异淀粉酶的应用
食品化学简答题
简答题1写出米氏方程,说明Km 的意义 Vmax[S]V=————————(2分)[S]+KmKm 是酶的特征常数之一,与酶的种类有关,而与酶的浓度无关。
Km 值是酶促反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度,它的单位是mol/L 。
反应了酶和底物的亲和力,Km 越小,底物和酶的亲和力越大。
2 简述从淀粉为原料制备果葡糖浆(高果糖浆)的工艺过程及所使用的酶 商业上采用玉米淀粉为原料,首先使用α-淀粉酶淀粉水解,液化淀粉,使其粘度迅速下降,再用葡萄糖淀粉酶进行水解,得到近乎纯的D-葡萄糖后,最后使用葡萄糖异构酶将葡萄糖异构成D-果糖,最后得到58%D-葡萄糖和42%D-果糖组成的玉米糖浆,高果糖玉米糖浆的D-果糖含量达到55%,它是许多软饮料的甜味剂3叙述影响水果、蔬菜组织呼吸的因素 1)温度:选择贮存温度时应与各种水果蔬菜保持正常生理状态的最低适宜温度相同。
2)湿度:通常情况下,保持水果蔬菜的环境的相对湿度为80%-90%3)大气组成的影响:减少氧气,增加二氧化碳,可以保持水果蔬菜的新鲜状态。
4) 机械损伤及微生物感染5)植物组织的龄期与呼吸强度的关系,趋向成熟的果蔬呼吸强度低。
4 写出EMP 途径的总反应式C 6H 12O 6+2NAD +2H 3PO 42AD 2CH 3CO C O OH +++2(NAD H+H +)2AT P +4 5 简述影响味觉的因素 1)呈味物质的种类和浓度 2)温度,最佳的味觉温度是10-40度。
3)风味物质间的相互作用,包括味的对比、味的相乘、味的拮抗和味的变调 6 蛋白质变性的定义及其影响因素1)蛋白质变性的定义:蛋白质受到外界物理或化学因素的作用,使蛋白质的物理性质、化学性质和生物学性质发生改变的过程2)影响因素: (1) 物理因素: 热、静水压、剪切、辐照、超声波(2) 化学因素: pH (如强酸和强碱);有机溶质(如盐酸胍);有机溶剂(如乙醇和丙酮) 重金属及其盐类(如汞、醋酸铅)7写出EMP -乳酸发酵的总反应式C 6H 12O 62H 3P O 4+++2AD P 2CH 3C H OH C OOH 2AT P EM P 乳酸发酵2 8扼要说明美拉德反应的基本反应物及影响其反应速度的因素1) 基本反应物:还原糖、游离氨基酸或者蛋白质上的游离氨基及一定量的水。
α淀粉酶在畜禽生产中的作用机理及应用进展
α-淀粉酶在畜禽生产中的作用机理及应用进展摘要随着近代酶技术及生物技术的发展,高效能生物活性物质——酶制剂已能大规模地工业化生产,并被应用于饲料工业中,许多实验和实际应用结果都表明,饲用酶制剂作为一种饲料添加剂能有效地提高饲料的利用率、促进动物生长和防治动物疾病的发生,与抗生素和激素类物质相比,具有卓越的安全性,引起了全球范围内饲料行业的高度重视。
饲用酶种类繁多,淀粉酶作为其中的一种,在畜禽生产中取得了相当好的效果。
本文主要介绍淀粉酶的组成、基本性质以及在畜禽生产中的应用。
关键词:α-淀粉酶畜禽生产作用机理应用进展正文:1、α-淀粉酶的简介1.1 α-淀粉酶的定义淀粉酶是一类能分解淀粉糖苷键的酶的总称,广泛存在于动植物和微生物中,是利用最早、用途最广、工业产量最大的酶制剂品种。
