淀粉酶类的生产
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。
淀粉酶的生产与应用

淀粉酶的生产与应用一、本文概述淀粉酶是一类重要的酶类,它在生物体内起着至关重要的作用。
淀粉酶的主要功能是催化淀粉和糖原等多糖类物质的水解,生成糖类物质,供生物体利用。
由于其独特的生物催化性质,淀粉酶在工业生产、农业、食品工业、医药等领域有着广泛的应用。
本文将对淀粉酶的生产方法、性质、应用及其发展趋势进行全面的介绍和探讨。
我们将对淀粉酶的生产方法进行详细阐述。
淀粉酶的生产主要包括微生物发酵法、植物提取法和化学合成法等方法。
其中,微生物发酵法是目前工业上最常用的生产方法,具有产量高、成本低、操作简便等优点。
我们将详细介绍各种生产方法的原理、操作过程以及优缺点。
我们将对淀粉酶的性质进行深入研究。
淀粉酶的性质包括其催化特性、稳定性、动力学特性等。
这些性质直接决定了淀粉酶在各个领域的应用效果。
我们将对这些性质进行系统的研究和探讨,以期找到提高淀粉酶应用效果的有效途径。
再次,我们将对淀粉酶的应用领域进行全面的介绍。
淀粉酶在工业生产、农业、食品工业、医药等领域有着广泛的应用。
例如,在工业生产中,淀粉酶可用于生产酒精、味精、柠檬酸等产品;在农业中,淀粉酶可用于提高农作物的产量和品质;在食品工业中,淀粉酶可用于改善食品的口感和营养价值;在医药领域,淀粉酶可用于生产某些药物和生物制品。
我们将详细介绍淀粉酶在各领域的应用原理、应用效果以及应用前景。
我们将对淀粉酶的发展趋势进行展望。
随着生物技术的不断发展和进步,淀粉酶的生产方法和应用领域也将不断拓宽和深化。
例如,通过基因工程技术对淀粉酶进行改造和优化,可以提高其催化效率和稳定性;通过开发新型淀粉酶制剂,可以拓宽其在各个领域的应用范围。
我们将对淀粉酶的发展趋势进行预测和分析,以期为其未来的研究和应用提供参考和借鉴。
本文将对淀粉酶的生产方法、性质、应用及其发展趋势进行全面的介绍和探讨。
通过深入了解和研究淀粉酶的相关知识,我们可以更好地利用这一重要的生物催化剂,推动相关产业的发展和进步。
酶在淀粉类食品生产中的应用知识

酶在淀粉类食品生产中的应用知识引言淀粉是一种重要的能量来源,广泛应用于食品和工业生产中。
然而,淀粉在自然环境下很难被分解和消化。
为了提高淀粉的可利用性和生产效率,酶在淀粉类食品生产中被广泛应用。
本文将介绍酶在淀粉类食品生产中的应用知识。
酶的作用机制酶是一种特殊的蛋白质,可以在生物体内催化化学反应的进行。
在淀粉类食品生产中,主要应用的酶是淀粉酶和糖化酶。
淀粉酶淀粉酶是一类能够水解淀粉为可溶性糖类的酶。
它能够将淀粉分子水解为较小的糖分子,如麦芽糖、葡萄糖等。
淀粉酶的作用机制包括两个主要反应:糊化和糖化。
1.糊化:淀粉酶通过加热作用将淀粉颗粒打破,使其形成胶状糊状物。
这种糊化过程可以使淀粉分子更易于被酶水解。
2.糖化:在糊化的基础上,淀粉酶催化淀粉分子断裂成糖分子。
这些糖分子可以被我们的消化系统吸收和利用。
糖化酶糖化酶是一种能够将复杂糖分子水解为单糖的酶。
它主要作用于淀粉酶无法水解的糖类物质,使其变得更易于消化和吸收。
酶在淀粉类食品生产中的应用酶在淀粉类食品生产中起着重要的作用,以下是几个常见的应用领域。
面粉加工面粉是淀粉类食品的重要原料之一。
在面粉加工过程中,淀粉酶常用于面粉的酵素改良。
面粉中淀粉的成分和性质直接影响到其加工和用途。
