶，EC3.2.1.1）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。
［2］-［3］1.2 α-淀粉酶的分类和结构依α-淀粉酶产物不同可将它们分为糖化型和液化型两种：液化型α-淀粉酶，能将淀粉酶快速液化，其终产物为寡聚糖和糊精：糖化型α-淀粉酶有较强的酶切活性，在水解可溶性淀粉时，随着水解时间的延长而产生寡聚糖，麦芽糖直至葡萄糖。
按照其使用条件可以分为低温型、中温型、高温型、耐酸耐碱型。
按产生菌不同又可以分为细菌、真菌、植物和动物淀粉酶。
［4］研究表明所有α-淀粉酶均为分子量在50ku左右的单体，由经典的三个区域（A、B、C）组成：中心区域A由一个（β/α）8圆筒构成；区域B由一个小的β-折叠突出于β3和α3之间构成；而C-末端球型区域C则由一个Greek-key 基序组成，为该酶的活性部位，负责正确识别底物并与之结合。
a-淀粉酶概述及应用
面包等焙烤食品储存一定时间后逐渐变干变硬，易碎，风味变差，这些都是 由于面包的陈化造成的，每年由于面包老化造成巨大的损失。传统的用于抑制老 化，提高焙烤食品质地和风味的添加剂主要有化学试剂，食糖，奶粉，糖酯，卵 磷脂和抗氧化剂等，近几年，酶 制剂越来越多的作为面团改良剂和抗老化剂用在 焙烤工业中，包括α-淀粉酶、分支酶、去分支酶、β-淀粉酶和普鲁兰酶等，其 中将α-淀粉酶和普鲁兰酶联合使用可以有效的延迟焙烤食品陈化，提高产品的货 价期。但是 ，在使用α-淀粉酶时，对其加入量要求比较严格，稍微过量就会导 致面包等焙烤食品粘度的增加。因此，最近人们逐渐使用中温α-淀粉酶，由于其 最适作用温度在 50℃～70℃左右，所以其在淀粉糊化时具有活性，而在焙烤过程 中则会逐渐失活，最终在焙烤完成时活性丧失。而且，在加工过程中α-淀粉酶会 水解淀粉生成聚合度在 4～9 的糊精，这些糊精也具有抗老化性。但是，现在中温 α-淀粉酶仅能从极少的一些微生物中提取[9-10]。
4.α-淀粉酶的工业应用
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、酒精工业等。
4.1 在焙烤工业中的应用
各种酶制剂在食品工业中的应用已有上百年的历史，最近几十年α-淀粉酶广 泛地应用于焙烤工业中焙烤工业中使用的酶制剂有很多，如蛋白酶、脂肪酶、普 鲁兰酶、木聚糖酶、纤维素酶、糖化酶等，但没有一种酶能取代α-淀粉酶在焙烤 食品中的应用。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。
低温α-淀粉酶
低温α-淀粉酶
低温α-淀粉酶（Low-temperature α-amylase）是一种能在较低温度下活性的α-淀粉酶。
这类酶通常能够在相对较低的温度范围内（一般在10°C到40°C之间）保持其催化活性，因此对于一些需要在低温条件下进行生产或处理的工业应用具有重要意义。
以下是低温α-淀粉酶的一些特点和应用领域：
1.活性温度：低温α-淀粉酶的活性温度一般在较低的范围内，
适合在低温环境下进行工业生产。
2.来源：这类酶可以从一些适应低温环境的微生物中提取，例如
一些生活在寒冷环境的细菌或真菌。
3.食品工业：低温α-淀粉酶在食品工业中有一些应用，例如在
低温条件下制备一些涉及到淀粉降解的食品制品，如糖浆和面粉的加工。
4.酿酒工业：在啤酒酿造等过程中，低温α-淀粉酶可以用于麦
芽中淀粉的降解，有助于发酵过程的进行。
5.生物燃料生产：在生物质降解和生物燃料生产的过程中，低温
α-淀粉酶的活性温度范围可能更适合在低温条件下操作。
6.洗涤剂生产：低温α-淀粉酶也可能用于洗涤剂的生产，尤其
是那些需要在低温下进行的洗涤工艺。
这些特性使得低温α-淀粉酶在一些需要低温工艺的工业领域中具有潜在的应用前景。
不同的酶可能有不同的特性，因此在具体应用中需要选择适合特定条件的酶。
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。
α-淀粉酶的生产工艺
a-淀粉酶的发酵生产工艺扌商要：a•淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中，能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等，是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。
目前，a•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。