按照水解淀粉酶的方式,淀粉酶主要可分为四大类:α-淀粉酶(α-amylase)、β-淀粉酶(β-amylase)、葡萄糖淀粉酶(glucoamylase)和异淀粉酶(isoamylase)。
[1]其中,α-淀粉酶(α-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖苷酶,EC3.2.1.1)多是胞外酶,其作用于淀粉时可从分子内部随机地切开淀粉链的α-1,4糖苷键,而生成糊精和还原糖,产物的末端残基碳原子构型为α-构型,故称α-淀粉酶。
[2]-[3]1.2 α-淀粉酶的分类和结构依α-淀粉酶产物不同可将它们分为糖化型和液化型两种:液化型α-淀粉酶,能将淀粉酶快速液化,其终产物为寡聚糖和糊精:糖化型α-淀粉酶有较强的酶切活性,在水解可溶性淀粉时,随着水解时间的延长而产生寡聚糖,麦芽糖直至葡萄糖。
按照其使用条件可以分为低温型、中温型、高温型、耐酸耐碱型。
按产生菌不同又可以分为细菌、真菌、植物和动物淀粉酶。
[4]研究表明所有α-淀粉酶均为分子量在50ku左右的单体,由经典的三个区域(A、B、C)组成:中心区域A由一个(β/α)8圆筒构成;区域B由一个小的β-折叠突出于β3和α3之间构成;而C-末端球型区域C则由一个Greek-key 基序组成,为该酶的活性部位,负责正确识别底物并与之结合。
精选酶在淀粉类食品生产中的应用
➢3.2 蛋白酶
✓ 蛋白酶添加到面粉中,使面团中的蛋白质在一定程 度上降解成肽和氨基酸,导致面团中的蛋白质含量 下降,面团筋力减弱,满足了饼干、曲奇、比萨饼 等对弱面筋力面团的要求。
✓ 同时,蛋白质的降解更有利于人体对营养物质的吸 收。研究发现,还有一些蛋白酶,如“Milensyme” 真菌蛋白酶,在面包制作中能够水解面筋内部的某 些特定位置化学键,从而改善面团延伸性,提高面 包的对称性和均匀性,对面包的结构及风味均有改
➢ 异麦芽糖是淀粉经α-淀粉酶液化,β-淀粉酶糖化和α-葡萄 糖苷酶转苷反应而生成的包括含α-1,6键的异麦芽糖、潘糖、 异麦芽三糖等分枝低聚糖的糖浆。异麦芽糖在高温、微酸 性和酸性环境下稳定,可以添加于各种食品和饮料中。
➢ 异麦芽糖是难消化低聚糖,不被唾液、胰液所分解,但在 小肠可部分被分解和吸收。热值约为蔗糖和麦芽糖的 70%~80 %。对肠道直接刺激性较小。可明显增加肠道 中双歧杆菌、乳酸菌等有益菌,而拟杆菌、梭状杆菌等有 害菌受到抑制,便秘改善,粪便pH下降,有机酸增加, 腐败物减少,血脂改善,免疫力明显增强。
(2)果葡糖浆
➢ 果葡糖浆是用葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生 成果糖,而得到含有葡萄糖和果糖的混合糖浆。 若将异构化反应完成后,混合糖液经过脱色、精 制、浓缩等过程,得到固形物含量达71%左右的 果葡糖浆,其中,含果糖42%左右,含葡萄糖 52%左右,另有6%左右为低聚糖。
若将异构化后的混合糖液中的果糖与葡萄糖分离,再 将分离的葡萄糖进行异构化,如此反复进行,可使更 多的葡萄糖转化为果糖,由此可生产出果糖含量达 70%、90%甚至更高的果葡糖浆,称之为高果糖浆。 高果糖浆与蔗糖相比具有甜度高,不易结晶,易发酵 等特点,故倍受点心及冷饮加工业青睐。
淀粉酶分型
淀粉酶分型
淀粉酶的分型主要有以下几种:
