α-淀粉酶的研究及应用[文献综述]
淀粉酶的研究进展[文献综述]
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毕业论文文献综述生物工程淀粉酶的研究进展1. 淀粉酶简介淀粉酶是催化淀粉、糖原转化成葡萄糖、麦芽糖及其它低聚糖的一类酶的总称,广泛应用于淀粉工业、食品工业、医药、纺织、洗涤剂、青贮饲料、微生态制剂以及酿酒等行业[1]。
淀粉酶是最早用于工业化生产的酶,迄今为止仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一[2]。
不同种类的淀粉酶水解淀粉会生成不同的产物。
常见的淀粉酶可以分为以下几种:α-淀粉酶(EC3.2.l.1),也叫液化酶;β-淀粉酶(EC3.2.1.2);葡萄糖淀粉酶(EC3,2.1.3),也叫γ -淀粉酶,简称糖化酶(缩写GA或G):异淀粉酶(EC3.2.1.68)等[3]。
α-淀粉酶能随机地作用于淀粉的非还原端,生成麦芽糖、麦芽三糖、糊精等还原糖,所得产物的还原性末端葡萄糖单位碳原子为α构型,同时该酶能使淀粉浆的粘度下降;β-淀粉酶是从淀粉的非还原性末端切下一分子的麦芽糖,其产物还原性末端葡萄糖单位碳原子为β构型;葡萄糖淀粉酶是从底物非还原末端依次水解α-l,4糖苷键和分支的α-1,6-糖苷键,生成葡萄糖。
异淀粉酶是只水解糖原或支链淀粉分支点的α-1,6糖苷键,切下侧枝链[5]。
对淀粉酶的分类和作用机制研究较多,可按来源、产物的旋光度、作用机制等进行分类。
但近年随着酶学性质的研究的发展,对酶的作用机制、方式等研究不断取得新成果,分类学问题出现许多难点。
我国在食品方面研究和应用的微生物酶估计有30多种[6],其中淀粉酶有α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、异淀粉酶、普鲁兰酶、环糊精生成酶等。
2. 淀粉酶的生产2.1 淀粉酶的来源淀粉酶的来源很广泛,可以来自于植物、动物以及微生物。
大部分的淀粉酶存在于微生物中,微生物中主要的两种淀粉酶为α-淀粉酶及葡糖淀粉酶,此外,主要存在于植物中的β-淀粉酶也存在于少量微生物中。
α-淀粉酶可以从几种细菌、真菌和酵母中分离获得。
但是,由于细菌淀粉酶具有几个比较优良的特性,因此,细菌淀粉酶用的比较多,特别是淀粉液化芽孢杆菌已用于工业化生产[5]。
α淀粉酶

6制药和临床化学分析
已有报道,基于α一淀粉酶的液体稳定试剂已应用于全自动生化分析仪(CibaComingExpress)临床化学系统。
二α—淀粉酶的研究现状
1国内α一淀粉酶研究现状
1965年,我国开始应用淀粉芽孢杆菌BF一7658生产一淀粉酶,当时只有无锡酶制剂厂独家生产。1967年杭州怡糖厂实现了应用α一淀粉酶生产饴糖的新工艺,可以节约麦芽7%~10%,提高出糖率10%左右。1964年我国开始了酶法水解淀粉生产葡萄糖工艺的研究。l979年9月通过了酶法注射葡萄糖新工艺的鉴定,并先后在华北制药厂、河北东风制药厂、郑州嵩山制药厂等单位得到应用,取得了良好的经济效益。
2淀粉的液化作用和糖化作用
α一淀粉酶的主要市场是淀粉水解的产物,如葡萄糖和果糖。淀粉被转化为高果糖玉米糖浆(HFCS)。由于他们的高甜度,被用于饮料工业中软饮料的甜味剂。这个液化过程就用到在高温下热稳定性好的α一淀粉酶。α一淀粉酶在淀粉液化上的应用工艺已经相当成熟,而且有很多相关报道。
3纤维脱浆
由于α一淀粉酶是具有重要应用价值的工业酶,周内外很多课题组对它进行了研究。国内有代表性的研究单位有:四川大学,主要研究α一淀粉酶的生产菌株及其培养条件;江南大学,主要研究α一淀粉酶的结构以及应用性能,如耐热性、耐酸性;西北大学,主要研究α一淀粉酶的变性机理以及环境对α一淀粉酶的影响;华南理工大学,主要研究α一淀粉酶的固定化和动力性质;还有华中农业大学,中国科学院沈阳应用生态研究所,天津科技大学,南开大学生命科学学院,中国农业科学院,中国科学院微生物研究所等多家研究机构对多种α一淀粉酶生产菌的一淀粉酶基因进行了克隆以及表达研究。国外有代表性的研究单位有:加拿大的UniversityofBritishColumbia,他们对人胰腺的一淀粉酶结构和作用机理进行了深入的研究;丹麦的Carlsberg实验室主要研究大麦α一淀粉酶结构域与结合位点;美国的WesternRegionalResearchCenter主要研究大麦的α一淀粉酶与抗菌素的作用以及大麦α一淀粉酶的活性位点。
