异淀粉酶生产流程 G_PPT幻灯片
1.异淀粉酶的简介 2.生产工艺流程 3.异淀粉酶应用
异淀粉酶的简介
异淀粉酶在生化分类上属于淀粉水解酶类(EC3.2.1.68)。它
可以从寡聚糖的非还原末端水解切开仅α-1,6糖苷键,释放 出葡萄糖,可广泛应用于淀粉糖浆、啤酒和酒精等的生产。
近年来,以淀粉为原料利用酶技术开发出的低聚异麦芽糖因 其安全无毒、理化性质独特等优良性质而备受关注。
2.异淀粉酶的来 源在许多植物(如大米、蚕豆、马铃薯、麦
芽和甜玉米)中发现有异淀粉酶(R-酶)。 高等动物的肝和肌肉中亦有类似于异淀粉
酶的分解α-1,6糖苷键的酶存在 最初由日本学者从酵母细胞提取液中发现,
后续的研究者发现,有不少细菌和某些放 线菌均能产生异淀粉酶。但能满足工业化 生产的菌种还比较难得。
异淀粉酶可以单独使用,亦可与其它淀粉 酶配合使用,相辅相成收到良好的效果。
异淀粉酶应用
异淀粉酶用于啤酒外加酶法糖化 异淀粉酶与糖化酶联合作用提高糖化速度 异淀粉酶提高直链淀粉的得率 异淀粉酶与β-淀粉酶配合使用生产麦芽糖 异淀粉酶合成麦芽糖糖基环糊精
谢谢!
异淀粉酶在高浓度的葡萄糖环境中也能将游离葡萄糖残基通 过酶催化逆反应将葡萄糖苷转移到另一底物形成仅α-1,6糖 苷键,从而得到非发酵性的低聚糖。
以淀粉为原料,经过仅α-淀粉酶、β-淀粉酶和异淀粉酶(或 α-葡萄糖苷酶)的协同作用,可生产低聚异麦芽糖或糖醇, 其转化率一般为55%~60%。流程
异淀粉酶应用
由于异淀粉酶能够专一性分解支链淀粉分 支点中的α-1,6-糖苷键,最初有通过其 作用来研究淀粉、糖原及其它有关化合物 细微分子结构。
近年来,异淀粉酶已作为淀粉脱支酶类中 的一个新酶种,应用于以淀粉为原料的食 品等工业部门,极大提高了淀粉质材料的 利用率和生产率。
实验 土壤中产淀粉酶菌株的筛选ppt课件
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背景知识
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实验1 土壤中产淀粉酶菌株的筛选(1)
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实验目的
掌握菌种分离与筛选的方法 从土壤中筛选出能够合成分泌淀粉酶的微生物
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实验原理
自然界微生物种类繁多,有些微生物能够以淀 粉作为碳源进行生长繁殖,这是因为它们能够 合成分泌淀粉酶。
当能合成淀粉酶的微生物在含有淀粉的固体培 养基中生长时,会将淀粉酶分泌到菌体周围, 使菌落周围的淀粉水解成为小分子量的糊精、 聚糖和单糖。这些水解产物不能与碘作用,从 而在菌体周围形成透明圈。
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分离
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实验步骤
5.各组做好标记,置于30 ℃恒温培养48 h (倒置培养??)