1.按水解淀粉不同位置划分:可分为α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉
酶、异淀粉酶。
α-淀粉酶又称为液化型淀粉酶,是一种催化淀粉水解生成糊精的淀粉酶。
黑曲霉α-淀粉酶因具有耐酸性,适用于制造助消化的药物。
β-淀粉酶又称为麦芽糖苷酶,是一种外切酶,作用于淀粉时从淀粉链的非还原端开始,作用于α-1,4-糖苷键,顺次切下麦芽糖单位。
其一个重要用途是制造麦芽糖,医学上常用该酶和α-淀粉酶一道作为消化剂使用。
葡萄糖淀粉酶又称γ-淀粉酶,能将淀粉全部水解为葡萄糖,习惯上称之为糖化酶,是一种重要的工业酶制剂。
异淀粉酶又称淀粉α-1,6-糖苷键的脱支酶,此酶作用于枝链淀粉分子分枝点处的α-1,6-糖苷键,将支链淀粉的整个侧链切下变成直链淀粉。
2.按微生物来源划分:可分为细菌淀粉酶、真菌淀粉酶、霉菌淀粉
酶。
3.按反应温度划分:可分为中温淀粉酶和高温淀粉酶,中温淀粉酶
在70度,高温淀粉酶在90~105度。
4.按血清来源划分:可分为唾液型淀粉酶(S-淀粉酶)和胰腺型淀
粉酶(P-淀粉酶)。
淀粉酶在食品中的应用
淀粉酶在食品中的应用刘宝琴摘要:酶,是一种蛋白质,它是由生物活性细胞所产生的,它具有高效率的催化的作用,并且其专一性很强,并且性质温和,没有毒害、无味吧,不会对食品产生幂良的影响,从而[1]大量的应用到食品的焙烤加工中。
淀粉酶在生活中的应用很广泛。
淀粉糖的生产,甜味剂的生产都离不开淀粉酶。
本文主要介绍各种淀粉酶在食品工业中的应用。
关键词: α-淀粉酶食品工业β-淀粉酶一.定义及分类淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称,通常通过淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料,由于淀粉酶的高效性及专一性,酶退浆的退浆率高,退浆快,污染少,产品比酸法、碱法更柔软,且不损伤纤维。
是目前发酵工业上应用最广泛的一类酶。
淀粉酶一般作用于可溶性淀粉、直链淀粉、糖原等α-1,4-葡聚糖,水解α-1,4-糖苷键的酶。
根据酶水解产物异构类型的不同可分为α-淀粉酶(EC3(2(1(1()与β-淀粉酶(EC3(2(1(2()。
α-淀粉酶广泛分布于动物(唾液、胰脏等)、植物(麦芽、山萮菜)及微生物。
微生物的酶几乎都是分泌性的。
此酶以Ca2+为必需因子并作为稳定因子和激活因子,也有部分淀粉酶为非Ca2+依赖型。
淀粉酶既作用于直链淀粉,亦作用于支链淀粉,无差别地随机切断糖链内部的α,1,4-链。
因此,其特征是引起底物溶液粘度的急剧下降和碘反应的消失,最终产物在分解直链淀粉时以葡萄糖为主,此外,还有少量麦芽三糖及麦芽糖,其中真菌a-淀粉酶水解淀粉的终产物主要以麦芽糖为主且不含大分子极限糊精,在烘焙业和麦芽糖制造业具有广泛的应用。
另一方面在分解支链淀粉时,除麦芽糖、葡萄糖、麦芽三糖外,还生成分支部分具有α-1,6-键的α-极限糊精(又称α-糊精)。
一般分解限度以葡萄糖为准是35-50%,但在细菌的淀粉酶中,亦有呈现高达70%分解限度的(最终游离出葡萄糖);β-淀粉酶广泛分布与α-淀粉酶的不同点在于从非还原性末端逐次以麦芽糖为单位切断α,1,4-葡聚糖链。
白酒酿造有关的酶系
