糖化酶和葡萄糖氧化酶
生物化学 下册 葡萄糖氧化酶
生物化学下册葡萄糖氧化酶一、概述葡萄糖氧化酶是一种重要的酶类蛋白，参与了糖代谢途径中葡萄糖的氧化过程。
它在细胞内起着至关重要的作用，对维持细胞内的能量平衡和新陈代谢有着举足轻重的影响。
本文将围绕着葡萄糖氧化酶的结构、功能、代谢途径以及临床应用等方面展开介绍。
二、葡萄糖氧化酶的结构葡萄糖氧化酶是一种单亚基蛋白酶，其分子量约为約170kD，由四个相同的亚基组成。
每个亚基中含有一个腺苷酸结合位点和一个金属结合位点。
腺苷酸结合位点与葡萄糖结合位点相互作用，金属结合位点则与辅因子结合，起到催化反应的作用。
三、葡萄糖氧化酶的功能1. 氧化葡萄糖葡萄糖氧化酶可催化葡萄糖的氧化过程，将葡萄糖分解为丙酮酸、乳酸或乙醛等产物，释放能量，供细胞进行生命活动。
2. 调节新陈代谢葡萄糖氧化酶参与了糖代谢途径中的糖酵解和糖异生过程，调节了糖类物质的代谢平衡，对维持细胞内的能量供给和代谢平衡起着重要的作用。
四、葡萄糖氧化酶在代谢途径中的作用葡萄糖氧化酶主要参与了糖代谢途径中的糖酵解和糖异生过程。
在糖酵解过程中，葡萄糖氧化酶催化葡萄糖分解为丙酮酸和乳酸，产生ATP，为细胞提供能量。
而在糖异生过程中，葡萄糖氧化酶则参与了葡萄糖的合成，调节了葡萄糖的合成与分解平衡。
五、葡萄糖氧化酶的临床应用1. 临床诊断葡萄糖氧化酶的活性可以反映出病人的代谢情况，因此可以作为临床诊断的一个重要指标，对于糖尿病、肝病和其他一些代谢性疾病的诊断有一定的参考价值。
2. 药物研发葡萄糖氧化酶作为糖代谢途径中的关键酶类蛋白，在药物研发领域中具有重要的应用前景。
通过调节葡萄糖氧化酶的活性，可以有效地治疗一些糖代谢异常相关的疾病。
六、结论葡萄糖氧化酶作为糖代谢途径中的关键酶类蛋白，在细胞代谢和能量供给中起着不可替代的作用。
其结构与功能的研究对于深入了解细胞的代谢机制，促进新药研发以及疾病的诊断与治疗具有重要的理论和实践意义。
希望未来能有更多的研究在葡萄糖氧化酶领域取得突破，为人类健康做出更大的贡献。
两种曲霉糖化性质的比较
两种曲酶糖化性质的比较研究在国内传统的制酒行业中，由于黑曲霉含有丰富的酶系如液化酶、糖化酶、纤维素酶和蛋白酶等，自70年代大多都由米曲霉改为黑曲霉作糖化用菌种。
但在日本迄今仍在采用米曲霉做糖化菌，说明其中必有原因。
鉴于此，本实验以黑曲霉和米曲霉为研究对象，研究比较它们的液化酶和糖化酶（葡萄糖淀粉酶）生产性质。
黑曲霉是一种常见的真菌, 属于半知菌类曲霉属。
黑曲霉对营养要求较低, 只要培养基中含有碳源、氮源及磷、钾、镁、硫等元素即能生长良好。
黑曲霉可以产生许多种酶, 现已成为工业应用常见的菌种之一。
根据bigelis1989年的统计, 25种主要商品酶制剂中就有15种来源于黑曲霉仁, 。
它们分别是α-淀粉酶、过氧化氢酶、纤维素酶、葡萄糖酶、糖化酶、葡萄糖氧化酶、半纤维素酶、橙皮昔酶、脂肪酶、果胶酶、蛋白酶、单宁酶。
美国准许使用的食品工业用酶生产菌种只有黑曲霉、酵母、枯草杆菌等约20种, 其中以黑曲霉所产酶类最多。
我国酶制剂工业生产用菌种中, 黑曲霉占了17种中3种, 即黑曲霉变异株和,它们分别用于糖化酶、果胶酶和酸性蛋白酶的生产[1]。
黑曲霉酶类在工业上具有重要的作用, 例如, 柠檬酸等有机酸的发酵生产、食品及饮料加工以及用于轻化工业、纺织工业、饲料加工和废物的处理等等。
总之, 黑曲霉生产的酶制剂具有用量大、应用范围广、安全性好的特点, 已愈来愈受到人们的重视。