6. 产淀粉酶菌株的鉴定(下次课)
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6. 产淀粉酶菌株的鉴定
瓶皿上(点植法:用接 种环在固体培养基表面接触几点),同时用签字笔 按对应顺序对各单菌落进行标号。
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实验步骤
1. 筛选培养基的配制(已完成) 可溶性淀粉2 g,NaCl 5 g,牛肉膏5 g,蛋白胨
10 g,琼脂20 g,水1000 mL。
2. 倒平板(每组6个,每个平板10mL左右)
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实验步骤
3. 土样的采集
各实验室分别取三种不同环境的土样并记录当 时取样环境情况(1-2、3-4、5-6每两小组在同 一个地方进行取样),通常取离地面5~15cm 处的土壤。
菌落被挑起而不致破碎 菌落颜色多样,菌落正反面颜色常不一致 带有泥腥味
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酶的生产工艺ppt课件
取发酵原料,以缓冲溶液浸提后,离心获得粗酶粉。
浓缩酶制备工艺流程为:发酵液→絮凝→离心→活性炭脱色→纸板过滤→
超滤浓缩。
(1)絮凝
取刚下罐的发酵液100mL,加人质量分数为0.1%的絮凝剂
NaAl02 ,室温 搅拌10min,然后倒人100mL量筒中观察沉降情况,并
记录清液出现时间为分层时间,每隔 5min测定清液高度,至120min
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二、脂肪酶
• 三酰基甘油基水解酶,可水解三酰甘油 酯为甘油和脂肪酸
• 广泛存在于动植物和微生物内 • 微生物脂肪酶的种类很多,广泛存在于
细菌,酵母和霉菌
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三、蛋白酶
蛋白酶是指催化蛋白质 肽 键断裂的一 类酶,将蛋白质降解为蛋白 胨 、多 肽 及游离氨 基 酸,广泛存在于动植物以 及微生物细胞内,按其作用形式可分 为肽链内切酶、肽链外切酶。 在蛋白 酶的生产应用中按其作用条件分为酸 性蛋白酶(如凝乳酶)和中性蛋白酶。 工 业最大用途洗涤剂,为碱性蛋白酶。
2)盐析 热处理后可以直接加中性盐盐析 ,也可以将发酵液经压滤除去菌体和培养 基残渣后再盐析。
3)干燥 滤饼一般先经烘房干燥,再用气 流干燥而得成品。
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精制工艺
生产食品级产品需要进行提取和精制处 理。提取的精制设备是板框压滤机和超 滤器。使用板框压滤机除去发酵液中的 菌体和杂质,得到较纯的酶液滤饼,含 水量要求小于45 %含酶小于100U。将 得到的酶液再进行防腐和调配处理便成 为产品。
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(五)酶活力的测定
用滤纸方法测定酶活(FPA) ,取适当稀释的酶液0.5mL,加人到 1.5ml pH4. 8、 0.05mol/L柠檬酸缓冲溶液中,再加入1条1cmX 6cm新华定量滤纸,50℃保温1h,加人 1.5mL DNS试剂终止酶反 应,沸水浴5min,冷却后加水稀释到25mL,用分光光度计在 5 20nm处测还原糖OD值。纤维素酶活力单位的定义:50 ℃ 下,每 小时水解底物生成1µmol 葡 萄糖所对应酶活定义为1个酶活国际 单位U[lU/(mL· h)]。
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。
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• 1、酶解法是在酶的作用下进行的,反应条件较温和,不需要耐高温高
