食品工业淀粉酶
α-淀粉酶
α-淀粉酶在结构上的相似性使人们相信它们具有相似的 催化机制。McCarter、Davies均提出α-淀粉酶的催化过 程包括三步，共发生2次置换反应。第一步，底物某个 糖残基要先结合在酶活性部位的-1亚结合位点，该糖基 氧原子被充当质子供体的酸性氨基酸(如Glu)所质子化;第 二步，-1亚结合位点的另一亲核氨基酸(如Asp)对糖残基 的Cl碳原子进行亲核攻击，与底物形成共价中间物，同 C 时裂解Cl-OR键，置换出底物的糖基配基部分;第三步， 糖基配基离去之后，水分子被激活(可能正是被刚去质 子化的Glu所激活)，这个水分子再将Asp的亲核氧与糖残 基的C1之间的共价键Cl-Asp水解掉，置换出酶分子的Asp 残基，水解反应完成。在第二次置换反应中，如果进攻 基团不是水分子，而是一个带有游离羟基的糖(寡 糖)ROH，那么酶分子的Asp残基被置换出后，就发生了 糖基转移反应而非水解反应。
在米曲霉的Taka-淀粉酶A(TAA)中，在活性部 位发现有三个酸性氨基酸残基，Asp206， Glu230，Asp 297，定点突变研究发现它们 是催化所必需的氨基酸。研究发现TAA中这 三个催化所必需的氨基酸在其它的α-淀粉酶 以至于α-淀粉酶家族中也是共有的。
Tonozaka(1993)通过对不同来源的37个α-淀粉酶基因分支酶基因，异 淀粉酶基因等进行同源序列的比较，微生物与动物和植物产生的α-淀 粉酶的氨基酸序列之间的同源性不超过10%，但发现这些淀粉酶有 ABCD四个区域有高度的保守性，推测这些保守区域与其底物的结合 或催化中心有关。 尽管不同来源的α-淀粉酶在氨基酸序列上是不同的，但它们却共同拥 有相同的基本次级结构，如(β/α)8结构(亦称之为TIM－桶)——由8个螺 旋包围8个β-折叠组成的筒状结构。该结构被认为具有催化能力的结 构。 YJanec k，S.通过对α-淀粉酶家族研究发现大部分α-淀粉酶除了含有 八个(β/α)桶状结构的催化中心(domain A)外，还包括domains B、C和 D。其中domain B具有三个β折叠和三个α螺旋，长度和结构随来源的 不同而变化。Domain C区是催化区域后面的区域，主要由β折叠组成， 该区被认为有保护催化中心疏水氨基酸的稳定性的作用。 另外，有一些α-淀粉酶包含一个没有催化功能的淀粉结合位点(starchbinding domain)。 此外，几乎所有α-淀粉酶都是金属酶，每个酶分子至少含有一个钙离 子，钙离子使酶分子保持适当的构象，从而维持其最大的活性和稳定 性。
α-淀粉酶在工业上的应用
固体发酵的优点
• SSF也有许多优于SmF的优点，包括先进的生产 能力，更简单的技术，较低的资本投资，较低的 能量需求和较少的污水排量，更好的产品回收和 不产生泡沫，另外，据报道称其是对发展中国家 最适合的方法。
淀粉酶的纯化
• 酶的分离纯化一般包括三个基本步骤：即抽提、纯化、结 晶或制剂。
• 酶的提取:使用盐溶液、酸溶液、碱溶液、有机溶剂等 • 沉淀分离:盐析沉淀、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、复合
耐高温 α-淀粉酶
• 耐高温 α-淀粉酶适合于高温（105~110℃ ）下液化 淀粉, 不仅反应快,淀粉不易形成难溶性颗粒, 而且杂 质容易过滤清除, 液化淀粉一步即可完成,钙离子用量 少, 有利于糖化液精制。
• 耐高温α-淀粉酶在酒精生产的应用中，中温蒸煮、较 高温蒸煮用汽量减少30%左右， 糖化酶减少20-30u/g， 发酵质量在酒度、酸度、挥发酸、还原糖、总糖等方 面均好于高温蒸煮，甲醇含量低，原料出酒率， 淀粉 出酒率提高， 降低酒精成本。
其中耐热性淀粉酶在工业中已经大规模的使用耐高温淀粉酶耐高温淀粉酶适合亍高温105110下液化淀粉不仅反应快淀粉不易形成难溶性颗粒质容易过滤清除液化淀粉一步即可完成钙离子用量耐高温淀粉酶在酒精生产的应用中中温蒸煮较高温蒸煮用汽量减少30左右糖化酶减少2030ug収酵质量在酒度酸度挥収酸还原糖总糖等方面均好亍高温蒸煮甲醇含量低原料出酒率淀粉出酒率提高降低酒精成本