白酒酿造有关的酶系目前已知与白酒酿造有关的酶系,可分为两大类:一类为分解酶类,即分解原科的淀粉酶类,纤维素酶,蛋白质分解酶等;另一类为酒精发酵及其它微量成份发酵的酶系列,如磷酸化酶、脱氢酶、脱羧酶,氨基转换酶、酯酶等。
各类物质的生成都遵循着一定的代谢途径,是一个比较复杂的生物化学过程。
(一)淀粉酶系淀粉酶主要存在于麦芽、细菌和霉菌中。
淀粉酶是水解淀粉葡萄糖苷键一类酶的总称。
1.α-淀粉酶:α-淀粉酶.习惯上又称液化型淀粉酶,它能将淀粉的α-1,4葡萄糖苷键分解,但不能作用于α-1,6葡萄糖苷键。
分解直链淀粉时,其作用产物大部分为麦芽糖(87%)及少量的葡萄糖(13%),而作用于支链淀粉时,由于不能分解α-1,6葡萄糖苷键,其最终产物为麦芽糖(73%)、葡萄糖(19%)和异麦芽糖(8%)。
它对支链淀粉分解很不彻底,其残留物中带有α-1,6分枝的小分子糊精,称为α-界限糊精,这种糊精不能被酵母发酵成酒精,成为固体酒糟或酒精废醪中的残余淀粉。
α-淀粉酶的分解速度最初很快,可使庞大的淀粉分子迅速断裂为较小的分子,能降低蒸煮醪的粘度。
α-淀粉酶可从专门的细菌酶制剂和麸曲中制得。
α淀粉酶分解的淀粉与碘的呈色反应,很快由蓝—→紫—→红—→浅红—→无色(碘色)。
随着淀粉分子变小,粘度下降,与碘的呈色反应,依生成的糊精分子大小而异,小到一定程度后,其呈色反应出现消失点,其主要产物为少量葡萄糖,大多为麦芽糖和异麦芽糖。
多数酵母不利用异麦芽糖,在测定酒糟和废醪时,成为残余淀粉存在。
枯草杆菌的α-淀粉酶,水解淀粉的作用方式,可分为糖化型和液化型两种,耐高温可达80—90℃;曲霉、根霉的α-淀粉酶,可耐高温55—70℃;拟内孢霉、卵孢霉(Qospora)的α-淀粉酶,可耐高温50—70℃。
通常黑曲霉的α-淀粉酶,较其它霉菌更加具有耐酸性。
细菌的α-淀粉酶较耐高温,在液态白酒和酒精发酵中,多应用于浓醪发酵,在蒸煮后加入α-淀粉酶,能降低蒸煮醪的粘度。
酶制剂在工业上的应用现状与展望
《酶工程》课程论文学院:材料与化工学院专业班级:2011级生物工程(2)班姓名:李丹丹学号:20110412310047评阅意见评阅成绩评阅教师:2014年6月12日酶制剂在工业上的应用现状与展望姓名:李丹丹学院和专业:材料与化工生物工程2班摘要:酶制剂是一类特殊的食品添加剂,具有催化高效性,专一性等显著特点。
文章综述了食品工业中酶制剂利用及新动向,包括淀粉糖、油脂、蛋白质加工、面包、啤酒、饮料工业以及改善苦味的酶类的应用。
并介绍了酶与食品的关系、酶制剂在食品生产中用于保藏、改善质量和增加营养价值、增加品种种类、提高便捷性和提高食品生产效率等作用,还介绍了酶制剂在饲料中的应用。
并对酶制剂在食品工业中和在动物饲料方面的发展方向进行展望。
关键词:酶制剂食品工业饲料工业应用1.酶制剂的简介酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质。
而从生物体中提取的具有酶活力的制品,称为酶制剂。
酶制剂主要用于食品加工和制造业方面,它在对提高食品生产效率和产量、改进产品风味和质量等方面有着其它催化剂所无法替代的作用。
另外,酶制剂在日化、纺织、环境保护和饲料等行业也有着较广泛的应用。
随着发酵工业的发展,酶制剂的主要来源已被微生物所取代,它具有不受季节、地区和数量等因素影响的特性,还具有种类多、繁殖快、质量稳定和成本低等特点。
