α-淀粉酶发酵工艺条件试验研究
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。
年产10000吨耐高温α-淀粉酶发酵车间设计
年产10000吨耐高温α—淀粉酶发酵车间设计［摘要］耐高温α-淀粉酶是由地衣芽孢杆菌等菌种经液体深层发酵提取得到的一种淀粉内切酶，其广泛用于食品发酵工业和纺织业，是我国三大酶制剂产品之。
本设计以地衣芽孢杆菌诱变株为生产菌，以玉米淀粉、豆粕和玉米浆为主要原料，采用机械搅拌通风罐进行间歇液体发酵生产.设计进行了生产方法的选择，确定了合理的工艺流程。
在此基础上进行了详细的工艺衡算和设备设计计算与选型.最后进行发酵车间的布置，绘出工艺流程图和车间布置图。
［关键字]耐高温α-淀粉酶；工艺衡算;设备设计和选型；车间布置Annual output of 10，000 tons of high—temperature α—amylaseworkshop DesignBiological Engineer Major Song Ning［Abstract]Facility Layout T hermostable α—amylase from Bacillus Licheniformis and other bacteria by submerged fermentation of an extracted enzyme, which is widely used in food fermentation industry and textile industry, China's three major enzyme products。
The design of Bacillus Licheniformis for the production of mutant bacteria to corn starch, soybean meal and corn syrup as the main raw materials, mechanical ventilation can be intermittent mixing liquid fermentation. Design of the production methods of choice to determine a reasonable process。
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。
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。
实训7.紫外线诱变选育-淀粉酶高产菌株
突变型。紫外线诱变，一般采用15W或30W紫外线 利用紫外诱变育种，应注意哪些因素?
诱变处理 将菌悬液倾于无菌培养皿中（内放一个磁力搅拌棒），置电磁力搅拌器上于超净工作台紫外灯下（距离30cm）照射0. 5％碘液 碘片1g、碘化钾2g、蒸馏水200mL，先将碘化钾溶解在少量水中，再将碘片溶解在碘化钾溶液中，待碘片全部溶解后，加足水即可。 故操作时要戴防护眼镜，操作尽量控制在防护罩内。
臭0，氧1在21空℃气灭中菌的20含m量in不。能超过灯0. ，照射距离为20-30cm，照射时间依菌种而异，
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一般为1-3min，死亡率控制在50％-80％为宜。被 始拽茸置皮窥触睬揖捩攻蔽惬鼗墁殪悛笏圹德迦菘伟炸础兴怫蒋憷麂全等痼辰赔毛琵酮滚臀撙滔籍摧癍饽系煲籁逅粘拓秤缦嗷槔蜞晦癯
为什么诱变育种后要挑选C/H值最 大者接入斜面保藏? 空气在紫外灯照射下，会产生臭氧，臭氧也有杀菌作用。 学习菌种的物理因素诱变育种基本技术。
诱变效应主要是由于它引起DNA结构的改变而形成 5％碘液 碘片1g、碘化钾2g、蒸馏水200mL，先将碘化钾溶解在少量水中，再将碘片溶解在碘化钾溶液中，待碘片全部溶解后，加足水即可。
求培养至对数期为最好。 利用紫外诱变育种，应注意哪些因素?
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真菌α-淀粉酶的研究和应用
真菌α-淀粉酶的研究和应用16120901 20092348 王德美摘要：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。
α-淀粉酶在现代淀粉糖浆、焙烤制品、啤酒酿制及生料酒精等行业已得到广泛的应用。
随着现代制糖工业与发酵工业的发展及其对真菌α-淀粉酶的使用需求，使得真菌α-淀粉酶在现代工业酶制剂中占有重要地位。
对真菌α-淀粉酶的研究和利用，为满足国内市场需求、调整我国酶制剂工业结构和带动相关食品或发酵行业的发展等具有重要意义。
关键词：真菌α-淀粉酶，可发酵性糖，固态发酵，冷冻沉析，食品应用1.真菌α-淀粉酶的结构及其催化机制1.1真菌α-淀粉酶的结构与大多数α-淀粉酶类似，真菌α-淀粉酶通常含有三个结构域，分别称为A、B和C。
结构域A为酶的催化反应中心区域，其典型结构为（a/b）8TIM-桶状结构，结构域B和结构域C基本上位于结构域A得到对立两端【1】。
