《淀粉酶的生产》PPT课件
《淀粉生产》课件
淀粉生产的环境影响与可持续性
环境影响
淀粉生产对水资源、土壤质量和能源消耗等都会产 生一定的环境影响。
可持续性
通过采用节能减排技术和循环利用废弃物等措施， 淀粉生产可以实现可持续发展。
淀粉生产的市场前景和机遇
市场需求
淀粉作为重要原料，其市场需求 量持续增长，尤其是在食品和生 物材料领域。
新产品开发
随着科技的进步，淀粉生产领域 将不断涌现出新的产品和应用领 域，带来更多机遇。
新兴市场
淀粉在新兴市场中的应用前景十 分广阔，尤其是在发展中国家和 新兴产业中的应用。
淀粉生产中的挑战与解决方案
1 资源限制
淀粉原料的供应和能源消耗等都面临着一定 的限制，需要通过资源管理和技术改进来解 决。
3 产品质量
提高淀粉产品的质量和品种多样化是淀粉生 产面临的另一个挑战，需要引入先进的生产 工艺和设备。
2 环境影响
淀粉生产对环境的影响问题需要通过环境保 护措施和清洁生产技术来应对。
4 市场竞争
淀粉生产市场竞争激烈，需要不断创新和提 高自身竞争力，寻找差异化发展的方式。
《淀粉生产》PPT课件
淀粉生产是一个重要的工艺，本课程将介绍淀粉生产的定义、概述以及其在 各个应用领域中的重要性。
淀粉生产的定义和概述
1 什么是淀粉生产？
淀粉生产是将植物中的淀 粉提取出来并加工成各种 淀粉制品的过程。
2 淀粉的重要性
3 淀粉生产的基本流程
淀粉在食品、纺织、造纸、 医药等领域中都有广泛应 用，是人们日常生活中必 不可少的原料。
纺织行业
淀粉可以用于纺织品的浆料处理，增加纺织品 的柔软度和光泽度。
淀粉生产中的关键技术和设备
1
原料处理
淀粉酶的生产
淀粉酶的生产1 2什么是淀粉酶3 4什么是淀粉酶淀粉酶属于水解酶类，是催化淀粉(包括糖原，糊精)中糖苷键水解的一类酶的统称。
它是研究较多，生产最早，产量最大和应用最广泛的一种酶。
α-淀粉酶不规则地分解淀粉，糖原类物质的α-1,4糖苷键唾液，胰脏，麦芽，霉菌，细菌β-淀粉酶从非还原性末端以麦芽糖为单位顺次分解淀粉，糖原类物质的α-1,4糖苷键甘薯，大豆，大麦，麦芽，细菌淀粉酶葡萄糖淀粉酶从非还原性末端以葡萄糖为单位顺次分解淀粉，糖原类物质的α-1,4糖苷键霉菌，细菌，酵母等异淀粉酶分解支链淀粉，糖原类物质的α-1,6糖苷键植物，酵母，细菌α-淀粉酶的工厂生产α-淀粉酶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。
目前，国内外生产α-淀粉酶所采用的菌种主要有细菌和霉菌两大类，典型的为芽孢杆菌和米曲霉。
米曲霉常用固态曲法培养，其产品主要用作消化剂，产量较小，芽孢杆菌则主要采用液体深层通风培养法，能大规模地生产α-淀粉酶。
枯草芽孢杆菌生产α-淀粉酶工艺流程孢子斜面热处理粗滤淀粉吸附孢子悬浮液压滤种子罐盐析乙醇沉淀发酵罐干燥压罐喷雾干燥粉碎计量罐混合补量罐包装成品种子扩大培养1孢子制备2种子制备3发酵罐培养孢子制备将保存在淀粉琼脂斜面上的枯草芽孢杆菌孢子用无菌水洗下，接种到锥形瓶中，在35℃精置2-4天，待长出大量孢子后作为接种用的种子。
种子制备将保藏的菌种接种到马铃薯琼脂斜面(20%马铃薯煎出汁加MgSO4· 7H2O 5 mg/L,琼脂2%,pH 6.7~7.0),37℃ 培养3天。
然后接入到20L种子罐，37℃搅拌，通风培养 12~14小时。
此时菌种进入对数生长期(镜检细胞密集，粗壮整齐，大多数细胞单独存在，少数呈链状，发酵液pH 6.3~6.8,酶活5~10U/mL),再接种到发酵罐。
酶在淀粉类食品生产中的应用通用课件
酶在淀粉类食品生产中的未来展望
新型酶的开发
酶的定向进化
随着生物技术的不断发展，未来将有更多 具有特殊催化性能的新型酶被开发出来， 应用于淀粉类食品的生产。
通过定向进化技术对酶进行改造和优化， 提高酶的活性、稳定性和特异性，以适应 淀粉类食品生产的需要。
酶合应用于淀粉 类食品生产中，实现更高效、更环保的生 产。
清洗环节
使用果胶酶和纤维素酶清洗木薯表面，去除果皮 和杂质，提高淀粉提取率。
破碎环节
使用淀粉酶将木薯细胞壁打破，释放出淀粉颗粒 。
分离环节
使用分离酶将淀粉与蛋白质、纤维等杂质分离， 提高淀粉纯度。
酶在其他淀粉类食品生产中的应用案例
变性淀粉的生产
使用变性酶将天然淀粉进行变性 处理，改变其理化性质，提高其 在食品、造纸、纺织等领域的用 途。
葡萄糖异构酶在淀粉类食品生产中的应用
葡萄糖异构酶的特性
能够将葡萄糖转化为果糖，提高食品 的甜度和口感。
葡萄糖异构酶的作用机制