米曲霉的菌丝由多细胞组成，是一类产复合酶的菌株，除产蛋白酶外，还可产淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、植酸酶等。
在淀粉酶的作用下，将原料中的直链、支链淀粉降解为糊精及各种低分子糖类，如麦芽糖、葡萄糖等；在蛋白酶的作用下，将不易消化的大分子蛋白质降解为蛋白胨、多肽及各种氨基酸，而且可以使辅料中粗纤维、植酸等难吸收的物质降解，提高营养价值、保健功效和消化率，广泛应用于食品、饲料、生产曲酸、酿酒等发酵工业。
1 材料与方法1．1材料菌种：黑曲霉UV-48；米曲霉-41．2培养基种子培养基（土豆汁培养基；察式培养基）；发酵培养基（麸皮培养基；液体深层发酵液）1．3试剂1．33%可溶性淀粉；碘液；0.01MNacl-HAC缓冲液；6NHCL；DNS试剂；葡萄糖标准溶液1．4实验仪器电热恒温水槽（上海精宏实验设备有限公司，DK-8D）；721型分光光度计（上海欣茂仪器有限公司，2C409035）；立式压力蒸汽灭菌器(上海申安医疗器械厂，LDZX-75KB)；恒温培养箱(上海实验仪器厂有限公司，DHP060)；气浴恒温摇床（太仓市实验设备厂，TCYQ）。
糖化酶
我国糖化酶的研究概况糖化酶是世界上生产量最大应用范围最广的酶类，介绍了糖化酶的结构组成、特性、生产、提取、活力检测以及提高酶活力的研究。
主要的内容包括：一、糖化酶的简介糖化酶是应用历史悠久的酶类，1 500年前，我国已用糖化曲酿酒。
本世纪2O年代，法国人卡尔美脱才在越南研究我国小曲，并用于酒精生产。
50年代投入工业化生产后，到现在除酒精行业，糖化酶已广泛应用于酿酒、葡萄糖、果葡糖浆、抗菌素、乳酸、有机酸、味精、棉纺厂等各方面，是世界上生产量最大应用范围最广的酶类。
糖化酶是葡萄糖淀粉酶的简称(缩写GA或G)。
它是由一系列微生物分泌的，具有外切酶活性的胞外酶。
其主要作用是从淀粉、糊精、糖原等碳链上的非还原性末端依次水解a一1，4糖苷键，切下一个个葡萄糖单元，并像B一淀粉酶一样，使水解下来的葡萄糖发生构型变化，形成B—D一葡萄糖。
对于支链淀粉，当遇到分支点时，它也可以水解a一1，6糖苷键，由此将支链淀粉全部水解成葡萄糖。
糖化酶也能微弱水解a一1，3连接的碳链，但水解a一1．4糖苷键的速度最快，它一般都能将淀粉百分之百地水解生成葡萄糖。
二、糖化酶的结构组成及分类糖化酶在微生物中的分布很广，在工业中应用的糖化酶主要是从黑曲霉、米曲霉、根霉等丝状真菌和酵母中获得，从细菌中也分离到热稳定的糖化酶，人的唾液、动物的胰腺中也含有糖化酶。
不同来源的淀粉糖化酶其结构和功能有一定的差异，对生淀粉的水解作用的活力也不同，真菌产生的葡萄糖淀粉酶对生淀粉具有较好的分解作用。
糖化酶是一种含有甘露糖、葡萄糖、半乳糖和糖醛酸的糖蛋白，分子量在60 000 到1 000 000间，通常碳水化合物占4％ 18％。
但糖化酵母产生的糖化酶碳水化合物高达80％，这些碳水化合物主要是半乳糖、葡萄糖、葡萄糖胺和甘露糖。
三、糖化酶的特性1、糖化酶的热稳定性在糖化酶的热稳定性机理及筛选热稳定性糖化酶菌株上。
工业上应用的糖化酶都是利用它的热稳定性。
一般真菌产生的糖化酶热稳定性比酵母高，细菌产生的糖化酶耐高温性能优于真菌。
葡萄糖氧化酶的功效
葡萄糖氧化酶的功效
葡萄糖氧化酶（glucose oxidase）是一种酶类，通常源自黄曲霉菌（Aspergillus niger）。
其主要功效如下：