α-淀粉酶的应用及研究进展

α-淀粉酶的应用及研究进展作者:冯健飞来源:《现代农业科技》2010年第17期摘要介绍了α-淀粉酶的工业应用,包括面包焙烤工业、淀粉液化与糖化、纤维脱浆、造纸工业、除垢剂制造、制药与临床化学分析等,并概括了了α-淀粉酶国内外应用与研究进展,以期为α-淀粉酶的进一步研究提供参考。
关键词α-淀粉酶;工业应用;研究进展中图分类号 Q556.2 文献标识码A文章编号 1007-5739(2010)17-0354-02α-淀粉酶分布十分广泛,遍及微生物至高等植物。
其国际酶学分类编号为EC.3.2.1.1,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A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。
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,它占了整个酶制剂市场份额的25%左右。
目前,工业生产上都以微生物发酵法大规模生产α-淀粉酶[1-4]。
1α-淀粉酶的工业应用1.1面包焙烤工业作为保鲜剂酶应用在焙烤工业中生产各种高品质的产品已经有几百年的历史。
最近几十年,麦芽α-淀粉酶和微生物α-淀粉酶被广泛用于焙烤工业。
这些酶用于面包工业,使这些产品体积更大,颜色更好,颗粒更柔软。
至今,焙烤工业中的α-淀粉酶一直是从大麦麦芽和细菌、真菌叶提取的。
现代化连续焙烤过程中,在面粉中添加α-淀粉酶不仅可以增加发酵率、降低生面团黏度(改进产品的体积和质地),增加生面团中糖的含量,改良面包的口感、外皮颜色和焙烤质量,还可以延长焙烤食品的保鲜时间。
在储存过程中,面包颗粒变得干燥、坚硬、表皮不再清脆,导致面包的口感变差。
这些变化统称为变质。
每年仅仅由于面包变质而造成的损失超过1亿美元。
各种传统的添加剂被用于防止食品变质,以改善焙烤食品的质地和口味。
最近,人们开始关注酶作为防腐剂、保鲜剂在生面团改良方面的作用,如支链淀粉酶和α-淀粉酶配合可以有效的用于防腐。
α-淀粉酶的制备及应用

工艺流程
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。分装与100ml锥形瓶中,每 瓶50ml,121℃灭菌20min。
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。
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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。
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
α-淀粉酶研究

• 淀粉的液化和糖化作用 工业生产中往往与β-淀粉酶和普鲁兰酶
等脱枝酶配合使用,用以生产超高麦芽糖浆,其麦芽糖含量超过70利用α-淀粉酶,它能有选择性的去除淀粉浆而不伤害 纱线纤维,还能随机的使淀粉降解为易溶于水的糊精,因而容易被洗 掉。
• 造纸中改变粘度 淀粉酶在造纸工业中的用途主要是改良纸张涂层
国内α-淀粉酶应用价值
• 1965年,我国开始应用淀粉芽孢杆菌BF-7658生产α-淀粉 酶,当时只有无锡酶制剂厂独家生产。1967年杭州怡糖厂 实现了应用α-淀粉酶生产饴糖的新工艺,可以节约麦芽 7%~10%,提高出糖率10%左右。1964年我国开始了酶法 水解淀粉生产葡萄糖工艺的研究。l979年9月通过了酶法 注射葡萄糖新工艺的鉴定,并先后在华北制药厂、河北东 风制药厂、郑州嵩山制药厂等单位得到应用,取得了良好 的经济效益。与传统的酸法相比,可以提高收率10%,降低 成本15%以上。另外,我国以酶法进行柠檬酸生产、谷氨 酸发酵、糖化制啤酒、酒精发酵、黄酒酿造、酱油制造、 醋生产等方面也已经研究成功并投入生产。 • 由于我国淀粉资源丰富,淀粉酶应用范围广泛,淀粉酶工 业发展也必将促进我国其他工业的迅速发展。
α -淀粉酶及其应用探讨
学生姓名:高 裕 指导老师:张道雷
论文背景及意义