耐碱性α-淀粉酶
• 许多种微生物都能产生碱性 α-淀粉酶. 这些 α-淀粉酶的最 适反应 pH 分别在8 ~ 11的范围内, pH稳定范围也基本在 6.0~11的碱性环境中。
• 对于加酶洗涤剂, 不耐高pH值的酶种是其不能广泛应用的 限制性因素, 矛盾在于绝大多数洗涤剂配方为碱性条件下 洗涤效果好, 但此时酶活力损失大, 不能充分发挥酶助剂的 功能, 中性条件下酶活力虽然保持较高水平, 但洗涤效果差。
精选酶在淀粉类食品生产中的应用
➢3.2 蛋白酶
✓ 蛋白酶添加到面粉中，使面团中的蛋白质在一定程 度上降解成肽和氨基酸，导致面团中的蛋白质含量 下降，面团筋力减弱，满足了饼干、曲奇、比萨饼 等对弱面筋力面团的要求。
✓ 同时，蛋白质的降解更有利于人体对营养物质的吸 收。研究发现，还有一些蛋白酶，如“Milensyme” 真菌蛋白酶，在面包制作中能够水解面筋内部的某 些特定位置化学键，从而改善面团延伸性，提高面 包的对称性和均匀性，对面包的结构及风味均有改
➢ 异麦芽糖是淀粉经α-淀粉酶液化，β-淀粉酶糖化和α-葡萄 糖苷酶转苷反应而生成的包括含α-1,6键的异麦芽糖、潘糖、 异麦芽三糖等分枝低聚糖的糖浆。异麦芽糖在高温、微酸 性和酸性环境下稳定，可以添加于各种食品和饮料中。
➢ 异麦芽糖是难消化低聚糖，不被唾液、胰液所分解，但在 小肠可部分被分解和吸收。热值约为蔗糖和麦芽糖的 70%～80 %。对肠道直接刺激性较小。可明显增加肠道 中双歧杆菌、乳酸菌等有益菌，而拟杆菌、梭状杆菌等有 害菌受到抑制，便秘改善，粪便pH下降，有机酸增加， 腐败物减少，血脂改善，免疫力明显增强。
（2）果葡糖浆
➢ 果葡糖浆是用葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生 成果糖，而得到含有葡萄糖和果糖的混合糖浆。 若将异构化反应完成后，混合糖液经过脱色、精 制、浓缩等过程，得到固形物含量达71%左右的 果葡糖浆，其中，含果糖42%左右，含葡萄糖 52%左右，另有6%左右为低聚糖。
若将异构化后的混合糖液中的果糖与葡萄糖分离，再 将分离的葡萄糖进行异构化，如此反复进行，可使更 多的葡萄糖转化为果糖，由此可生产出果糖含量达 70%、90%甚至更高的果葡糖浆，称之为高果糖浆。 高果糖浆与蔗糖相比具有甜度高，不易结晶，易发酵 等特点，故倍受点心及冷饮加工业青睐。
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。
淀粉酶生产工艺
淀粉酶生产工艺淀粉酶作为一种重要的工业酶，广泛应用于食品、医药、饲料、糖化、纺织、皮革等领域。
下面将主要介绍淀粉酶的生产工艺。
淀粉酶的生产工艺通常分为两个步骤：种子培养和发酵生产。
1. 种子培养淀粉酶的种子一般由菌丝体制备而得，种子菌株的选取非常重要。
首先，从土壤、植物、食品中分离得到淀粉酶产生菌株，并经过传代培养筛选出优良菌株。
然后，选择合适的培养基进行菌株的预培养，以获得高活性和高产量的种子菌株。
培养基的选择要考虑到菌株的特性和经济性。
在种子培养过程中，通常采用摇瓶培养或容器培养的方式，控制好温度、pH值和氧气供应等条件，优化菌株的生长。
2. 发酵生产种子培养完成后，将种子菌株接种到大型发酵罐中进行发酵生产。
发酵过程需要控制好发酵温度、pH值、氧气供应和添加剂的投放等条件。
温度：淀粉酶的产生通常在30-50°C之间，具体温度要根据菌株的特性来确定。
温度过高或过低都会影响酶活性和产量。
pH值：淀粉酶一般在中性或微酸性环境下活性最高，一般在pH 5.0-7.0 的范围内进行发酵。
氧气供应：氧气供应对淀粉酶的产生有重要影响，因为淀粉酶属于需要氧气的好氧菌株。
因此，在发酵过程中需要控制好氧气的供应，提供充足的氧气以促进酶的产生。
添加剂：为了提高淀粉酶的产量和稳定性，常常会在发酵过程中添加一些助产剂或诱导剂，如优质动物蛋白、磷酸盐和氨基酸等。
