普鲁兰酶
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
系统名为普鲁兰6葡聚糖水解酶pullulan6glucanohydrolase又叫作茁霉多糖酶支链淀粉酶淀粉16葡萄糖苷酶普鲁兰酶分类根据水解的糖苷键差异普鲁兰酶可分为专一性水解普鲁兰的16糖苷键16糖苷键以及其他多聚糖的14糖在食品加工行业中大部分淀粉质原料中支链淀粉占总淀粉质量约为7585支链淀粉中含有4516糖苷键
嗜酸性分解普鲁 兰多糖芽孢杆菌 (B.Acidopullyti cus)
枯草芽孢杆菌 (B.subtilis)
耐热产硫梭菌 (Clostridium. Thermosulfurog enes)
金属离子影响
Ca2+可增强热稳 Fe2+、Fe3+抑制 酶活 定性
底物特异性
水解普鲁兰多糖、 水解普鲁兰糖为 可溶性淀粉、可 麦芽三糖 溶性糯米淀粉、 糖原、B—极限 糊精、麦芽糖 基—A—环状湖 精;不作兰酶的功能
在食品加工行业中, 大部分淀粉质原料中支链淀粉 占总淀粉质量约为 75 %~85 %，支链淀粉中含有 4% ～5% 的 а-1，6-糖苷键.它能专一催化支链淀 粉多糖的α-1,6-糖苷键水解，从而使支链淀粉型多 糖的分支链脱离主链形成一系列链长不一的直链 淀粉，终产物为麦芽三糖 将该酶与葡萄糖淀粉酶等配合使用,可使淀粉充分 糖化。因此在以淀粉质为原料的工业和新生物能 源工业中，普鲁兰酶的应用大大提高了原料的利 用率，降低了生产成本。
2.在高麦芽糖浆生产中的应用： 麦芽糖是采用 α-淀粉酶、β-淀粉。酶共同水解淀粉制 得的，在糖化时添加普鲁兰酶可将支链淀粉脱支而形成短 的直链淀粉片段，有利于 β-淀粉酶的作用，减少 β-极限糊 精的形成，从而提高麦芽糖的含量。
3.在啤酒酿造中的应用：
在啤酒酿造的糖化过程中，采用脱支酶与α-淀粉酶协 同作用，效果较好，其分解产物主要是麦芽糖和少量的麦 芽多糖。 啤酒外加酶法糖化工艺已在世界范围内被广泛接受 ，脱支能酶使原辅料中的淀粉分解完全，降低麦芽汁中β极限糊精含量，增加可发酵性糖的含量，从而大幅度提高 发酵度。 近年来兴起的干爽啤酒的主要特色是发酵度高，通 常发酵度要大于75%，而要获得这样高的发酵度 ，在糖 化阶段就必须要添加普鲁兰酶。
Thank you!!
普鲁兰酶的研究历史
1961 年德国学者 Bender 和 Wallenfels在研究一株产气杆菌 （Aerobacter aerogenes）时首次发现的，它的特异性底物 是普鲁兰多糖。此后陆续发现许多微生物也可以合成此酶 1966年，Wallenfels和Bender又对该酶进行了分离纯化和 性质研究，通过实验，确定其良好的热稳定性。 丹麦芬兰诺瓦公司在1980年初获得一株嗜酸性分解普鲁兰多 糖芽孢杆菌，此菌产生的普鲁兰酶可耐pH值4.5，最适反应 温度60℃。1983 年在欧洲和日本市场同时商业化销售，迄 今仍是销售最大、应用最广的品种。
pH4～9
温度稳定性
50℃以下稳定
5℃～90℃时稳 定;在75℃有 100%酶活,通风 条件下无金属离 子影响时,加入淀 粉可增强热稳定 性
生产菌种
蜡状芽孢杆菌覃 状变种 (B.cereus Var Mycoides) Ca2+可增强热稳 定性,大部分金属 离子并不能增加 酶活,Fe2+、 Hg2+、Ag+抑制 酶活 水解普鲁兰糖为 麦芽三糖,水解 B—极限糊精为 麦芽糖、麦芽三 糖、麦芽四糖;不 作用潘糖、异麦 芽糖、异麦芽三 糖
1986年,日本的義行高崎报道了一株亦能产生耐热,耐酸 普鲁兰酶的菌种 1987年,德国报道了一株能同时产α—淀粉酶、普鲁兰酶 和葡萄糖淀粉酶的菌种:耐热产硫梭菌。该菌种所产普鲁 兰酶有较广的温度适应范围(40℃～85℃), 最适温度 60 ～70 ℃,在pH4.5～6.0有较高的活性,在如此广的范围内 都有较强活力无疑将扩大该普鲁兰酶的应用领域