1•菌种的选育1. 1细菌的分离与初步鉴定：将土壤系列稀释，把10乞10-\10腐分别涂布到淀粉培养基上，27C倒置培养2天，将长出的菌落接入斜面。
将细菌从斜面接种到淀粉培养基培养2天，用碘液染色，记录透明圈大小和菌落直径，计算D/d值。
保菌供下次实验用。
1. 2紫外线诱变育种：取活化后的菌种配成菌悬液、稀释；倒淀粉培养基平板，将菌悬液涂布其表面；用紫外线处理平板0、2min.4min.6min、8min.10min,每个处理2次重复；放到黑暗中倒置培养，37C培养48h,分别计•数诱变组和对照组平板上的菌落数，并计算致死率；加入碘液，分别测量诱变组和对照组菌落的透明圈直径和菌落直径，计算D/d值；将D/d值最大的菌种保存到斜面培养基上。
1.3诱变方法以及变异菌株的筛选①诱变出发菌株在完全培养基中培养至对数生长期后期。
②以NTG为诱变剂，按一定处理剂量（包/ml）,在一定pH值的缓冲液中30T恒温振荡处理1~4h°③经高速离心分离，移植于液体完全培养基进行后培养。
④经稀释涂布在含有1%淀粉BY固体培养基上，经24h培养形成小菌落。
⑤把单菌落分别移植于含2%淀粉B丫液体培养基中，30E培养36ho⑥用2#定性滤纸制成5mmdisc（小圆纸片），并用2%琼脂BY培养基灭菌后加入较大剂量青霉素（抑菌）。
倒入200mmx300mm长方形不锈钢玻璃培养皿中，冷却凝固。
然后把5mmdisc纸顺序放在培养基表面。
⑦用微量注射器分别吸取培养液，移植到相应的disc上。
把disc培养皿经37C,24h分别培养。
⑧把KI-I2液用喷雾器均匀分布在disc培养皿培养基的表面上，并挑出淀粉水解圈大的disc,用相对应的1ml培养液接种摇瓶，进行发酵测定酶活力。
淀粉酶的提取-α-淀粉酶的提取、分离及测定
α-淀粉酶的提取、分离及测定（生化试验小组-2005.4）试验全程安排：试验一、色谱分离淀粉酶1.1 试剂及设备离子交换树脂-20℃冰箱样品管（5-10ml试管）1.5ml离心管紫外分光光度计α-淀粉酶样品秒表胶头吸管（进样用）平衡缓冲液（pH8.0，0.01M磷酸盐缓冲液）洗脱缓冲液（平衡缓冲液+0.1M，0.3M，0.5M，1.0M的氯化钠）试剂瓶1.2 离子交换色谱原理与方法色谱(chroma togra phy)是一种分离的技术,随着现代化学技术的发展应运而生。
20世纪初在俄国的波兰植物化学家茨维特(Twseet)首先将植物提取物放入装有碳酸钙的玻璃管中，植物提取液由于在碳酸钙中的流速不同分布不同因此在玻璃管中呈现出不同的颜色，这样就可以对各种不同的植物提取液进行有效的成分分离。
到1907年茨维特的论文用俄文公开发表，他把这种方法命名为chromat ograp hy, 即中文的色谱，这就是现代色谱这一名词的来源。
但由于茨维特当时没有知名度，而且能看懂俄文的人也不多，加之很快爆发了第一次世界大战，茨维特的分离方法一直被束之高阁。
20世纪20年代，许多植物化学家开始采用色谱方法对植物提取物进行分离，色谱方法才被广泛地应用。
自20世纪40年代以来以Mart in 为首的化学家建立了一整套色谱的基础理论使色谱分析方法从传统的经验方法总结归纳为一种理论方法，马丁等人还建立了气相色谱仪器使色谱技术从分离方法转化为分析方法。
20世纪50年代以后由于战后重建和经济发展的需要，化学工业特别是石油化工得到广泛的发展，亟需建立快速方便有效的石化成分分析。
而石化成分十分复杂，结构十分相似，且多数成分熔点又比较低，气相色谱正好吻合石化成分分析的要求，效果十分明显、有效。
α-淀粉酶在制糖生产中的应用研究
α-淀粉酶在制糖生产中的应用研究随着人们生活水平的提高，糖在我们的日常饮食中扮演着非常重要的角色，而在糖的制造过程中，α-淀粉酶是一种非常重要的酶类，本文将以α-淀粉酶在制糖生产中的应用研究为题目，详细阐述它的应用情况、研究进展和未来发展趋势。
1.α-淀粉酶的概述α-淀粉酶，也称为淀粉酶α，是一种由人体和其他生物合成的酶类，它可以将淀粉分解为葡萄糖单元，从而被人体和其他生物利用。
在糖制造过程中，它是一种非常重要的酶类，它可以加速淀粉分解过程，使得糖的生产效率得到大大提高。
2.α-淀粉酶在糖的制造中的应用糖的制造一般分为两个步骤：首先是将淀粉转化为糖汁，然后再通过蒸发和结晶等工艺，将其中的水分蒸发掉，得到干糖。
而在将淀粉转化为糖汁的过程中，α-淀粉酶扮演着非常重要的角色，可以加速淀粉的分解，使得糖汁中的葡萄糖含量大大提高，从而提高糖的生产效率。