• α-淀粉酶是具有重要应用价值的工业酶,国内外很多研究机 构对它进行了研究。 • 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,它占 了整个酶制剂市场份额的25%左右。 • α-淀粉酶在各行业中的广泛应用(面包焙烤工业,作为保 鲜剂、 用于淀粉的液化和糖化作用、淀粉脱浆、造纸中 改变粘度、除垢剂中的使用、医药行业中用于制备消化助 剂,将会使医疗效果更为有效)。
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。
淀粉酶的应用及研究进展

淀粉酶的应用及研究进展淀粉酶是一种能够分解淀粉类物质的酶,在多个领域具有广泛的应用。
随着科技的不断进步,淀粉酶的研究和应用也在不断深入。
本文将详细介绍淀粉酶的应用领域和研究进展,以期为相关领域的研究提供参考。
淀粉酶是一种水解酶,能够将淀粉分解成相对较小的分子,如葡萄糖、麦芽糖等。
根据酶的来源不同,可以分为α-淀粉酶和β-淀粉酶。
其中,α-淀粉酶广泛存在于高等植物和微生物中,而β-淀粉酶则主要存在于高等植物和某些微生物中。
淀粉酶在自然界中分布广泛,扮演着重要的角色,尤其是在食品、生物制药和环境治理等领域具有广泛应用。
食品领域在食品领域中,淀粉酶主要用于制作糖浆、葡萄糖等淀粉类食品。
通过使用不同种类的淀粉酶,可以控制糖类的生成量和生成速度,从而获得所需的食品品质。
淀粉酶还可以用于改善食品的口感和外观,如用α-淀粉酶处理小麦粉可以使其变得更加松软。
在生物制药领域中,淀粉酶主要用于药物的制备和生产。
例如,β-淀粉酶可以用于制备免疫抑制剂、抗炎药等药品的有效成分。
淀粉酶还可以用于生物柴油的生产,提高生物柴油的产率和质量。
随着生物技术的不断发展,淀粉酶在生物制药领域的应用前景将更加广阔。
在环境治理领域中,淀粉酶主要用于水处理和农业废弃物的处理。
β-淀粉酶可以用于降解农业生产中的纤维素类废弃物,将其转化为可利用的糖类,从而实现农业废弃物的资源化利用。
淀粉酶还可以用于水处理中的污泥减量,提高污水处理效率。
新一代淀粉酶的研发随着科技的不断进步,新一代淀粉酶的研发工作正在不断深入。
目前,新型淀粉酶的研究主要集中在提高酶的稳定性、降低成本以及优化生产工艺等方面。
例如,通过基因工程手段,可以培育出具有更强水解能力和稳定性的淀粉酶。
利用合成生物学方法,还可以构建出更加高效的淀粉酶生产系统,为淀粉酶的应用提供更加可持续的解决方案。
除了新型淀粉酶的研发外,淀粉酶基因改造也是当前研究的热点之一。
通过基因改造手段,可以改变淀粉酶的活性、热稳定性等关键性质,从而优化其在不同领域的应用效果。
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】。
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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/磷酸盐分离纯化α-淀粉酶,增加PEG浓度有助于酶富集上相。
同样用PEG/磷酸盐双水相体系从发酵液中直接萃取分离低温α-淀粉酶,分配系数及回收率分别为4. 8和87%[4]。
PVP(聚乙烯吡咯烷酮)和硫酸铵对酶活力具有保护作用,利用PVP/硫酸铵液-固萃取体系分离提取耐高温α-淀粉酶,酶活力回收率高,体系成相时间短,操作时不需双水相体系所用的分液漏斗和离心操作,用倾液法即可实现相分离,因此,与双水相体系相比,液-固萃取体系具有更大的优越性[5]。
1.2 α-淀粉酶活力测定方法的研究测定α-淀粉酶活力的方法已不少于200种,其共同之处是,被测样品与某种多糖底物溶液保温反应后测之,很难标准化。
碘-淀粉比色法测定α-淀粉酶活力的优点是,操作简便,试剂便宜,比色精确、敏感。
因此,成为受推荐的淀粉酶活力测定方法。
盛勤芳[6]提出要提高糖化型淀粉酶活力测定的准确性须注意酶反应时间的选择和酶的控制。
严控制测定时间十分重要,为了保证10min内(初速度时间范围内)50℃,底物(淀粉液)必须预保温5-10min。
为了能得到准确的测定结果,在实验设计中,对空白与样品滴定值之差(B-A)一般控制在1.0-2.6ml;若(B-A)小于1.0ml,表明酶浓度过小;若(B-A)大于2.6ml,表明酶浓度偏高。
(B-A)这个值可以通过调整酶的稀释倍数,使之控制在1.0-2.6ml范围内。
1.3耐高温α-淀粉酶的研究大多数淀粉酶生产的研究是以25-37℃[7,8]的温度范围的中温菌开展的。