0011 0010 1010 1101压0或0酸01腐0蚀1的00设1备0;11
优点
• 2、酶作为催化剂的特点是专一性强,副反应少,故水解糖液纯度高, 淀粉转化率高;
• 3、可在较高的淀粉乳浓度下水解。
• 4、酸解法一般使用10-12Bx(含18%--20%淀粉)的淀粉乳,而酶解
遇碘呈紫红色反应。
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2、淀粉的特性
糊化 :淀粉在热水中能吸收水分而膨胀,最 后淀粉粒破裂,淀粉分子溶解于水中形成带有 粘性的淀粉糊 。
第一阶段:淀粉缓慢地可逆地吸收水分 第二阶段:当温度升到大约65℃时 ,淀粉颗
粒经过不可逆地突然很快地吸收大量水分后膨 胀,粘度增加很大。 第三阶段:当温度继续升高,淀粉颗粒变成无 形空囊,可溶性淀粉浸出,成为半透明的均质 胶体。
O OH
O OH
OH
OH
OH
CH2OH
支链淀粉 (75-85%)
O OH
麦芽糖
OH α-1,4
异芽糖
α -1,6
纤维二糖 龙胆二糖
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葡萄糖的分解反应
葡萄糖(失水)
5`-羟甲基糠醛 +甲酸 氨基酸
腐植质(色素)
酸法水解淀粉过程中, 由于反应温度、压力过高, 时间过长,葡萄糖受酸和热 的影响发生分解反应,生成 5’-羟甲基糠醛,因5’-羟 甲基糠醛的性质不稳定,又 可进一步分解生成乙酰丙酸、 蚁酸等物质,而这些物质又 能自身相互聚合,或与淀粉 中所含的其他有机物质相结 合,产生色素。
一、淀粉
1、淀粉的性状及组成
淀粉为白色无定形结晶粉末 形状有圆形、椭圆形和多角形三种 一般含水分高、蛋白质少的植物的淀粉颗粒比较大些,多成圆形或椭
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应用
淀粉酶糖 浆、低聚 糖、啤酒、 烘焙食品、 等
只能用于 发酵工业
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α-淀粉酶生产工艺
生产方法:
固体曲法生产(霉菌为主)
液体深层发酵法(细菌为主)
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固体曲法生产(霉菌)
以麸皮为主要原料,添加 少量米糠或豆饼的碱水浸 出液作为补充氮源。在相 对湿度90%以上,芽孢杆 菌用37℃,曲霉用32~ 35℃培养36~48h后,立即 在40 ℃左右烘干或风干即 得工业用的粗酶。
活化:使用某些离子,或一些激活剂处理,使得 酶的活性增强
混粉:就是把粉体混均匀。混分时间就是把粉体 混均匀的时间。 验证混粉效果 :用激光粒度仪,松装比,光谱仪 去测试分布
编辑版pppt27来自 微生物生产参照α-淀粉酶生产工艺!
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习题
1.β- 淀粉酶存在于( )。 A.高等植物 B.动物 C.微生物
分布:普遍分布在动物、植物和微生物中, 是一 种重要的淀粉水解酶, 是工业生产中应用最为广 泛的酶制剂之一。
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二、淀粉酶分类
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, 是应用最为广泛的酶制剂之一。
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三、生产工艺及其注意事项
α- 淀粉酶 β- 淀粉酶
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α-淀粉酶生产工艺
菌种
细菌 真菌
芽孢 杆菌
枯草 杆菌
曲霉