随着微生物育种技术的发展,酶制剂的种类越来越多,分类也越来越细。
目前我国已工业化生产的、且用于食品工业的酶制剂主要有:淀粉酶、异淀粉酶、果胶酶和蛋白酶等,它们在食品加工中都起着十分重要的作用。
当然,尽管目前我国酶制剂行业的发展已有了长足进步,但与发达国家相比,还有很大差距。
为进一步加快酶制剂产业技术的进步,今后应注重在调整产品结构、增加新品种、提高产品质量和竞争力、实现规模化经营和拓宽应用领域等方面作深入的研究。
2.酶制剂在食品工业中的应用利用淀粉酶可以将淀粉水解为葡萄糖或不同DE值的淀粉糖浆,再经过葡萄糖异构酶的作用产生果葡糖浆;果胶酶用于果汁的加工和澄清,可提高果酒的得率,改善澄清效果,加快过滤速度;乳糖酶可分解牛奶中的乳糖,提高人体对牛奶的消化性;脂肪酸可改进食品风味;蛋白酶可用于蛋白胨和氨基酸混合液的制造,生产糖果使用的蛋白发泡剂,用在面包、糕点和通心粉的生产上可缩短揉面时间、增强面团延伸性和改进产品质量,用在肉类加工上可嫩化肉类、软化肠衣和提高质量,用在乳酪制造上可缩短生产时间等。
糖化技术
糖化技术第一节糖化理论在液化工序中,淀粉经a-淀粉酶水解成糊精和低聚糖范围较小分子产物,酶法糖化是利用葡萄糖淀粉酶进一步将这些产物水解成葡萄糖。
一、理论收率、实际收率及淀粉转化率1、理论收率纯淀粉通过完全水解,因有水解增重的关系,每100g淀粉能生成111.1g葡萄糖,如下面反应式所表示:(C5H10O5)n+nH2O→nC6H12O6淀粉水葡萄糖162 18 180100.00份 111.11份因此葡萄糖的理论收率为111.11%2、实际收率从生产葡萄糖的要求,希望能达到淀粉完全水解的程度,但由于复合分解反应的发生及生产管理过程中的损失,葡萄糖的实际收率仅有105%~108%。
葡萄糖的实际收率的计算的公式为:收率=糖液体积(V)×糖液葡萄糖浓度%(C)/ 投入淀粉量(W)×淀粉含量(Cˊ)×100%3、淀粉转化率淀粉——葡萄糖转化率是指100份淀粉中有多少份淀粉转化成葡萄糖,其计算公式为:糖液体积(V)×糖液葡萄糖浓度(C)转化率=×100%投入淀粉量(W)×淀粉含量(Cˊ)×1.11二、DE值与DX值1、DE值工业上用DE值(也称葡萄糖值)表示淀粉的水解程度或糖化程度。
糖化液中还原性糖全部当作葡萄糖计算,占干物质的百分比称为DE值。
还原糖用裴林氏法或碘量法测定,干物质用阿贝拆光仪测定。
在此值得注意的是,阿贝拆光仪所测出的浓度是指每100g糖液中,含有多少g干物质。
而还原糖的浓度是指100ml糖液中,含有多少g还原性糖,因此DE值实际计算公式为还原糖浓度(C″)DE值=×100%干物质浓度(Wˊ)×糖液比重(d)2、DX值糖液中葡萄糖含量占干物质的百分率称为DX值葡萄糖浓度(C)DX值=×100%干物质浓度(Wˊ)×糖液比重(d)3、DE值与DX值的区别葡萄糖的实际含量稍低于葡萄糖值,因为还有少量的还原性低聚糖存在。
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。
玉米直链淀粉的酶法制备及其性质的研究
行直链淀粉含量的测定,从而得出增加直链淀粉含量 的最佳处理条件。 1.1 试验材料及试剂
玉米淀粉:山东恒仁工贸有限公司;异淀粉酶: 武汉诺辉医药化工有限公司;直链淀粉和支链淀粉标 准品:美国 Sigma 公司;其他试剂为分析纯。