通过催化葡萄糖的异构化反应，产生 果糖，增加食品的甜度。
葡萄糖异构酶的应用
在淀粉类食品的生产过程中，葡萄糖 异构酶可用于增加食品的甜度，改善 食品的风味。
其他酶在淀粉类食品生产中的应用
随着食品安全意识的提高，对用于食品生 产的酶的安全性评估和监管将更加严格， 确保消费者的健康和权益。
04
酶在淀粉类食品生产中的 实际案例
酶在玉米淀粉生产中的应用案例
液化环节
使用液化酶对玉米淀粉进行液化 ，将淀粉颗粒分解成可发酵的糖
类，提高后续发酵效率。
糖化环节
糖化酶可以将液化后的产物进一步 水解成葡萄糖，提高葡萄糖的产量 。
酶的分类与作用机制
α-淀粉酶的生产工艺-PPT课件
不变蓝
变蓝
变蓝
二、PH对酶活性的影响
1、加新鲜淀粉酶1ml
加新鲜淀粉酶1ml
加新鲜淀粉酶1ml
1
2
3
2、加蒸馏水1ml
加NaOH1ml
加HCl1ml
1
2
3
3、各加可溶性淀粉溶ºC热水中
1
2
5、加斐林试剂2ml 3
60ºC热水
60ºC热水 温度条件保持5min
60ºC热水
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。
对于固体发酵有以下7个缺点：
1. 限于低湿状态下生长的微生物，故可能的流程及产 物较受限，一般较适合于真菌。
2. 在较致密的环境下发酵，其代谢热的移除常造成问 题，尤其是大量生产时，常限制其大规模的产能。
淀粉遇碘后，形成蓝紫色的复合物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解 成麦芽糖和葡萄糖。麦芽糖和葡萄糖遇碘后，不形成蓝紫色的复 合物。麦芽糖和葡萄糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成 砖红色的氧化亚铜沉淀。
1、初步学会探索影响酶活性条件的方法。 2、探索理解淀粉酶在不同的温度和PH催化淀粉水解的情况。
试管，量筒，大、小烧杯，滴管，试管夹,酒精灯，三脚架，石棉 网，温度计，火柴。 质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液，质量分数为3%的可溶性淀粉 溶液，质量分数为5%的盐酸，质量分数为5%的氢氧化钠溶液， 热水，蒸馏水,冰块, , 碘液,斐林试剂。
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
工艺流程
保藏菌种 斜面活化 摇瓶种子 厚层通风
淀粉酶的生产精品PPT课件
淀粉是什么？
淀粉是由许多葡萄糖分子以α-1， 4或α-1，6糖苷键连接而成的大分 子物质。淀粉有直链淀粉和支链淀 粉之分。
淀粉酶是什么？
淀粉酶属于水解酶类，是催化淀 粉、糖原、糊精中糖苷水解的一类酶 的统称。
根据水解淀粉的方式不同，主要 的淀粉酶有α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡 萄糖淀粉酶、脱支酶、环糊精葡萄糖 转移酶等。
1.2 α-淀粉酶的水解反应
淀粉在α-淀粉酶的作用下很快 被切割成分子较小的糊精、低聚糖、 麦芽糖、葡萄糖等，引起粘度下降， 对碘呈色反应为篮－紫－红－无色， 又叫液化酶。
水解直链淀粉，首先将淀粉降解为 寡糖、麦芽三糖和麦芽糖，然后将寡 糖、麦芽三糖进一步降解为麦芽糖和 葡萄糖。
水解支链淀粉，由于不能水解α1.6糖苷键，产物除麦芽糖、少量葡 萄糖外，还有带α-1.6键的小分子极 限糊精。
种子瓶培养（三角瓶） 麦麸玉米粉培养基，32-34℃，
70-72h，培养至长出大量菌丝及黄 绿色孢子。
种曲培养（曲盒） 培养基与种子瓶相同，接种量0.5-
1.0％，料层厚1cm，培养3天。
厚层通风培养 麦麸谷壳培养基接种量0.5％，34-
36℃，28h。
产品 培养好的麸曲直接烘干即为工业级
粗酶，水浸醇沉后粉碎加糖可作为助 消化药物。
（三）β-淀粉酶为外切酶 （四）作用淀粉时还原性增加，但粘度不易下降，糊
化缓慢 （五）β-淀粉酶较α-淀粉酶分子量大 （六）水解作用：
1、直链淀粉：可以完全水解成麦芽糖 2、Leabharlann 链淀粉：麦芽糖和大分子β-极限糊精
2.3 植物β-淀粉酶的提取
（一）麦麸提取 β-淀粉酶
（二）从甘薯淀 粉废液中提取 β-淀粉酶
淀粉酶生产
淀粉酶生产淀粉酶类的生产淀粉酶属于水解酶类，是催化淀粉(包括糖原，糊精)中糖苷键水解的一类酶的统称。
它是研究较多，生产最早，产量最大和应用最广泛的一种酶。
几乎占整个总产量的50,以上。