这些添加剂能够提供菌株合成淀粉酶所需的营养物质，增加产酶能力。
发酵时间一般为24-72小时，根据菌株的生长速率和淀粉酶产量进行调整。
发酵过程中，可以通过监测酶活性和生物量的变化来掌握发酵的进程和产酶情况。
在发酵结束后，可通过离心、超滤等技术手段将淀粉酶提取和分离出来，经过加工和精制，最终得到纯净的淀粉酶产品。
综上所述，淀粉酶的生产工艺主要包括菌株的培养和发酵生产两个步骤。
通过控制好培养条件和发酵参数，能够提高淀粉酶的产量和质量，达到产业化生产的要求。
淀粉酶降解对玉米淀粉性质的影响研究
淀粉酶降解对玉米淀粉性质的影响研究玉米淀粉是一种重要的食品原料，广泛应用于食品工业中。
淀粉酶是一类可以降解淀粉的酶，通过将淀粉分解为糖类分子，对淀粉性质有一定的影响。
本文将探讨淀粉酶降解对玉米淀粉性质的影响以及相关的研究。
淀粉是由大量葡萄糖分子组成的多聚物，其分为两种形式：直链淀粉和支链淀粉。
直链淀粉由连续的葡萄糖单元组成，而支链淀粉在直链淀粉上连接有支链，通过这种支链的存在，使得淀粉分子的结构更加复杂。
这种支链结构决定了淀粉的水溶性和酶解性。
淀粉酶是在自然界中广泛存在的一类酶，可以降解淀粉为低聚糖和单糖。
在玉米淀粉中，主要存在两种淀粉酶：α-淀粉酶和β-淀粉酶。
α-淀粉酶主要作用于直链淀粉的内部连接点，通过断裂直链淀粉，生成α-1,4-葡萄糖苷键。
β-淀粉酶则专门作用于支链淀粉的连接点，通过断裂支链淀粉，生成α-1,6-葡萄糖苷键。
同时，还存在着淀粉磷酸酶和淀粉转化酶等其他淀粉酶。
淀粉酶降解对玉米淀粉的影响是多方面的。
首先，淀粉酶可以使玉米淀粉颗粒的结构发生改变。
经过淀粉酶的作用，淀粉颗粒的大小和形状会发生变化，使其更易受水分和热力的作用。
此外，淀粉酶也能够破坏淀粉颗粒的结晶形态，使得淀粉的结构更加松散，有利于后续的消化和吸收。
其次，淀粉酶降解会影响玉米淀粉的理化性质。
研究表明，淀粉酶可导致玉米淀粉的糊化特性发生变化。
一方面，淀粉酶可以降低淀粉的糊化温度和粘度，使得淀粉更易糊化。
另一方面，淀粉酶还可以提高淀粉的透明度和凝胶特性，使得淀粉在食品加工过程中呈现出更好的流动性和稳定性。
这些变化对于食品工业的加工和生产具有重要意义。
此外，淀粉酶降解还会影响玉米淀粉的消化和代谢。
淀粉酶通过降解淀粉，使得淀粉被分解为低聚糖和单糖，更易于被人体吸收和利用。
研究发现，经过淀粉酶处理的玉米淀粉在体内的降解速度更快，从而提高了食物对能量的利用效率。
这对于提高食物的营养价值和消化吸收效果有着一定的促进作用。
综上所述，淀粉酶降解对玉米淀粉的性质有着明显的影响。
淀粉酶在食品中的应用
淀粉酶在食品中的应用刘宝琴摘要:酶,是一种蛋白质,它是由生物活性细胞所产生的,它具有高效率的催化的作用,并且其专一性很强,并且性质温和,没有毒害、无味吧,不会对食品产生幂良的影响,从而[1]大量的应用到食品的焙烤加工中。
淀粉酶在生活中的应用很广泛。
淀粉糖的生产,甜味剂的生产都离不开淀粉酶。
本文主要介绍各种淀粉酶在食品工业中的应用。
关键词: α-淀粉酶食品工业β-淀粉酶一.定义及分类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。
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。
根据酶水解产物异构类型的不同可分为α-淀粉酶(EC3(2(1(1()与β-淀粉酶(EC3(2(1(2()。
α-淀粉酶广泛分布于动物(唾液、胰脏等)、植物(麦芽、山萮菜)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);β-淀粉酶广泛分布与α-淀粉酶的不同点在于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。
淀粉酶在食品工业中的应用
淀粉酶的用途是：用作果汁加工中的淀粉分解和提高过滤速度以及蔬菜加工、糖浆制造、葡萄糖等加工制造。