具体来说，α-淀粉酶主要通过水解反应将淀粉降解为糖汁，其反应方程式如下：淀粉+α-淀粉酶→糖汁其中，α-淀粉酶可以将淀粉分解为各种长度不同的糖链，而这些糖链可以被其他酶类如葡萄糖异构酶、蔗糖酶等降解为单糖，从而产生糖汁。
目前，在糖的制造中，常用的α-淀粉酶主要来源于微生物或植物，如大肠杆菌、枯草杆菌、木霉属等。
这些来源不同的α-淀粉酶在制糖生产中的应用情况也有所不同。
3.研究进展近年来，随着科技的进步，人们对α-淀粉酶的研究也得到了不断的深入。
研究表明，α-淀粉酶不仅可以在制糖生产中应用，还可以在其他领域如医学、食品加工等得到广泛的应用。
3.1制糖生产中的应用研究随着人们生活水平的提高，对糖的需求量不断增加，而将α-淀粉酶应用于糖的制造中可以大大提高生产效率，从而降低糖的生产成本，增加企业利润。
针对α-淀粉酶在制糖生产中的应用研究，国内外研究人员也进行了大量的实验和研究。
这些研究主要涉及到α-淀粉酶的酶学特性、生物反应器的设计、工艺条件的优化等方面，以提高α-淀粉酶的利用率和糖的产量。
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α—淀粉酶分布
• α—淀粉酶广泛分布于动物、植物及微生物。微生物 的酶几乎都是分泌性的。此酶以Ca2+为必需因子并作 为稳定因子，既作用于直链淀粉，亦作用于支链淀粉， 无差别地切断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 解直链淀粉时以麦芽糖为主，此外，还有麦芽三糖及 少量葡萄糖。另一方面在分解支链淀粉时，除麦芽糖、 葡萄糖外，还生成分支部分具有α—1，6键的α—极限 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％分解限度养基的制备与灭菌 • 发酵培养基：蛋白胨5g，酵母膏2.5g， 葡萄糖0.5g，可溶性淀粉2.5g， KH2PO4 1g，MgSO4.7H2O 0.25g， CaCl2.2H2O 0.1g, H2O 500ml， PH7.0。分装与100ml锥形瓶中，每 瓶50ml，121℃灭菌20min。
2.温度对酶活性的影响
• 温度对酶活性有很大影响，温度升高， 酶的反应速度就增加，一般每升高十 摄氏度，反应速度可增加2—3倍，但 是大多数酶都是蛋白质，温度过高则 可导致蛋白质变质，从而使酶失活。 在一定条件下，在某一温度时酶的反 应速度最大。这使得反应速度是最适 合反应温度。
实验器材
• 1.菌种：枯草芽孢杆菌JD—32 生产法 • 2.仪器：培养皿、试管、发酵 罐、灭菌锅、振荡培养箱、高 速冷冻离心机
项目二 α—淀粉酶的 制备及应用
班级： 学号： 姓名： 指导老师：
α—淀粉酶
淀粉酶属于水解酶类，是催化淀粉、糖原、糊精中糖苷 键水解的一类酶的统称。此类酶广泛存在于植物和微生 物中。根据对淀粉的作用方式不同，可将淀粉酶分为 α—淀粉酶、β—淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、脱支酶。α— 淀粉酶是一种内切酶，其相对分子量约50000左右作用 于淀粉时，可从淀粉分子内部随机切开α—1，4糖苷键 ，不能切开α—1，6糖苷键以及与α—1，6糖苷键相连 的α—1，4糖苷键，但能越过支点切开内部的α—1，4 糖苷键。其水解产物中除含葡萄糖、麦芽糖外还含有具 有α—1，6糖苷键的极限糊精含α—1，6糖苷键的具葡 萄糖残基的低聚糖。
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1.PH值对酶活性的影响
• α—淀粉酶通常在PH5.5—8.0时稳定，在 PH4.0以下易失活其作用的最适PH为 5.0—6.0，但不同来源的酶其最适PH值 差别很大。动物的α—淀粉酶在氮离子存 在时其最适作用PH为7.0，高等植物在 PH3.6以下时失活，耐酸性的α—淀粉酶 最适作用PH为4.0左右，在PH2.5—6.5 稳定；非耐酸的α—淀粉酶最适PH为6.5 左右，在PH5.5—9.5稳定。
2.接种与产酶培养 • 将菌种接种于培养基斜面，35℃培养 三天，然后转接到摇瓶种子培养基， 摇瓶培养一定时间，当菌体进入对数 生长期时，以0.5％接种量接入固体培 养基，在厚层通风制曲箱内，通风保 持37—42℃，培养48小时出去风干。
3.提取 • 麸曲用1％食盐水3—4倍浸泡，3小时 后过滤，调节滤液PH=8，加硫酸铵溶 液沉淀酶，经离心，用浓酒精洗涤脱 水，40℃烘干、磨粉即为成品。