淀粉酶可以改善面粉的流动性、黏性和弹性等性质,使面粉更适合制作各种面包和糕点。
面团发酵在面团发酵过程中,淀粉酶通过糖化作用分解淀粉,产生可溶性糖类,为面团中的酵母菌提供能量和营养物质。
这样可以促进面团的发酵过程,使面包和面点的品质更好。
同时,糖化酶也可以用于提高面团中糖分的含量,增加产品的甜度和口感。
淀粉糖化淀粉糖化是指将淀粉水解为可溶性糖类的过程。
这是一项非常重要的工艺,在淀粉类食品和饮料的生产中广泛应用。
通过酶的作用,淀粉水解为可溶性糖类,用于制作各种甜品、饮料和调味品。
淀粉糖化可以提高产品的甜度和口感,延长产品的保质期,同时还可以降低产品的粘度和浓度。
淀粉糊化淀粉糊化是指将淀粉颗粒打破,形成胶状物的过程。
α-淀粉酶的生产工艺流程

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淀粉酶 原料

淀粉酶是一类能够水解淀粉为糖类的酶,常用于食品加工、酿造和生物技术等领域。
淀粉酶的原料主要包括以下几种:
1.淀粉:淀粉是淀粉酶反应的底物,通常从植物中提取得到。
常见的淀粉源包括玉米、小
麦、马铃薯等。
2.发酵产物:某些淀粉酶可以通过微生物发酵产生。
这些淀粉酶的原料可以是含有淀粉的
废弃物或副产品,如谷物糟粕、纤维素废弃物等。
3.培养基成分:对于通过微生物发酵生产淀粉酶的方法,培养基中需要添加适当的碳源、
氮源和微量元素等。
常见的培养基成分包括葡萄糖、蛋白质源(如酵母提取物)、氨盐等。
4.微生物菌株:淀粉酶的生产通常使用具有高产酶能力的微生物菌株。
这些菌株可以是细
菌、真菌或酵母等。
常见的微生物菌株包括枯草杆菌、曲霉、酵母菌等。
以上是常见的淀粉酶原料,不同的淀粉酶制备方法和应用领域会有所差异。
选择合适的原料和生产工艺对于获得高效、纯度较高的淀粉酶产品至关重要。
a-淀粉酶的生产工艺

a-淀粉酶的生产工艺
淀粉酶是一类能够水解淀粉并将其转化为糖类的酶。
它广泛用于食品、饲料、纸浆、
发酵等行业中。
1. 酶菌的选育和培养
淀粉酶可由多种细菌、真菌和原生动物合成,其中最常用的是泌秀菌和枯草芽孢杆菌。
选用高产菌株和适合生产的菌株进行发酵,产生高效淀粉酶。
2. 发酵工艺
发酵工艺是淀粉酶生产的关键步骤。
其主要过程是菌种培养、接种、发酵、分离等。
泌秀菌的发酵条件为温度35℃-42℃,pH为6.0-7.0,培养液中含有可溶性淀粉、氮源、
矿物质以及适量的辅助物质,如表面活性剂等。
枯草芽孢杆菌的发酵条件为温度37℃-55℃,pH为6.5-7.5,培养液中含有可溶性淀粉、氮源和矿物质等。
3. 酶液的提取和纯化
对发酵液进行酶液的提取和纯化,可以采用离心、过滤、超滤、稳态层析等方法。
离
心可将大颗粒杂质和沉淀物去除。
过滤和超滤可去除小颗粒杂质和未溶解物质。
稳态层析
能够去除其他蛋白质等酶外蛋白。
为增强淀粉酶的稳定性,可以将其进行稳定化处理。
稳定化的方法包括添加保护剂、
离子交换、交联、酯化等。
保存时,应避免酶液暴露在空气中、光照下或高温中。
一般情
况下,淀粉酶的保存温度应低于0℃。
总之,淀粉酶的生产工艺涵盖了选育和培养酶菌、发酵、酶液的提取和纯化、稳定化
和保存等多个环节。
只有采取稳定的生产工艺和高效的酶菌,才能获得高质量的淀粉酶产品。
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。