1. 葡萄糖监测与诊断：葡萄糖氧化酶可以将葡萄糖氧化成葡萄糖酸，并同时生成过氧化氢。
这个反应通过葡萄糖检测仪器可以测量过氧化氢的产生量，从而间接检测出葡萄糖浓度。
这种反应常用于血糖检测仪器，适用于糖尿病患者的血糖监测。
2. 食品防腐：葡萄糖氧化酶可以将食物中的葡萄糖转化为葡萄糖酸，并生成过氧化氢。
过氧化氢具有一定的抑制微生物生长的能力，因此葡萄糖氧化酶可以被用作食品防腐剂，在某些食品中可以延长其保质期。
3. 面包蛋糕发酵：葡萄糖氧化酶被广泛应用于面包和蛋糕等糕点制作过程中。
它能够将面团中的葡萄糖氧化成葡萄糖酸并生成过氧化氢，通过产生的气泡使面团膨胀发酵，增加面包的松软度和口感。
总的来说，葡萄糖氧化酶在生物学、医药、食品加工等领域具有广泛的应用前景。
十种常见的酶制剂
十种常见的酶制剂（1）纤维素酶纤维素酶，是由多种水解酶组成的一个复杂酶系，自然界中很多真菌都能分泌纤维素酶。
习惯上，将纤维素酶分成三类：C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。
C1酶是对纤维素最初起作用的酶，破坏纤维素链的结晶结构。
Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1，4-糖苷键的纤维素酶。
β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。
自1906年Seilliere在蜗牛的消化液中发现纤维素酶至今已有一百余年了,随着在工业上的广泛应用,特别是在纺织工业、能源工业上的应用,纤维素酶已成为最近十几年酶工程研究的一个焦点。
近年来有关纤维素酶的基础研究,包括酶的氨基酸序列、基因的克隆与表达、酶蛋白的空间结构与功能,以及酶蛋白的基因调控等诸多方面都取得显著进展。
到目前为止,登记在Swiss2Protein数据库的纤维素酶的氨基酸序列有649条,基因序列有433条。
我国对纤维素酶的研究始于上世纪50年代,迄今已有50多年的历史。
在纤维素酶的菌种开发、发酵培养、基因的克隆与表达,以及纤维素酶在纺织、能源等方面的应用都取得较大进展. 进入21世纪,利用纤维素酶转化纤维素物质产生葡萄糖进而发酵获得生物乙醇,可以避免对粮食作物的大量损耗,引起了各国政府和研究机构的重视,这其中的关键是纤维素酶的成本问题。
由于纤维素酶发酵活力较低,因此其应用成本也较高。
同时纤维素酶相比其他糖苷水解酶类,比活力至少要低1～2个数量级,如滤纸酶的比活力为1IU/mg左右,CMC的比活力约为10IU/mg[7],从而造成酶的作用效率较低。
这是两个限制纤维素酶应用的瓶颈问题,也是纤维素酶研究的热点与难点。
目前通过传统的菌种诱变和基因工程技术可以较大幅度地提高目的蛋白的表达量,从而提高酶的发酵水平.还可以通过改善发酵条件和工艺,如采用固体发酵来大幅度降低发酵成本。
但是提高酶降解天然纤维素的效率则需要,深入研究纤维素酶的结构与功能以及作用方式,进而对其进行有效改造;或者通过筛选新的产酶菌种,发现具有开发潜力的新酶源.（2）脂肪酶脂肪酶即三酰基甘油酰基水解酶，它催化天然底物油脂水解，生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯。
面粉中常用的酶制剂的作用机理及应用方法
（3）真菌α-淀粉酶作用淀粉产生的糊精，又对改良面包外皮色泽已有良好的效果。
3、细菌α-淀粉酶