但是为了节约生产成本,α-淀粉酶最好在高温糊化(100-110℃)和液化(80-90℃)过程中保持活性,因此有必要寻找耐更高温度的耐高温α-淀粉酶。
生产耐高温α-淀粉酶的菌种有地衣芽孢杆菌、枯草杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、凝聚芽孢杆菌、酸热芽孢杆菌以及普通高温放线菌等。
解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和嗜热脂肪芽孢杆菌是最常用在温度37-60℃[9]生产淀粉酶的芽孢杆菌。
海洋红嗜热盐菌,作为一种海洋嗜热菌产生α-淀粉酶最高耐热温度为61℃[10]。
用随机整合法在地衣芽孢杆菌中表达了耐高温α-淀粉酶基因,筛选出的阳性菌中α-淀粉酶基因表达水平比供体菌提高了20倍[11]。
对超嗜热菌强烈火球菌的α-淀粉酶PFA基因序列进行密码子优化在巴斯德毕赤酵母中高效表达,得到α-淀粉酶活力最高为220 U/L[12]。
1.4耐酸性α-淀粉酶的研究目前,国内外市场中常用的淀粉酶为中温、高温以及碱性α-淀粉酶,在酸性条件下,其酶活性降低很明显,甚至失去活性。
随着我国淀粉质原料深加工工业的发展,工艺条件的不断改变,一些淀粉原料深加工工艺需要在较低的pH值条件下进行。
所以,开发新型耐酸性α-淀粉酶迫在眉睫。
自1963年日本学者首次发现耐酸性α-淀粉酶以来,能产生耐酸性α-淀粉酶的微生物大多为芽孢杆菌和曲霉。
从酒曲中选育得到的嗜酸性的黑曲霉产酶菌株Tx-78,通过液体发酵,酒精沉淀以及二次离子交换层析得到最适pH为4. 0,最适反应温度为70℃,具有良好的耐酸性和热稳定性的耐酸性α-淀粉酶制剂[13]。
蔡恒等[14]把α-淀粉酶的基因改造后,克隆到穿梭质粒pBE2中,构建了含突变α-淀粉酶基因的分泌型诱导表达载体pBSAT,含有pBSA T的菌株可将突变α-淀粉酶分泌到胞外,分泌的α-淀粉酶具有较高的耐酸性。
2 淀粉酶的应用2.1 在食品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。
目前,焙烤工业使用的α-淀粉酶主要来自大麦麦芽、真菌和细菌。
1955年,美国批准真菌α-淀粉酶作为面包添加剂。
1963年,英国证实了它们的安全性[15]。
现在,α-淀粉酶已经在全世界范围内使用。
2.2 在造纸工业中的应用淀粉酶在造纸工业中的用途主要是改良纸张涂层淀粉,由于造纸施胶过程中要保持淀粉乳的粘度,压扎机也要根据所造纸的级别来调整施胶的粘度,而且天然淀粉的粘度较高需经处理降低其粘度后才能用于表明施胶,因此需要用α-淀粉酶间歇式或连续降解淀粉来调整淀粉乳的粘度。
2.3 在清洁剂生产中的应用酶是现代高效清洁剂的成分之一。
酶在清洁剂中最大的功能就是使清洁剂更温和无害。
早期的自动洗碗机的清洁剂非常粗糙,容易在进食时对人体造成伤害,而且对陶瓷、木质餐具也会造成损害。
而将酶制剂用于清洁剂以后,可以在较低的清洗温度下就到达很好的清洗效果。
1975年,α-淀粉酶开始用于洗衣粉中。
现在,几乎90%以上的液体清洁剂中都含有α-淀粉酶[16]。
2.4在医药行业中的应用从最早的J. Takamine博士第一个使用米曲霉进行α-淀粉酶工业生产,这一淀粉酶被称之为塔卡淀粉酶作为一种助消化剂开始,淀粉酶在医药行业的应用主要是作为助消化剂[17]。
黑曲霉α-淀粉酶因具有耐酸性,适用于制造助消化的药物,开发适合于胃酸性环境(pH2. 0左右)的耐酸性α-淀粉酶,用于制备消化助剂,将会使医疗效果更为有效[18]。
另外分析血链球菌群中的细菌与α-唾液淀粉酶的结合能力,可有效鉴定不同血链球菌群中各菌株。
研究唾液α-淀粉酶与致龋血链球菌粘附的关系,为龋病的病因学研究和预防提供了理论依据[19]。
3 结论综上所述,α-淀粉酶是使用最广泛的酶之一。
除食品和淀粉行业对它们的需求不断增加,同时它们也用在诸如纸张纸浆、清洁剂和医药等其他行业。
由于应用领域的扩大,对特异性的淀粉酶的需求越来越多。
许多研究者对其进行了深入的研究,现研究重点放在了发展微生物α-淀粉酶的耐热性和耐酸碱性上,这将扩展其使用的范围,提高使用效率。
无论如何,随着科技的发展、研究的深入,淀粉酶将会得到更加广泛的应用。
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