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。
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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E.C编号系统名称常用名作用特性存在E.C.3.2.1.1 α-1,4葡聚糖-4-葡聚糖水解酶α-淀粉酶,液化酶,淀粉-1,4-糊精酶,内断型淀粉酶不规则地分解淀粉糖原类物质的α-14糖苷键唾液,胰脏,麦芽,霉菌,细菌E.C.3.2.1.2α-1,4葡聚糖-4-麦芽糖水解酶Β-淀粉酶,淀粉-1,4-麦芽糖苷酶,外断型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,麦芽等高等植物以及细菌等微生物E.C.3.2.1.3α-1,4葡聚糖葡萄糖水解酶糖化型淀粉酶,糖化酶,葡萄糖淀粉酶,淀粉-1,4-葡萄糖苷酶,淀粉葡萄糖苷酶从非还原性末端以葡萄糖为单位顺次分解淀粉,糖元类物质的α-1,4糖苷键霉菌,细菌,酵母等E.C.3.2.1.9支链淀粉6-葡聚糖水解酶异淀粉酶,淀粉-1,6-糊精酶,R-酶,茁酶多糖酶,脱支酶分解支链淀粉,糖元类物质的α-1,6糖苷键植物,酵母,细菌淀粉酶的种类不同,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。
支链淀粉则较复杂,除有较多的α-1,4键连接外,还在分子内有α-1,6键连接成树枝状,聚合度也比直链淀粉高。
表5—2 常见淀粉中直链与支链淀粉含量淀粉品种直链淀粉/%支链淀粉/%玉米27 73马铃薯23 77甘薯20 80木薯17 83大米17 83糯玉米0 100糯高粱0 100糯米0 1005.1α-淀粉酶的生产α-淀粉酶作用于淀粉时,可以随机的方式从分子内部切开α-1,4葡萄糖苷键而生成糊精和还原糖。
其水解位于中间的α-1,4键的概率比水解位于分子末端的概率大,不能水解支链淀粉的α-1,6键,也不能水街紧靠1,6分支点的-α-1,4键,不能水解麦芽糖,但可以水解含有3个或3个以上α-1,4糖苷键的低聚糖。
由于水解产物的还原性末端葡萄糖残基C1碳原子为α构型,故称α-淀粉酶。
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,典型的与芽孢杆菌和米曲霉。
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大规模地生产α-淀粉酶,如我国的枯草杆菌BF—7658.5.1.1α-淀粉酶的性质几种微生物α-淀粉酶的性质见表5—3表5—3 各种α-淀粉酶的性质作用机制酶来源———————————耐热性/℃pH稳定性适宜Ca2+的保护作用淀粉分解限度/%主要水解产物(15min)(30℃,24h pH枯草杆菌糊精,麦芽糖(液化型)35 (30%)葡萄糖6%65~80 4.8~10.6 5.4~6.0 +枯草杆菌(糖化型)70 葡萄糖(41%)麦芽糖(58%)麦芽三糖,糊精55~70 4.0~9.0 4.8~5.2 —枯草杆菌(耐热型)35 糊精,麦芽糖,葡萄糖75~90 5.0 +米曲霉48 麦芽糖(50%)55~70 4.7~9.5 4.9~5.2 +黑曲霉48 麦芽糖(50%)55~70 4.7~9.5 4.9~5.2 +黑曲霉(耐酸性)麦芽糖(50%)55~70 1.8~6.5 4.0 +根霉48 麦芽糖(50%50~60 5.4~7.0 3.6 ————————————————————————————————————————1.pH对酶活性的影响一般α-淀粉酶在pH5.5~8稳定,pH4以下易失活,酶活性的最适pH5~6,即在此pH条件下酶的催化反应速度最快,另外酶的催化活性和酶的稳定性是有区别的,前者指酶催化反应速度的快慢,活性高反应速度快,反之则反应速度慢,而后者表示酶具有催化活性而不失活。
酶最稳定的pH不一定是酶活性的最适pH,反之,酶活性的最适pH不一定使酶最稳定。
在霉菌中,黑曲菌α-淀粉酶耐酸性强,黑曲霉NRRL330α-淀粉酶的最适pH为 4.0,在pH2.5,40℃处理30min尚不失活,然而在pH7.0时,55℃处理15min,几乎没有损失,而在pH2.5处理则完全失活。
枯草杆菌α-淀粉酶作用的最适pH为5~7.嗜碱细菌中存在着最适pH为4.0~11.0的α-淀粉酶。
嗜碱性芽孢杆菌NRRLB3881α-淀粉酶的最适pH9.2~10.5,嗜碱性假单胞杆菌α-淀粉酶的最适pH为10.。
各种不同的酶的最适pH可以通过实验测定,由于最适pH受底物种类。
浓度,缓冲液成分,温度和时间等因素的影响,测定时必须控制一定的条件,条件可以改变可能会影响最适pH。
2.温度对酶活性的影响温度对酶活性有很大的影响。
纯化的α-淀粉酶在50℃以上容易失活,但是有大量Ca2+存在下,酶的热稳定性增加。
芽孢杆菌的α-淀粉酶耐热性增加。
芽孢杆菌的α-淀粉酶耐热性较强。
枯草杆菌α-淀粉酶在65℃稳定。
嗜热脂肪芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌的α-淀粉酶的热稳定性更强,前者经85℃处理20min,尚残存酶活70%,后者在Ca2+存在下,90℃时的半衰期长达90min。
有点嗜热芽孢杆菌的α-淀粉酶在110℃仍能液化淀粉。
地衣芽孢杆菌的α-淀粉酶其热稳定性不依赖Ca2+,可在EDTA存在下测定酶活,以区别于非耐热性α-淀粉酶。
霉菌α-淀粉的耐热性较低,黑曲霉耐酸性α-淀粉酶的耐热性比其非耐热性α-淀粉酶为高,在pH4,55℃加热24h也不失活。
然而拟内孢霉α-淀粉酶在40℃以下也很不稳定。
α-淀粉酶在各种酶中是耐热性较好的酶,其耐热程度一般是按动物α-淀粉酶,麦芽α-淀粉酶,丝状菌α-淀粉酶,细菌α-淀粉酶的顺序而增强。
曾对各种α-淀粉酶粗制剂的水溶液进行加热处理,每分钟升高1.5℃,直至80℃,发现各种酶的残留活性是:真菌来源的为1%,谷物来源的为25%,细菌来源的为92%。
α淀粉酶的耐热性还受底物的影响,在高浓度的淀粉浆中,最适温度为70℃的枯草杆菌α-淀粉酶,在85—90℃时的活性最高。
3.钙与α-淀粉酶活性的关系α-淀粉酶是单成分酶,大多数α-淀粉酶活性需要钙离子,钙离子对酶的稳定性起重要作用。
Ca2+使酶分子保持适当的构象,从而维持其最大的活性与稳定性。
钙和酶的结合牢度依次是:霉菌>细菌>哺乳动物>植物。
Ca2+对麦芽α-淀粉酶的保护作用最明显。
枯草杆菌糖化型α-淀粉酶(BSA)同Ca2+的结合比液化型(BLA)更为紧密。
向BSA中添加Ca2+对酶活性几乎不发生影响,单用EDTA处理也不能引起失活,只有在低pH(pH3.0)下用EDTA处理才能去除Ca2+,但若添加与EDTA当量的Ca2+,并将pH恢复至中性,则仍然可恢复它的活性。