细菌α-淀粉酶一般是耐热的枯草杆菌α-淀粉酶在作用机理上与真菌α-淀粉酶有一定的差别。同样以可溶性淀粉作底物时，真菌α-淀粉酶的水解终产物主要是麦芽糖和麦芽三糖；而细菌α-淀粉酶的终产物主要是短链糊精。两者的性质差异也很大。其最适pH值为5.0最适温度为80℃～90℃。
因此，优良的面包制造，必须添加适量的α-淀粉酶。
在面包生产中添加α-淀粉酶，使面包变得柔软，增强伸展性和保持气体的能力，容积增大，出炉后制成触感较好的面包，此外，由于α-淀粉酶作用淀粉所生成的糊精，对改良面包外皮色泽已有较好的效果。
2、真菌α-淀粉酶
真菌α-淀粉酶简称FAA,来源于米曲霉，作为传统酶制造，是第一个应用于面包制作的微生物酶，它取代了麦芽是由于麦芽中的淀粉酶含量不稳定，而且含有蛋白水解酶，真菌α-淀粉酶具有更稳定的活性而不含蛋白质酶活性，所以此酶应用十分广泛。
由于其较高的耐热性，在烘培是仍有酶活性，从而产生过多的可溶性糊精，结果使得最终制品发粘而不是和在面包中大量使用。但与真菌α-淀粉酶相比，它能产生很好的抗老化效果。而对面包的弹性和口感都优于真菌α-淀粉酶，因而小规模的使用及如何解决其耐高温而造成最终产品发粘的问题是十分重要的。
α-淀粉酶具有仿腐抗老的能力，其机理是此酶将淀粉分解生成地分子量糊精火地分子量的分支淀粉，能干涉支链淀粉的重结晶。产生的糊精会干涉面包中膨胀淀粉粒与蛋白质网络结构的相互作用，而且支链淀粉和支链淀粉中裂开的键有助于支链淀粉-脂肪复合物的形成。
面筋蛋白由麦谷蛋白和麦醇蛋白组成，面筋蛋白中的半胱氨酸是面筋的空间结构和面团形成的关键。蛋白质分子间的作用取决于二硫键－S－S－的数目和大小。二硫键可在分子内形成（麦醇蛋白），也可以在分子间形成（麦谷蛋白）
测定糖化酶活性的方法
对照组
I2 NaIO
完全歧化反应， 无葡萄糖
NaIO3 I2
实验组
I2
NaIO
NaIO另一部分 歧化反应 生成NaIO3
NaIO一部分与 葡萄糖反应
I2
试剂与器材
1.糖化酶试剂；
2.微量滴定管、滴定台、试剂瓶、试管、三角瓶、 pH计、电子天平；
3.试剂
2%可溶性淀粉溶液；pH4.6、0.1mol/L的醋 酸缓冲液； 0.1mol/L碘液；0.1mol/L氢氧化钠 溶液； 2mol/L硫酸溶液； 0.1N硫代硫酸钠溶 液；0.5%淀粉指示剂。
式中:
B——空白滴定消耗的硫代硫酸钠毫升（ml）数；
A——酶液滴定消耗的硫代硫酸钠毫升（ml）数（取3次滴定的平 均值）；
N——硫代硫酸钠的当量浓度。
180.1——葡萄糖的摩尔质量。
8/5——表示从8ml酶反应体系取出5ml反应液。
2——所加酶液为0.5ml，按定义为1ml。
60/10——表示酶反应时间为10min，按定义为1h。
（2）在上述条件下， 1ml酶液每分钟催化2% 淀粉溶液水解生成1μmol葡萄糖的酶量定义 为1个酶活力单位（U）：
酶活力单位（U/ml）=（B－A）×10-3 ×（N/2）× （8/5）×106×2 ×（1/10）
式中符号与前式相同，
其中：
10-3—— ml换算成L。
106—— μmol换算成mol。
4.以0.5%可溶性淀粉为指示剂（4-5滴即可）， 用0.1N硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色消失为终 点。记录0.1N硫代硫酸钠消耗的毫升数：酶 液样品（A）、空白对照（B）；
计算
(1)在上述条件下，1ml酶液每小时催化2%淀粉溶液生 成1mg葡萄糖的酶量定义为1个酶活力单位：
酶制剂作为面粉改良剂的作用及发展趋势