其中，Ca2+的保守结合位点位于结构域A和结构域B之间的表面区域，而大多数情况下Ca2+的存在对于α-淀粉酶家族保持其酶活力和稳定性是必须的。
结构域B位于TIM-桶状结构域的第三个β-折叠和第三个α-螺旋之间，该区域富含不规则的β-片层结构，在不同的淀粉酶中的大小和结构差异较大，被认为与α-淀粉酶的第五特异性有关。
同时，通过定点突变或随机突变结果表明，该部位在淀粉酶中核能相对比较脆弱，与α-淀粉酶的总体稳定性关联密切，其中部分氨基酸的改变对酶的pH稳定性和热稳定性影响较为显著。
结构域C形成α-淀粉酶蛋白质羧基端，并含有α-淀粉酶家族所特有的希腊钥匙β-sandwich结构，通常认为其通过将结构域A的疏水区域与溶剂相隔离以稳定催化区域或TIM桶状结构【2】。
1.2真菌α-淀粉酶的催化机制通过X-射线晶体结构、化学修饰和定点突变等手段，表明Asp206、Glu230和Asp2973个氨基酸可能是α-淀粉酶、家族的核心催化位点【3】。
耐高温α淀粉酶研究进展
耐高温α 淀粉酶研究进展郑元木摘要: 耐高温α-淀粉酶是重要的工业用酶之一，本文简要综述了该酶结构、性质、作用机制、分离纯化方法及生产工艺流程和用途。
关键词：耐高温α-淀粉酶；作用机制；生产工艺；用途α-淀粉酶全称为α-1，4-葡聚糖水解酶（EC3．2．1．1），作用于淀粉时，可从分子内部切开α-1，4-糖苷键而生成糊精和还原糖，由于产物的末端葡萄糖残基C1碳原子为α-构型，故得名为α-淀粉酶[1]。
耐高温α-淀粉酶不同于中温α-淀粉酶和α-淀粉酶普通高温，具有优越的耐热性能、酶活力高和较宽的pH适应范围等特性，故在工业中得到广泛的应用。
1 结构、功能、作用机制比较不同来源的耐高温α-淀粉酶氨基酸序列发现，虽然有的氨基酸序列相似性不足30%，但它们的三级结构极为相似，这也表明三级结构是催化活性的关键因素[2]。
耐高温α-淀粉酶都是由三个结构域组成，即为结构域A、结构域B、结构域C。
地衣芽孢杆菌是生产耐高温α-淀粉酶最重要的菌种，以地衣芽孢杆菌耐高温α-淀粉酶为例（结构如图一）[3]。
结构域A为8个α-螺旋和8个β-折叠交替组成的α/β桶状结构,该结构较为刚性，维持酶的基本构象。
结构域B具有较大的柔性，推测它可能与底物特异性结合有关，主要由一个或几个β-折叠构成。
结构域C构成α-淀粉酶的碳端，由反平行β-折叠组成，它包含的氨基酸少，距离活性位点远，缺乏柔性，目前它的功能尚不清楚。
α-淀粉酶的催化活性口袋位于结构域A和B之间，在α/β桶状结构的底部。
此外，在结构域A和B之间还发现有一个或几个钙离子及其他金属离子结合位点，推测它可能与稳定酶的结构有关。
耐高温α-淀粉酶属于水解酶类，能随机水解淀粉、糖原及降解物内部的α-D-1，4糖苷键，使溶液的粘度迅速下降，产生可溶性糊精、低聚糖及少量麦芽糖、葡萄糖。
对于耐高温α-淀粉酶作用机制的研究，Nielsen JE[4]等提出了如图二模型。
该模型认为催化中心位于α/β桶状结构的底部，Glu261和Asp231是起催化作用的两个重要残基。
淀粉酶的应用于酒精发酵工艺中的研究
淀粉酶的应用于酒精发酵工艺中的研究酒精发酵工艺一直以来都是人类生活中重要的课题之一。
酒精被广泛应用于饮料、燃料和化工工业中，而淀粉酶在酒精发酵过程中的应用则起到至关重要的作用。
本文将探讨淀粉酶在酒精发酵工艺中的研究和应用，并从不同角度展示其重要性和潜力。
淀粉酶，也被称为糖化酶，是一类能够将淀粉分解为糖分子（如葡萄糖）的酶。
在酿造酒精的过程中，淀粉酶的作用是将淀粉分解为简单的糖分子，为酵母菌提供能源和营养物质，从而促进酵母菌的生长和酒精发酵。
在淀粉酶的作用下，酵母菌能够更高效地利用淀粉，提高酒精发酵过程的产量和质量。
淀粉酶的应用在酒精发酵工艺中有着广泛的研究。
一方面，科学家们通过改良淀粉酶的配方和工艺条件，提高了其酶活力和稳定性。
工艺改进使得微生物制备淀粉酶的成本降低，同时，淀粉酶在酒精发酵中的应用也变得更加经济和高效。
另一方面，淀粉酶的应用也得到了基因工程技术的支持。
通过改造淀粉酶所属微生物的基因，使其产量和特性得到改善，从而提高淀粉酶的活性和适应性。
这些研究成果进一步推动了淀粉酶的应用，为酒精发酵工艺的改进和提高提供了新的思路和手段。
除了在传统的酿造酒精工艺中的应用，淀粉酶在其他领域也具有广阔的应用前景。
例如，淀粉酶在生物燃料制备中起到了重要的作用。
生物燃料是一种可再生的能源形式，具有较低的碳排放和环境友好的特点。
淀粉酶可将植物中的淀粉转化为可发酵的糖分子，进而在发酵过程中产生乙醇或生物气体。
这种利用淀粉酶的生物燃料制备方式具有可持续性和高效性，为替代传统化石燃料提供了新的方向。
此外，在食品工业中，淀粉酶也有着广泛的应用。
以淀粉为原料的食品制备中，淀粉酶可以帮助改善食品的质地和口感。
当淀粉酶作用于淀粉时，将淀粉分解成较小的多糖和糖分子，这些糖分子可以增加食品的粘稠度和黏性，改善食品的口感和口味。
因此，淀粉酶在面食制作、饼干烘焙等食品工艺中得到了广泛的应用。
总之，淀粉酶在酒精发酵工艺中的研究和应用对于提高酒精产量和质量具有重要意义。