根据淀粉酶对淀粉的作用方式不同，淀粉酶可分为四种主要类型，即a-淀粉酶，β-淀粉酶，葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶。
此外，还有一些应用不是很广泛，生产量不大的淀粉酶，如环状糊精生成酶，及α-葡萄糖苷酶等。
表5—1 淀粉酶的分类常用名作用特性存在 E.C编号系统名称不规则地分解淀粉唾液，胰脏，麦芽，α-1，4葡聚糖- α-淀粉酶，液化霉菌，细菌 E.C. 4-葡聚糖水解酶酶，淀粉-1， 4-糖原类物质的α-13.2.1.1 糊精酶，内断型4糖苷键淀粉酶E.C. α-1，4葡聚糖- Β-淀粉酶，淀粉从非还原性末端甘薯，大豆，大3.2.1.2 4-麦芽糖水解酶 -1，4-麦芽糖苷以麦芽糖为单位麦，麦芽等高等酶，外断型淀粉顺次分解淀粉，植物以及细菌等酶糖原类物质的α微生物-1，4糖苷键E.C. α-1，4葡聚糖葡糖化型淀粉酶，从非还原性末端霉菌，细菌，酵3.2.1.3 萄糖水解酶糖化酶，葡萄糖以葡萄糖为单位母等淀粉酶，淀粉-1，顺次分解淀粉，4-葡萄糖苷酶，糖元类物质的α淀粉葡萄糖苷酶 -1，4糖苷键E.C. 支链淀粉6-葡聚异淀粉酶，淀粉分解支链淀粉，植物，酵母，细3.2.1.9 糖水解酶 -1，6-糊精酶，糖元类物质的α菌R-酶，茁酶多糖-1，6糖苷键酶，脱支酶淀粉酶的种类不同，对直链淀粉和支链淀粉的作用方式也不一样。
各种不同的淀粉酶对淀粉的作用有各自的专一性。
淀粉是自然界中分布极广的碳水化合物，它是由葡萄糖基相连接聚合而成的，根据连接方式不同一般可将其分为直链淀粉和支链淀粉两种。
直链淀粉的葡萄糖基几乎都是以α-1，4键相互连接成的直连，聚合度为100—6000个葡萄糖单位不等，最近研究认为直链淀粉分子中也有极少量的分枝结构存在。
α-淀粉酶的生产工艺-PPT课件
6、煮沸1min
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7、实验现象
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3
二、PH对酶活性的影响 ：取三支洁净试管编上号分别按下表中序 号1至7的要求操作。 有砖红色沉淀 无砖红色沉淀 无砖红色沉淀
The end 谢谢 本次课程到此结束
谢谢
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
工艺流程
保藏菌种 斜面活化 摇瓶种子 厚层通风
培养
发酵
种子罐扩 大培养
沉淀
粗制品
烘干
收集滤液
过滤 抽提
麸曲
离心 洗涤沉淀
风干
粉碎
精制品
实验步骤
1.培养基 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。分装于100mL锥形瓶中，每瓶50mL， 121℃灭菌20min。
2.接种与 产酶培
养
3.提取
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（麸皮、米糠、豆饼粉、火碱、水；ph=7左右，常压汽蒸一小时，冷却到 38～40℃）在厚层通风制曲箱内，通风保持37～42℃，培养48小时出曲风干 。
6. 固体发酵的培养时间较长，其产量及产能常低 于液体发酵。
7. 萃取的产物常因黏度高不易大量浓缩。 而对于 发酵罐深层培养具有生产周期短、产量高、效益 大等优点故选用层发酵法生产α-淀粉酶。
探究影响淀粉酶活性条件
淀粉酶ppt课件
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二、淀粉酶分类
3、β- 淀粉酶 定义：又称为麦芽糖苷酶,是一种外切酶。他作
用于淀粉时从淀粉链的非还原端开始, 作用于 α- 1, 4- 糖苷键,, 由于作用于底物时发生沃尔 登转位反应, 使生成的麦芽糖由 α- 型转为 β型, 故称 β- 淀粉酶。
分布：β- 淀粉酶广泛存在于大多数高等植物中, （大麦、小麦、甘薯和大豆等）。哺乳动物中不 存在β- 淀粉酶。微生物 β- 淀粉酶直到 1974 年才被发现, 从此研究微生物来源的 β- 淀粉酶 开始活跃起来。
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二、淀粉酶分类
3、β- 淀粉酶
应用：在食品工业中作为糖化剂用于麦芽糖浆、
啤酒、面包等制造，在医药工业上用于制造麦芽 糖化酶，还可与α-淀粉酶作为消化剂。
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二、淀粉酶分类