ALC–210.4 电子分析天平:德国赛多利斯集团; DK–2000–IIIL 恒温水浴锅:天津泰斯特仪器有限公 司;PB–10 pH 计:德国赛多利斯集团;TDL–50B 离 心机:上海安亭飞鸽有限公司;IRPrestige–21 傅立叶 变换红外光谱仪:日本岛津公司;Quanta–200 环境扫 描电子显微镜:荷兰 FEI 有限公司。 1.2 实验方法 1.2.1 玉米直链淀粉的制备过程
表 1 正交试验因素水平表
因素
水平 A 淀粉乳浓度 B 异淀粉酶添加量 C 酶解时间
/%
/(U/g)
/h
1
5
20
2
2
7.5
25
4
3
12.5 红外光谱分析 将提前进行过烘干处理的玉米原淀粉、直链淀粉
标准品及酶解玉米直链淀粉通过 KBr 压片法制成薄 片,以空气为空白对照,用 FT–IR 傅里叶红外光谱仪 进行检测。 1.2.6 扫描电镜测颗粒形态
0615ls06-05
22
粮食与油脂
2015 年第 28 卷第 6 期
加入 0.09 mol/LNaOH 5mL 作为空白对照。再向 7 个 容量瓶中都依次加入 50mL 蒸馏水,1 mL 1 mol/L 乙 酸和 1 mL 的碘试剂,蒸馏水定容显色 10 min 后用紫 外分光光度计(620 nm)测量吸光度,绘制标准曲线。
收稿日期:2015–01–04 基金项目:山东省高等学校科技计划项目(J11LC12) 作者简介:史晓云(1989~ ),女,在读研究生,研究方向:功能食品与食品添加剂。 通信作者:崔波(1971~ ),男,教授,硕士生导师,博士,研究方向:食品添加剂和功能性食品配料、农产品加工储藏、淀粉深加工等。
浅谈几种常见酶制剂的研究及其应用
浅谈几种常见酶制剂的研究及其应用酶是具有催化活性的蛋白质,它具有高效性、专一性、无毒副作用、不产生残留等特点。
酶广泛的存在于动物、植物以及微生物体内,是生物体维持正常的生理生化功能必不可少的成分。
家禽、家畜对饲料中营养物质的利用也是在消化道中各种酶的作用下将各种大分子的物质降解为易被吸收利用的小分子物质的。
酶制剂通常可粗略分成2大类:一类是内源性酶,与消化道分泌的消化酶相似,如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等,直接消化水解饲料中的营养成分;另一类是外源性酶,它是消化道不能分泌的酶,如纤维素酶、果胶酶、半乳糖苷酶、β-葡聚糖酶、戊聚糖酶(阿拉伯木聚糖酶)和植酸酶。
外源性酶不能直接消化水解大分子营养物质,而是水解饲料中的抗营养因子,间接促进营养物质的消化利用。
大量的试验研究表明,酶制剂主要参与机体内的以下活动:①参与细胞的降解,使酶与底物充分接触,促进营养成分的消化;②去除抗营养因子,改善消化机能;③补充(或激活)内源酶的不足,改进动物自身肠道酶的作用效果;④参与动物内分泌调节,影响血液中某些成分的变化;⑤水解非淀粉多糖(NSP),降解消化道内容物的黏度;⑥改变消化道内菌群的分布;⑦加强动物保健;⑧减少环境污染。
几种常见酶制剂的作用见表1。
1 蛋白酶蛋白酶是工业酶制剂中最重要的一类酶,约占全世界酶销售量的60%。
根据其作用机制和作用最适pH值,蛋白酶可分为酸性蛋白酶(pH值为2.5~3)、中性蛋白酶(pH值在7左右)、碱性蛋白酶(pH值在8左右)。
酸性蛋白酶用途十分广泛。