最适作用pH 最适作用温度
酸碱稳定性
pH6～9稳定,偏 向碱
pH4. 9，50℃和 pH5.0～8.5稳定 60℃3天后,残余 ,pH5. 0时有大于 活力为100%和 50%酶活 89%;pH4～8.5， 4℃，24小时稳 定
55℃以下稳定,葡 糖醇(葡萄糖类似 物)对该酶抗热性 有增强作用 55℃以下稳定
普鲁兰酶的应用
1.在高葡糖浆生产中的应用： 传统生产方法是采用 α-淀粉酶和糖化酶水解淀粉，由 于这 2 种酶都不能水解 α-1，6-糖苷键，故淀粉不能彻底 被分解。另外，由于糖化酶的作用方式是依次进行的，不 能越过 α-1，6-糖苷键，所以其酶解速度受到限制，加入 普鲁兰酶，可减少反应时间，并且提高产物的纯度。
各主要产酶菌种的普鲁兰酶酶学特性
生产菌种 蜡状芽孢杆菌覃 状变种(B.cereus Var Mycoides) 6～6.5 50℃ 嗜酸性分解普鲁 枯草芽孢杆菌 (B.subtilis) 兰多糖芽孢杆菌 (B.Acidopullytic us) 4.5～5.5 60℃ 7.0～7.5 60℃ 耐热产硫梭菌 (Clostridium. Thermosulfuro genes) 4.9～5.2 70℃～75℃
普鲁兰酶作用机制图
酶的分离纯化方法
由于不同来源的菌种所产的普鲁兰酶的分泌位置、等电点及 分子量等生理生化特点有较大的不同，所以纯化方式也各不 相同，没有固定的规则.常用的实验室分离纯化方法可以分为 2 个过程: 发酵液的浓缩和酶的分离纯化。 粗酶的实验室制备一般采用(NH4)2SO4, ,即离心去除细胞的 发酵液中加入一定饱和度的(NH4)2SO4,收集沉淀并干燥。 酶的纯化方法。以蜡状芽孢杆菌覃状变种所产普鲁兰酶为例 。经过离心去除菌体,硅藻土吸咐,NaCl洗提,(NH4)2SO4沉淀 、透吸及上葡萄糖凝胶(Sephadex )G—100柱，达到了电泳 纯。经Sephadex G—200凝胶过滤法测定分子量,此普鲁兰 酶分子量为110,000±20,000
A—环糊精和B— 环糊 精对酶活有抑制 作用。
普鲁兰酶菌种的诱变育种
目前，尽管已发现许多产普鲁兰酶的微生物，但大多数野 生菌种因为生存环境要求高、所产酶的活性低或者酶学性质不 稳定等因素，没有太大的商业利用价值。因此目前只有少数几 种菌株投入到普鲁兰酶工业化生产中。 为了进一步的提高野生菌种的产酶量，通过诱变来进行菌 种选育。马晓军、陈拓等人在国内首次使用了原生质体紫外诱 变技术来选育普鲁兰酶高产菌株。试验通过对出发菌株 Bacillus sp SX-12 的原生质体进行 2 次紫外线诱变，最终获得 1 株耐碱、耐热、产酶量高、稳定性好的菌株，命名为 Bacillus sp SX-12C67，该突变株的酶活可到达6． 87 U /ml， 比出发菌株的原生质体的酶活提高了约 1． 8 倍。
普鲁兰酶
粮食油脂及植物蛋白工程专业 -----孙江，张丽
普鲁兰酶
系统名为普鲁兰6- 葡聚糖水解酶（Pullulan 6-gluca-nohydrolase），又叫作茁霉多糖酶、 支链淀粉酶、淀粉-1，6-葡萄糖苷酶
普鲁兰酶分类
根据水解的糖苷键差异，普鲁兰酶可分为 ：I 型普鲁兰酶( 专一性水解普鲁兰的 а-1， 6-糖苷键) 和Ⅱ型普鲁兰酶( 可水解普鲁兰的 а-1，6-糖苷键以及其他多聚糖的 а-1，4-糖 苷键)2 种
结束语：
普鲁兰酶与其他淀粉酶协同作用或单独作用,使食品质量提 高, 降低能耗, 节约成本, 减少污染。
普鲁兰酶能分解支链的特性决定了他在食品工业中的广泛 应用, 已成为淀粉酶制剂中一个很有前途的新品种, 具有广 阔的开发和应用前景。其在食品工业中的应用研究也将日 趋广泛和深入。