摘要：本文综述了当前用于面粉品质改良剂中多种酶制剂的作用机理、应用效果和应用优势,并讨论了应用于面粉改良中酶制剂的最新研究进展,展望了在面粉工业中酶制剂的应用前景和发展趋势。
关键词：酶制剂;面粉;应用;作用机理
酶制剂，（Zymin）是指从生物中提取的具有酶特性的一类物质，主要作用是催化食品加工过程中各种化学反应，改进食品加工方法。在我国传统饮食中，面粉是一日三餐中最大量的主食之一，同时也是现代食品工业中最主要的原辅料之一。随着人们生活水平的日益提高和食品工业的不断发展，人们对面粉及面制食品的品质也提出了更高的要求，因此不得不通过添加国际上通常使用的面粉改良剂来改善面粉的品质，生产出相应的专用粉。1995年第44届JECFA确认溴酸钾有致癌性和遗传毒性，不宜用作食品添加剂，许多国家都相继禁止使用。因此各国的科技工作者都在寻找、研制溴酸钾的替代品。食品行业和大众消费者迫切需要健康、天然、无公害的面粉改良剂，酶制剂则正好符合这一要求，酶制剂来自生物（动物、植物、微生物），是一类蛋白质，而且许多酶制剂是用现代生物技术制作，是一种纯天然的生物制品、绿色食品添加剂。在谷物加工和其它食品加工中被广泛应用，在面粉工业中的应用早已引起人们的重视，在各种专用粉的生产和改良中发挥着不可忽视的作用[2-6]。我国卫生部决定自2005年7月1日起，取消溴酸钾作为面粉处理剂在小麦粉中使用。因此采用新型酶制剂和其它安全、天然的成分，开发出以酶制剂为主体的新型高效的能替代溴酸钾的面粉品质改良剂成为我们面粉改良工作的重点方向之一。本文就常用于面粉品质改良的酶制剂分别作以论述，并对酶制剂在面粉品质改良中的应用发展趋势作以展望。
1.4脂肪酶[4, 7, 15, 22]
脂肪酶又叫脂酶、甘油酯水解酶,系统名为EC3.1.1.3,在烘焙工业中的应用也是最近几年才开始。脂肪酶作用于脂肪中的酯键,它能催化甘油三酯水解生成甘油二酯或甘油一酯或甘油。生产脂肪酶的微生物主要是有假丝酵母、黑曲霉、根霉、假单孢菌、葡萄球菌等。其最适pH6.0~9.0,温度30~40℃,能被钙离子和低浓度胆碱盐激活。其中应用于面粉工业的脂肪酶来源于微生物。脂肪酶可以添加于面包、馒头及面条的专用粉中。在面包专用粉中加入脂肪酶可以得到更好的面团调理功能,使面团发酵的稳定性增加,面包的体积增大,内部结构均匀,质地柔软,包心的颜色更白,且能提高面包的保鲜能力;而脂肪酶水解脂肪形成的单酰甘油能与淀粉结合形成复合物,从而延缓淀粉的老化,提高面包的保鲜能力,在面条专用粉中加入脂肪酶,可减少面团上出现斑点,提高咬劲,使面条在水煮中不粘连、不易断,表面光亮。在面粉中适量添加脂肪酶可明显增加面粉的抗拉伸阻力,延伸性增加,可以解决加入强筋剂后面粉的延伸度变得过小的不足。
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糖化酶和葡萄糖氧化酶
糖化酶和葡萄糖氧化酶是两种不同的酶。
糖化酶是一类酶，它能够将碳水化合物（如淀粉、蔗糖等）分解成糖分子。
糖化酶参与到糖的代谢过程中，帮助人体消化碳水化合物，并提供能量。
葡萄糖氧化酶是一种酶，它能够催化葡萄糖的氧化反应。
葡萄糖氧化酶参与到细胞内的能量产生过程中，将葡萄糖转化为能量，同时释放出二氧化碳和水。
尽管糖化酶和葡萄糖氧化酶属于不同的酶类，它们在碳水化合物代谢和能量产生中起到了重要的作用。
糖化酶帮助分解碳水化合物，提供糖分子作为能量来源，而葡萄糖氧化酶则将葡萄糖转化为能量，促进细胞功能。