除Ca2+外,其他二价碱土金属Sr2+,Ba2+,Mg2+等也有使无Ca2+的α-淀粉酶恢复活性的能力。
枯草杆菌液化型α-淀粉酶(BLA)的耐热性因Ma+,C1-和底物淀粉的存在而提高,NaC1与Ca2+共存时对提高α-淀粉酶的耐热性的作用尤为显著。
添加Ca2+有助于增加酶的热稳定性,但实际上淀粉中所含微量Ca2+已足够酶的充分活化所需。
5.1.3α-淀粉酶对底物的水解作用1.α-淀粉酶的水解方式电费是由葡萄糖单位组成的大分子。
它与水在催化剂的作用下生成较小的糊精,低聚糖,直至最小构成单位——葡萄糖,这个过程称为淀粉的水解。
淀粉的水解可用酸或淀粉酶作为催化剂。
酶水解具有较强的专一性,不同的酶作用于不同的键,如α-淀粉酶从淀粉分子内部随机切割α-1,4键,但不能水解α-1,6键,α-1,3键,甚至不能水解紧靠分支点的α-1,4键。
同时,酶催化反应具有条件温和,设备简单,副反应极少等优点。
而酸水解没有专一性,同时可以水解α-1,4键,α-1,6键及α-1,3键等。
另外,淀粉通过水解反应的葡萄糖,受酸和热的作用,一部分又发生复合反应和水解反应,影响葡萄糖的产率,增加糖化液精致的苦难。
α-淀粉酶对于直链淀粉的作用第一步是将直链淀粉任意的迅速降解成小分子糊精,麦芽糖和麦芽三糖,第二部缓慢地将第一步生成的低聚糖水解为葡萄糖和麦芽糖。
由于α-淀粉酶不能切开支链淀粉分支点的α-1,6键,也不能切开α-1,6键附近的α-1,4键,但能越过分支点而切开内部的α-1,4键,因此水解产物中出了含有葡萄糖,麦芽糖意外,还残留一系列具有α-1,6键的极限糊精,和含4个或者更多葡萄糖残基的带α-1,6键的低聚糖。
表5-5是枯草杆菌α-淀粉的水解产物分布,表中数据位不同聚合度的低聚糖占总糖分的百分率,不同来源的α-淀粉酶,水解产物存在差别。
表5-5 枯草杆菌α-淀粉酶的水解淀粉产物分布单位:%直链淀粉支链淀粉水解产物——————————————————————————————60min 180min 60min 180minG1 2.3 5.3 1.4 3.3G2 10.1 12.3 5.5 8.3G3 12.8 22.0 8.2 10.8G4 6.0 10.5 0.9 2.5G5 10.2 14.8 4.9 6.7G6 20.6 30.1 14.0 26.8G7 14.7 5.1 9.8 9.2高分子物质23.3 0 55.3 32.4注:G1,G2…..表示葡萄糖聚合度。
2.α-淀粉酶的水解极限当α-淀粉酶作用于淀粉时,随着反应的进行,溶液黏度逐渐下降而还原力逐渐增加。
由于底物浓度减少,产物浓度增加,酶可能部分失活,最后导致反应速度降低,直至还原力不在增加,此时的水解率称为“水解极限”。
不同来源的α-淀粉酶,水解极限各部相同,一般α-淀粉酶水解率为40%~50%,但黑曲霉ATCC15475的水解率可达95%~100%,拟内孢霉α-淀粉酶水解率可达90%,其产物均是葡萄糖。
枯草杆菌糖化型α淀粉酶作用于可溶性淀粉时,水解率达70%以上,而淀粉液化芽孢杆菌所产液化型α-淀粉酶的水解率只有30%。
假定直链淀粉被彻底水解,即水解极限为100%,则成成13份葡萄糖及87份麦芽糖,而当具有4%分支的支链淀粉被彻底水解。
则生成73份麦芽糖,19份葡萄糖和8份异麦芽糖。
5.1.4α-淀粉酶的工业生产1.菌种工业上大规模生产和应用的α-淀粉酶主要来自细菌和曲霉。