目前国际上普鲁兰酶的工业化生产被丹麦垄断, 我国仅局限 于实验室研究, 且酶活较低, 所以开发普鲁兰酶对食品加工 领域具有重要的工业价值。
嗜酸性分解普鲁 兰多糖芽孢杆菌 (B.Acidopullyti cus)
枯草芽孢杆菌 (B.subtilis)
耐热产硫梭菌 (Clostridium. Thermosulfurog enes)
金属离子影响
Ca2+可增强热稳 Fe2+、Fe3+抑制 酶活 定性
底物特异性
水解普鲁兰多糖、 水解普鲁兰糖为 可溶性淀粉、可 麦芽三糖 溶性糯米淀粉、 糖原、B—极限 糊精、麦芽糖 基—A—环状湖 精;不作兰酶的功能
在食品加工行业中, 大部分淀粉质原料中支链淀粉 占总淀粉质量约为 75 %~85 %，支链淀粉中含有 4% ～5% 的 а-1，6-糖苷键.它能专一催化支链淀 粉多糖的α-1,6-糖苷键水解，从而使支链淀粉型多 糖的分支链脱离主链形成一系列链长不一的直链 淀粉，终产物为麦芽三糖 将该酶与葡萄糖淀粉酶等配合使用,可使淀粉充分 糖化。因此在以淀粉质为原料的工业和新生物能 源工业中，普鲁兰酶的应用大大提高了原料的利 用率，降低了生产成本。
2.在高麦芽糖浆生产中的应用： 麦芽糖是采用 α-淀粉酶、β-淀粉。酶共同水解淀粉制 得的，在糖化时添加普鲁兰酶可将支链淀粉脱支而形成短 的直链淀粉片段，有利于 β-淀粉酶的作用，减少 β-极限糊 精的形成，从而提高麦芽糖的含量。
3.在啤酒酿造中的应用：
在啤酒酿造的糖化过程中，采用脱支酶与α-淀粉酶协 同作用，效果较好，其分解产物主要是麦芽糖和少量的麦 芽多糖。 啤酒外加酶法糖化工艺已在世界范围内被广泛接受 ，脱支能酶使原辅料中的淀粉分解完全，降低麦芽汁中β极限糊精含量，增加可发酵性糖的含量，从而大幅度提高 发酵度。 近年来兴起的干爽啤酒的主要特色是发酵度高，通 常发酵度要大于75%，而要获得这样高的发酵度 ，在糖 化阶段就必须要添加普鲁兰酶。
Thank you!!
普鲁兰酶的研究历史
1961 年德国学者 Bender 和 Wallenfels在研究一株产气杆菌 （Aerobacter aerogenes）时首次发现的，它的特异性底物 是普鲁兰多糖。此后陆续发现许多微生物也可以合成此酶 1966年，Wallenfels和Bender又对该酶进行了分离纯化和 性质研究，通过实验，确定其良好的热稳定性。 丹麦芬兰诺瓦公司在1980年初获得一株嗜酸性分解普鲁兰多 糖芽孢杆菌，此菌产生的普鲁兰酶可耐pH值4.5，最适反应 温度60℃。1983 年在欧洲和日本市场同时商业化销售，迄 今仍是销售最大、应用最广的品种。
pH4～9
温度稳定性
50℃以下稳定
5℃～90℃时稳 定;在75℃有 100%酶活,通风 条件下无金属离 子影响时,加入淀 粉可增强热稳定 性
生产菌种
蜡状芽孢杆菌覃 状变种 (B.cereus Var Mycoides) Ca2+可增强热稳 定性,大部分金属 离子并不能增加 酶活,Fe2+、 Hg2+、Ag+抑制 酶活 水解普鲁兰糖为 麦芽三糖,水解 B—极限糊精为 麦芽糖、麦芽三 糖、麦芽四糖;不 作用潘糖、异麦 芽糖、异麦芽三 糖
1986年,日本的義行高崎报道了一株亦能产生耐热,耐酸 普鲁兰酶的菌种 1987年,德国报道了一株能同时产α—淀粉酶、普鲁兰酶 和葡萄糖淀粉酶的菌种:耐热产硫梭菌。该菌种所产普鲁 兰酶有较广的温度适应范围(40℃～85℃), 最适温度 60 ～70 ℃,在pH4.5～6.0有较高的活性,在如此广的范围内 都有较强活力无疑将扩大该普鲁兰酶的应用领域
最适作用pH 最适作用温度
酸碱稳定性
pH6～9稳定,偏 向碱