食品工业上用于啤酒、白葡萄酒的澄清和酱油的酿造;制革工业用于脱毛和皮革软化;医药工业用作消炎和助消化剂;饲料工业中多采用酸性和中性蛋白酶,以提高动物对蛋白质的水解效率,促进动物对饲料蛋白质的吸收效率。
1.1 酸性蛋白酶酸性蛋白酶分子量在35 000道尔顿左右。
酶分子活性中心有2个天冬酰氨残基,在已经进行过氨基酸序列分析的酸性蛋白酶分子中约有30%的区域是同系的。
异淀粉酶的应用
异淀粉酶的应用异淀粉酶在饲料工业中的应用价值(1 中国农业大学水利与土木工程学院;2 生物能源持续开发利用教育部工程研究中心;3 云南师范大学酶工程重点实验室;4 云南师范大学生命科学学院;5 云南大学生命科学学院省工业微生物发酵工程重点实验室)在动物体内,营养物质的消化和吸收过程中,酶起着非常重要的促进作用。
一般情况下,动物自身能分泌消化酶——蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等,进入消化道,对其摄入的蛋白、脂肪和淀粉等营养物质进行降解,成为能被吸收的小分子,如:氨基酸、脂肪酸、甘油和葡萄糖等。
饲料中不仅有营养物,还有大量的结构性多糖,如:果胶、纤维素、甘露聚糖、木聚糖及抗营养物植酸等,而动物(尤其是反刍动物)自身不能产生或分泌降解这些结构性多糖及抗营养物的酶(果胶酶、纤维素酶、甘露聚糖酶、木聚糖酶和植酸酶),因而为了降解这些结构性抗营养物,显著提高饲料的利用率,添加于饲料中的酶,一般是消化酶(蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶)和非消化酶制成的复合酶制剂。
饲用酶制剂的研究与应用已有十多年的历史,大量研究表明:饲用酶制剂是一种高效、无毒且无残留的绿色饲料添加剂。
饲用酶制剂中非消化酶和消化酶的添加,都能不同程度地降低食糜黏稠度,促进营养物质的消化和吸收,提高饲料利用率。
非消化酶的添加可破坏植物细胞壁,降低食糜黏稠度,消除饲料抗营养物的有害作用;消化酶的添加可补充内源消化酶的不足,促进消化机能的改善与养分的吸收利用,提高饲料的生物转化率,促进畜禽的生长发育与生产性能,降低养殖成本,减少粪便中有机物及磷和氮的排放量,减轻畜禽养殖对环境的污染。
另外,由于无毒、无残留和不产生抗药性,饲用酶制剂还可作为抗生素添加剂的替代品,添加溶菌酶可杀灭畜禽及水产品体内的某些病原体,防止一些疾病的发生,提高畜禽及水产养殖的整体效益。
谷物(如玉米、高粱、麦类和豆类)中的淀粉是畜禽饲料中糖类的主要来源,淀粉是由葡萄糖单体通过α-1,4-葡萄糖苷键聚合形成的直链淀粉和在α-1,6位有分支的支链淀粉组成的混合物。
酶在啤酒酿造工业中的应用
酶在啤酒酿造工业中的应用酶是生物体内产生的一类具有催化能力的物质,俗称生物催化剂。
它能加快生化反应并使反应以一定顺序转换。
啤酒酿造过程就是将淀粉、蛋白质等高分子物质,转变成含有一定酒精、二氧化碳以及低分子多肽、糊精、各种氨基酸及糖的溶液的过程。
这一过程包含很多生物化学反应。
这些生化反应几乎全部由麦芽和酵母中的各种酶类参与完成。
啤酒酿造过程实际上是产酶、用酶、灭酶的过程。
因此,酶在啤酒酿造工业中占有相当重要的地位。
1、啤酒酿造过程中涉及到的酶啤酒酿造过程实质是酶反应过程。
而酶主要来源于麦芽、酵母。
另外,一些商品酶制剂也应用于啤酒酿造过程中,为提高啤酒质量,降低酿造成本起了积极的作用。
