淀粉酶类的生产.doc

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1、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.3.2.1.1α-1,4葡聚糖-4-葡聚糖水解酶α-淀粉酶,液化酶,淀粉-1,

2、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

3、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

4、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2773马铃薯2377甘薯2080木薯1783大米1783糯玉米0100糯高粱0100糯米01005.1α-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

5、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

6、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℃,24hpH枯草杆菌糊精,麦芽糖(液化型)35(30%)葡萄糖6%65~804.8~10.65.4~6.0+枯草杆菌(糖化型)70葡萄糖(41%)麦芽糖(58%)麦芽三糖,糊精55~704.0~9.04.8~5.2—枯草杆菌(耐热型)35糊精,麦芽糖,葡萄糖75~905.0+米曲霉48麦芽糖(50%)55~704.7~9.54.9~5.2+黑曲霉48麦芽糖(50%

7、)55~704.7~9.54.9~5.2+黑曲霉(耐酸性)麦芽糖(50%)55~701.8~6.54.0+根霉48麦芽糖(50%50~605.4~7.03.6————————————————————————————————————————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

8、。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NRR

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