4、α- 淀粉酶
定义：α- 淀粉酶 ，所产生的还原糖在光学结构 上是α- 型的, 所以叫做 α- 淀粉酶。以随机作 用方式切断淀粉、糖原、寡聚或多聚糖分子内的 葡萄糖苷键, 产生麦芽糖、低聚糖和 α- 1, 4 葡萄糖等,。
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二、淀粉酶分类
1、脱支酶
定义：又叫异淀粉酶, 其系统命名为支链淀粉 α1, 6- 葡聚糖水解酶, 只对支链淀粉、糖原等分 支点有专一性。
发展史：该酶最早由日本丸尾等于 1940 年在酵母细胞
提取液中发现。以后又相继在高等植物及其他微生物中发 现这种类型的酶。 应用
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精制：麸曲用1％食盐水浸泡3h（用量3 ~ 4倍），然后过 滤，调滤液pH至 5.5～6.0，然后加入冷至10℃的酒精使最 终浓度为70％沉淀酶，沉淀经离心，无水酒精洗涤脱水后， 25℃下烘干粉碎，加入填充料等即为精制酶制剂。
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医学PPT
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水解直链淀粉，首先将淀粉降解为 寡糖、麦芽三糖和麦芽糖，然后将寡 糖、麦芽三糖进一步降解为麦芽糖和 葡萄糖。
水解支链淀粉，由于不能水解α1.6糖苷键，产物除麦芽糖、少量葡 萄糖外，还有带α-1.6键的小分子极
限糊精。
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1.3 α-淀粉酶的工业生产
目前工业大规模生产和应用的α-淀 粉酶主要来自枯草杆菌、地衣芽孢杆 菌、和米曲霉。
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1.α-淀粉酶
(EC3.2.1.1系统名：α-1.4 葡聚糖-4-葡 聚糖水解酶)
α-淀粉酶是一种内切酶，它随机地从分子 内部切开α-1.4糖苷键(水解中间的α-1.4 键比分子末端的α-1.4键概率大)，遇到分 支点的α-1.6键不能切，但能跨越分支点 而切开内部的α-1.4糖苷键，由于产物的 还原性末端葡萄糖残基上的C1碳原子呈α-
霉菌产α-淀粉酶最适温度为50℃。
拟内孢霉所产α-淀粉酶最不稳定，40℃即 会失活。
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（四）水解极限
➢水解极限：当水解液中还原性不再增 加时的水解率，称为该酶的水解极限。
➢各种酶的水解极限随产酶菌种不同有 一定差异。
➢水解不同来源的淀粉（支链、直链淀 粉含量不同）水解极限也不同。
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构型(光学)，故称这种酶为α-淀粉酶。
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1.1 α-淀粉酶的基本性质
❖ 需要钙离 ❖ pH范围 ❖ 温度范围 ❖ 水解极限 ❖ 分子量及其氨基酸组成
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（一）需要钙离子
大多数α-淀
粉酶需要钙离子，
钙离子可使α-淀
粉酶保持一定的空
间构象，并可增宽
其pH范围。NaCL与
钙离子同时存在，
（三）从大豆蛋 白质废水中提 取β-淀粉酶
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70-72h，培养至长出大量菌丝及黄绿 色孢子。
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种曲培养（曲盒） 培养基与种子瓶相同，接种量0.5-
1.0％，料层厚1cm，培养3天。
厚层通风培养 麦麸谷壳培养基接种量0.5％，34-
36℃，28h。
产品
培养好的麸曲直接烘干即为工业级
粗酶，水浸醇沉后粉碎加糖可作为助
消化药物。
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a)枯草杆菌BF-7658α-淀粉酶；
b)高温α-淀粉酶；
c)米曲霉固体培养法生产α-淀粉酶.