芽孢杆菌产生α-淀粉酶分 液化型和糖化型,目前只 有液化型有用。
我国淀粉酶工业使用得是 枯草杆菌BF-7658。
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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。
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
酶的生产方法.ppt
(五)生产种子的制备
生产种子:由原始保藏菌种,经过活化,扩大培养,用 于发酵罐接种的大量菌体。
1、种子制备工艺过程
养
接种至发酵罐
(1 )菌种活化
目的:保藏的菌种在用于发酵生产之前,必须接 种于新鲜的斜面培养基上,在一定的条件下培养,以 恢复细胞的生命活动能力。
为此,在有些酶的发酵生产过程中,要在不同的发酵阶段 控制不同的温度,即在微生物生长阶段控制在生长的最适温度 范围,而在产酶阶段控制在产酶最适温度范围。
(3)温度的控制方法
一般采用热水升温,冷水降温。因此,在发酵罐中均设有 足够传热面积的热交换装置,如排管、蛇管,夹套、喷淋管等。
4、酵母
啤酒酵母:丙酮酸脱羧酶、醇脱氢酶等。
假丝酵母:脂肪酶、尿酸酶、尿囊酸酶、转化酶、醇脱氢 酶等。
工业规模应用的微生物酶和它们的某些来源
酶 α-淀粉酶
产酶微生物
枯草芽胞杆菌 地衣芽胞杆菌
米曲霉
用途
淀粉液化,织物退浆,消化 助剂,加酶洗涤剂
米曲霉,黑曲霉, 制造葡萄糖,发酵、酿酒等
葡萄糖淀粉酶
此外石油产品中12碳—16碳的碳氢化合物已成功用作微生 物培养基的碳源。
注意:在选择碳源时,应尽量选择对所需酶有诱导作用的 碳源,而不使用或少使用有分解代谢物阻遏作用的碳源。
2、氮源:提供氮元素。
来源:①有机氮:常利用农副产品的籽实榨油后的 副产品,如豆饼、花生饼、菜子饼等;
②无机氮:含氮的无机化合物,如(NH4)2SO4、 NH4NO3 、NaNO3和(NH4)3PO4等。
玉米粉 8%
豆饼粉 4%
磷酸氢二钠 0.8%
硫酸铵
0.4%
氯化钙
0.2%
氯化铵
[课件]淀粉酶学 演示文稿PPT
1.淀粉酶是能催化淀粉水解成湖精或麦芽 糖或葡萄糖的一类酶的总称。 2.淀粉水解的产物即可用在一系列加工食 品及饮料中,同时提供了发酵工程的广阔碳 源,形成了淀粉加工工业的基础.和酸法水解 相比较,酶法水解的优点是:生成的副产物少, 因而无异味,由于酶的特殊性,因此获得甜味, 渗透压及抗结晶性等方面理想的均一的终 产物,而且酶促水解淀粉的产量较高,且可避 免糖的焦化。
我国各地主要粮食作物差异较大,酶制剂对潜在饲料资源的 利用和新饲料资源的开发有较大的作用。由此人们迫切需 要发展酶制剂等环保节能型绿色饲料添加剂。我国政府也 正积极通过禁止在饲料中使用抗生素、激素等方式来保障 饲料和食品的安全,维护生态平衡。预计未来10年内,随着 科技水平不断提高,生产成本的下降,饲用酶的产销量必然大 幅度提高。饲用酶制剂在生产中的普遍应用虽然还面临着 许多问题,但随着生物技术特别是基因工程技术和生产技术 的提高,都将逐一解决。随着人们生活水平的提高及环境意 识的增强,饲用酶制剂以其不产生残留、无抗药性、不污染 环境等优势将会进一步被推广应用。饲用酶制剂既能提高 饲料的消化率和利用率,提高禽畜及鱼类的生产性能,又能减 少禽畜排泄物中的氮、磷的排泄量,保护水体和土壤免受污染, 因而饲用酶制剂作为一类高效、无毒副作用和环保型的“绿色” 饲料添加剂,在21世纪将有着十分广阔的应淀粉1,4-麦芽糖苷酶,能 够从淀粉分子非还原性末端切开1,4-糖苷 键,生成麦芽糖。此酶作用于淀粉的产物是 麦芽糖与极限糊精。此酶主要由曲霉、根霉 和内孢霉产生。
糖化酶
又称淀粉α-1,4-葡萄糖苷酶,此酶作用 于淀粉分子的非还原性末端,以葡萄糖为单 位,依次作用于淀粉分子中的α-1,4-糖苷 键,生成葡萄糖。此酶作用于支链淀粉后的 产物有葡萄糖和带有α-1,6-糖苷键的寡糖; 作用于直链淀粉后的产物几乎全部是葡萄糖。 此酶产生菌主要是黑曲霉(左美曲霉、泡盛 曲霉)、根霉(雪白根酶、德氏根霉)、拟内孢 霉、红曲霉。