pH4. 9，50℃和 pH5.0～8.5稳定 60℃3天后,残余 ,pH5. 0时有大于 活力为100%和 50%酶活 89%;pH4～8.5， 4℃，24小时稳 定
55℃以下稳定,葡 糖醇(葡萄糖类似 物)对该酶抗热性 有增强作用 55℃以下稳定
普鲁兰酶的应用
1.在高葡糖浆生产中的应用： 传统生产方法是采用 α-淀粉酶和糖化酶水解淀粉，由 于这 2 种酶都不能水解 α-1，6-糖苷键，故淀粉不能彻底 被分解。另外，由于糖化酶的作用方式是依次进行的，不 能越过 α-1，6-糖苷键，所以其酶解速度受到限制，加入 普鲁兰酶，可减少反应时间，并且提高产物的纯度。
各主要产酶菌种的普鲁兰酶酶学特性
生产菌种 蜡状芽孢杆菌覃 状变种(B.cereus Var Mycoides) 6～6.5 50℃ 嗜酸性分解普鲁 枯草芽孢杆菌 (B.subtilis) 兰多糖芽孢杆菌 (B.Acidopullytic us) 4.5～5.5 60℃ 7.0～7.5 60℃ 耐热产硫梭菌 (Clostridium. Thermosulfuro genes) 4.9～5.2 70℃～75℃
普鲁兰酶作用机制图
酶的分离纯化方法
由于不同来源的菌种所产的普鲁兰酶的分泌位置、等电点及 分子量等生理生化特点有较大的不同，所以纯化方式也各不 相同，没有固定的规则.常用的实验室分离纯化方法可以分为 2 个过程: 发酵液的浓缩和酶的分离纯化。 粗酶的实验室制备一般采用(NH4)2SO4, ,即离心去除细胞的 发酵液中加入一定饱和度的(NH4)2SO4,收集沉淀并干燥。 酶的纯化方法。以蜡状芽孢杆菌覃状变种所产普鲁兰酶为例 。经过离心去除菌体,硅藻土吸咐,NaCl洗提,(NH4)2SO4沉淀 、透吸及上葡萄糖凝胶(Sephadex )G—100柱，达到了电泳 纯。经Sephadex G—200凝胶过滤法测定分子量,此普鲁兰 酶分子量为110,000±20,000
A—环糊精和B— 环糊 精对酶活有抑制 作用。
普鲁兰酶菌种的诱变育种
目前，尽管已发现许多产普鲁兰酶的微生物，但大多数野 生菌种因为生存环境要求高、所产酶的活性低或者酶学性质不 稳定等因素，没有太大的商业利用价值。因此目前只有少数几 种菌株投入到普鲁兰酶工业化生产中。 为了进一步的提高野生菌种的产酶量，通过诱变来进行菌 种选育。马晓军、陈拓等人在国内首次使用了原生质体紫外诱 变技术来选育普鲁兰酶高产菌株。试验通过对出发菌株 Bacillus sp SX-12 的原生质体进行 2 次紫外线诱变，最终获得 1 株耐碱、耐热、产酶量高、稳定性好的菌株，命名为 Bacillus sp SX-12C67，该突变株的酶活可到达6． 87 U /ml， 比出发菌株的原生质体的酶活提高了约 1． 8 倍。
普鲁兰酶
粮食油脂及植物蛋白工程专业 -----孙江，张丽
普鲁兰酶
系统名为普鲁兰6- 葡聚糖水解酶（Pullulan 6-gluca-nohydrolase），又叫作茁霉多糖酶、 支链淀粉酶、淀粉-1，6-葡萄糖苷酶
普鲁兰酶分类
根据水解的糖苷键差异，普鲁兰酶可分为 ：I 型普鲁兰酶( 专一性水解普鲁兰的 а-1， 6-糖苷键) 和Ⅱ型普鲁兰酶( 可水解普鲁兰的 а-1，6-糖苷键以及其他多聚糖的 а-1，4-糖 苷键)2 种
结束语：
普鲁兰酶与其他淀粉酶协同作用或单独作用,使食品质量提 高, 降低能耗, 节约成本, 减少污染。
普鲁兰酶能分解支链的特性决定了他在食品工业中的广泛 应用, 已成为淀粉酶制剂中一个很有前途的新品种, 具有广 阔的开发和应用前景。其在食品工业中的应用研究也将日 趋广泛和深入。
目前国际上普鲁兰酶的工业化生产被丹麦垄断, 我国仅局限 于实验室研究, 且酶活较低, 所以开发普鲁兰酶对食品加工 领域具有重要的工业价值。