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米曲霉固体培养法生产α-淀粉酶
图工 艺 流 程
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斜面培养 米曲汁或麦芽汁斜面培养基，
32-34℃，70-72h，此时几乎菌丝全 部布满斜面，即成熟，接入种子瓶。
种子瓶培养（三角瓶） 麦麸玉米粉培养基，32-34℃，
（三）β-淀粉酶为外切酶 （四）作用淀粉时还原性增加，但粘度不易下降，糊
化缓慢 （五）β-淀粉酶较α-淀粉酶分子量大 （六）水解作用：
1、直链淀粉：可以完全水解成麦芽糖 2、支链淀粉：麦芽糖和大分子β-极限糊精
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2.3 植物β-淀粉酶的提取
（一）麦麸提取 β-淀粉酶
（二）从甘薯淀 粉废液中提取 β-淀粉酶
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（五）分子量及其氨基酸组成
α-淀粉酶的分子量约为50000 左右，但不同来源的酶其分子量和 氨基酸组成也有所不同，共同点是 含硫氨基酸（如蛋氨酸、胱氨酸） 较少，而二羰酸氨基酸（如天冬氨 酸、谷氨酸）含量较高。
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1.2 α-淀粉酶的水解反应
淀粉在α-淀粉酶的作用下很快 被切割成分子较小的糊精、低聚糖、 麦芽糖、葡萄糖等，引起粘度下降， 对碘呈色反应为篮－紫－红－无色， 又叫液化酶。
可显著提高α-淀
粉酶的稳定性。
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（二）pH范围
一般α-淀粉酶的稳定pH范围为 pH5-10，最适pH范围为pH5-6。另有 少量菌种pH范围比较特殊。
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（三）温度范围
各种的热稳定性和最适温度也有一定差异。
地衣芽孢杆菌产α-淀粉酶热稳定性最好， 最适温度可0℃。
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2.β-淀粉酶
(EC3.2.1.2系统名：α-1.4葡聚糖麦芽糖 水解酶)
β-淀粉酶又称外切型淀粉酶，它是从淀粉 的非还原性末端以麦芽糖为单位顺次分解 α-1.4糖苷键，同时使切下的麦芽糖还原 性末端的葡萄糖残基构型转变成β型，故 称为β-淀粉酶。β-淀粉酶不能水解α1.6糖苷键，也不能跨越α-1.6糖苷键，水 解作用在α-1.6键前2-3个葡萄糖残基处停
生化111 09
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淀粉是什么？
淀粉是由许多葡萄糖分子以α-1， 4或α-1，6糖苷键连接而成的大分 子物质。淀粉有直链淀粉和支链淀 粉之分。
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淀粉酶是什么？
淀粉酶属于水解酶类，是催化淀 粉、糖原、糊精中糖苷水解的一类酶 的统称。
根据水解淀粉的方式不同，主要 的淀粉酶有α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡 萄糖淀粉酶、脱支酶、环糊精葡萄糖 转移酶等。
止。
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2.1 β-淀粉酶的来源
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。
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2.2 β-淀粉酶的性质
（一）最适pH：植物来源：pH5-6； 细菌来源：pH6-7。
（二）作用位点：淀粉的非还原末端α-1．4糖苷键