第六章 淀粉酶类的生产
四、 β-淀粉酶的生产 1、植物β-淀粉酶的提取 (1)从甘薯中提取 (2)从麸皮中提取 (3)从大豆中提取
2、微生物β-淀粉酶的生产 1)菌种的分离与选育 (1)蜡状芽孢杆菌的分离与选育 (2)多黏芽孢杆菌的分离与选育 2)培养条件对生产β-淀粉酶的影响 (1)蜡状芽孢杆菌生产β-淀粉酶的影响因素
(6)温度
(7)pH
(8)通风量、搅拌强度、接种量、种龄等。
4、α-淀粉酶的提取、浓缩、提纯、产品的稳
定化 1)酶的提取 2)酶的浓缩回收 (1)盐析法 (2)有机溶剂沉淀法 (3)淀粉吸附法 (4)其他方法 3)α-淀粉酶的稳定
5、固体培养法生产α-淀粉酶 1)固体培养枯草杆菌JD-32生产α-淀粉酶 2)固体培养米曲菌生产α-淀粉酶
一、α-淀粉酶的性质
1、pH对霉活性的影响
α-淀粉酶在pH5.5~8稳定,pH4以下易失活,
酶活性的最适pH5~6。
2、温度对酶活性的影响
纯化的α-淀粉酶在50℃以上易失活,在 有大量Ca2+时,酶的热稳定性增强。
α-淀粉酶是各种酶中热稳定性较好的酶, 其耐热性按动物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。
3、钙与α-淀粉酶活性的关系
α-淀粉酶是单成分酶,大多数需要Ca2+保持 酶分子的适当构象,来维持α-淀粉酶的最大活 性和稳定性。
钙与酶的结合牢度是按霉菌、细菌、哺乳动 物、植物的顺序而减弱。
除Ca2+外,Sr2+、Ba2+、 Mg2+等二价碱土金属 也可使无Ca2+的α-淀粉酶恢复活性。
二、α-淀粉酶的氨基酸
淀粉酶课件
• α淀粉酶( α amylase)的标准名称是 :α 1, 4 -葡聚糖-4 -葡聚糖水解酶,编号:EC3.2.2.1, 分子量为50000左右。 • 每个α淀粉分子中都含有一个Ca 2+ ,钙离子对酶 分子的结合时非常牢固的,结合常数达到 1012~1015L/mol。只有在低Ph和同时存在螯合剂 的条件下,才能将钙离子除去。 虽然Ca 2+没有直 接参与形成酶-底物络合物,但它维持酶的最适宜 构象的作用,从而使酶具有最高活力和最高的稳 定性。事实上,存在于淀粉中的微量钙已足以活 化酶分子,为了使酶在高温下具有最高的稳定性, 在使用时加入钙盐还是适宜的。
淀粉水解的产物即可用在一系列加工食品及饮料中, 同时提供了发酵工程的广阔碳源,形成了淀粉加 工工业的基础。和酸法水解相比较,酶法水解的 优点是:生成的副产物少,因而无异味,由于酶 的特殊性,因而获得甜味,渗透压及抗结晶性等 方面理想的均一的终产物,而且酶促水解的产量 较高,且可避免糖的焦化。 • 淀粉酶广泛存在于动植物种,它是迄今研究最多, 应用最广的酶之一。最初仅限于医药用消化剂及 棉布退浆,现在已扩大到食品加工,水果加工, 酒精制造,酒类酿造,味精生产,抗生素工业, 生化试剂等方面。特别是60年代以来,由于酶法 生产葡萄糖,以及用葡萄糖生产异构糖浆的大规 模工业化,使淀粉酶的需求量越来越大,几乎占 整个酶生产总产量的一半以上。
淀粉酶是能催化淀粉水解或麦芽糖或葡萄糖 的一类酶的总称。 淀粉酶作用于淀粉、糖原和多糖衍生物。它 广泛分布于自然界。可以将淀粉酶分成三 类:α淀粉酶,它从底物分子内部将糖苷键 裂开;β淀粉酶,他从底物的非还原性末端 将麦芽糖单位水解下来;葡萄糖淀粉酶, 它从底物的非还原性末端将葡萄糖单位水 解下来。
• α-淀粉酶以随机的方式作用于淀粉,因而酶 反应的动力学比Michaelis-Menten方程索描 述的要复杂得多。 • 实验结果表明,α-淀粉酶水解葡聚糖的速度 随聚合度的减小而很快地下降。它水解线 性葡聚糖(直链淀粉)的速度比水解分支 分子(支链淀粉和糖原)要高。 • 一般以底物降解的速度表示α-淀粉酶的活力。 测定方法主要有:测定底物与碘显色能力 下降的速度;测定底物浓度粘度下降的速 度。