1、在纺织物中加入淀粉酶可以使衣物更加柔软，而且还不会损伤皮肤，适合做睡衣。
2、其次淀粉酶还可以应用在蔬菜加工的过程之中，可以使蔬菜保持新鲜亮度，在制造糖浆的过程中也可以起到良好的作用。
3、异淀粉酶还可以用于微生物的发酵，平时所蒸馒头用的酵母粉就是从中所得来，而且在果汁加工过程中也是可以提高大量的速度，工业化生产大大提高。
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，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。
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食品工业淀粉酶
1β-淀粉酶
β-淀粉酶（ec3.2.1.2）是糖化酶的一种。
该酶作用专一性底物时，可以使麦芽糖由
α-型变为β-型，发生沃尔登转位反应（waldeninversion），因此得名β-淀粉酶。
当
它作用于淀粉时，会产生麦芽糖和β-界限糊精。
其广泛存在于各种植物（甘薯、小麦、
玉米、大豆）和微生物中。
在制药方面，由于其可以制造麦芽糖，所以通常和α-淀粉酶
一起用作消化剂［14］。
β-淀粉酶在生产麦芽糖浆中的应用麦芽糖的生产只能依靠酶法
制备。
工业上经常利用耐高温α-淀粉酶的液化、β-淀粉酶糖化，再利用其他的酶进一步糖化，产生出90％以上的麦芽糖浆。
生产医用级和食品级麦芽糖需要将淀粉浆浓度调至10%~20%。
麦芽糖的吸收不依赖于胰岛素，所以糖尿病病人也可以摄取定量的麦芽糖。
年，徐忠等人用β-淀粉酶和普鲁兰酶作用成功制备了淀粉糖浆。
β-淀粉酶在啤酒生产中的应用在酿造工业中，β-淀粉酶是一种重要的糖化酶。
在啤酒生产中，其对啤酒的品质及品
种起着关键性作用。
将β-淀粉酶用于麦芽的糖化过程中，能够改善麦芽质量，提高得率。
β-淀粉酶用于啤酒生产时，可以提高糖化率，节约麦芽的用量，并且可以使生产成本降
低大约25万元，生产出来的啤酒品质良好，口味纯正。
另外，β-淀粉酶在制药业中也有
广泛地应用。
2葡萄糖淀粉酶
葡萄糖淀粉酶的系统名称为a-1，4葡聚糖葡萄糖苷水解酶，简称糖化酶，是一种单
链的酸性糖苷水解酶，具有外切酶活性。
它由淀粉或类似物分子的'非还原末端顺序切开
a-1，4糖苷键，生成β-葡萄糖。
另外，它还可以水解a-1，6糖苷键和a-1，3糖苷键。
糖化酶还用于生产果葡糖浆，后者被广泛应用于食品工业，另外，其还是一种很好的面包
面团改良剂。
糖化酶在工业生产中具有非常广泛的应用。
在酒类行业中，糖化酶制剂能够
代替自制的麸曲，简化生产工艺，提高生产效率。
在干啤酒酿造过程中，能提高麦汁中可
发酵性糖的含量。
在白酒和曲酒生产中以糖化酶代替酒曲，可以提高出酒率，减少食物的
消耗，同时提升了酒的品质。
3异淀粉酶
异淀粉酶是一种脱支酶，可以专一性地切开α-1，6糖苷键形成直链淀粉。
当单独使
用异淀粉酶使支链淀粉变为直链淀粉，具有凝结成块的特点。
利用它的这个特性，可以用
作食品薄膜，这种薄膜对氧和油脂剧透具有良好的隔绝性，很适合作为食品的保护层。
异
淀粉酶与糖化酶协同作用时可以提高糖化速度，如：异淀粉酶与β-淀粉酶复合使用可以
大大提高麦芽糖得率。
在酒精发酵中采用异淀粉酶，不仅可以使发酵率提高1%~3%，同时
还可以提高淀粉的利用率。
4结语
α-淀粉酶和β-淀粉酶可以分解淀粉分子中α-1，4糖苷键，但不能水解α-1，6糖苷键，导致淀粉不完全分解。
葡萄糖淀粉酶（糖化酶）不仅能够将α-1，4糖苷键水解，而且可以作用在α-1，6键，但是水解α-1，4键的速度比α-1，6键要快得多。
在工业生产中，如何提高淀粉转化成还原性糖的转化率一直是科研人员所关注的问题。
如果能在糖化时降低底物浓度，可以提高糖转化率，但是过低的底物浓度提高了浓缩成本，使得生产率降低。
所以在生产中，有很多关于采用几种复合酶来提高淀粉转化率的相关研究，多种研究表明，采用异淀粉酶与葡萄糖淀粉酶复合糖化，能够提高底物浓度，从而提高了淀粉的转化率。