1.1糖苷酶类1.1.1淀粉酶类淀粉酶类是糖化时淀粉分解的重要催化剂,淀粉的酶催化分解作用几乎专由两个主要酶进行的,即α-淀粉酶和β—淀粉酶,其它酶只起从属作用。
1.1.1.1 α-淀粉酶该酶水解淀粉,初始后不久就会使淀粉分子裂变成小分子糊精,从而使醪液粘度迅速下降,故又称“液化酶”。
淀粉酶作用于淀粉时,从分子内部水解α—l,4—糖苷键而生成糊精和还原糖。
又称内切淀粉酶。
α—淀粉酶作用于直链淀粉时,从分子内迅速水解α—1,4—糖苷键,将淀粉降解为低分子糊精及少量麦芽糖、葡萄糖。
然后缓慢地将低分子糊精水解为麦芽糖、葡萄糖。
而对于支链淀粉则不能水解分支点α—l,6—糖苷键。
但能越过分支点水解内部α—1,4—糖苷键。
水解产物除葡萄糖、麦芽糖外,还生成极限糊精及其它低聚糖,如异麦芽糖,异麦芽三糖等。
α—淀粉酶对淀粉作用,随着粘度下降,碘反应也由蓝变紫,再转为红、黄直至无色。
1.1.1.2 β—淀粉酶又称麦芽糖苷酶,是一种催化淀粉水解成麦芽糖的淀粉酶。
主要来源于大麦、小麦、大豆、甘薯块根等高等植物。
啤酒酿造中所需β—淀粉酶主要靠麦芽提供。
β—淀粉酶作用于淀粉时从其非还原性末端开始,依次每隔两个葡萄糖残基水解α—1,4—糖苷键,主要生成麦芽糖。
食品保鲜中用到的酶及作用
溶菌酶、葡萄糖氧化酶、异淀粉酶和纤维素酶2.1 葡萄糖氧化酶食品保鲜过程中,氧的存在会使食品受到很大的影响。
作用:①去除果汁、饮料、罐头和果蔬干制品包装中的氧气,防止产品氧化变色,抑制微生物生长,延长食品贮藏期。
②脱糖氧化,去除食品中残留的葡萄糖,防止因葡萄糖引起的褐变反应,主要应用于生产脱水制品使用:①生产中将葡萄糖氧化酶与产品(反应底物)置于透气不透水的薄膜袋中,封闭后立即投入需要处理的密闭容器内。
由于底物中葡萄糖氧化酶和葡萄糖发生酶促反应时,必须通过薄膜微隙有选择性地摄取容器空间里的氧,由此利用葡萄糖的氧化而达到食品包装空间的耗氧作用,防止产品氧化变质。
②例如,在蛋液中加入适量的葡萄糖氧化酶(100~200 mg/ kg) ,不断地供给适量的氧气,在30~32 ℃条件下处理一段时间,使葡萄糖完全氧化,从而很好地保持蛋类制品的色泽和溶解性。
2.2 异淀粉酶大米、蚕豆、马铃薯、麦芽和甜玉米等均发现有异淀粉酶存在。
异淀粉酶现已应用于以淀粉为原料的食品生产。
作用:异淀粉酶能够专一性分解淀粉类物质中一1,6糖苷键。
单独采用异淀粉酶,可使支链淀粉变为直链淀粉。
直链淀粉具有凝结成块,易形成结构稳定的凝胶物性。
使用:因此,可以作为强韧的食品包装薄膜。
该薄膜对氧和油脂具有良好的隔绝性,又因涂布展开性好,故适合作为一些食品的保护层。
异淀粉酶处理谷物淀粉制成的直链淀粉,也可以制成高质量的粉丝。
2.3 纤维素酶作用:有些果蔬经纤维素酶处理后,细胞壁会发生膨胀、软化,可提高可消化性和改进口感。
使用:马铃薯、胡萝卜等经纤维素酶处理,干燥后再加水时具有复原性,便于果蔬贮存与运输。
2.4 溶菌酶溶菌酶即N一乙酰胞壁质酶,作用于细菌细胞壁N一乙酰胞壁酸(NAM)与N一乙酰葡糖胺(NAG)之间的13—1,4一糖甘键,在自然界中普遍存在。
作用:能选择性地使微生物细胞壁溶解,从而使其失去生物活性,达到延长食品保鲜期的目的,且对食品营养成分无破坏作用。
异淀粉酶酶解玉米淀粉的性质及其成膜性研究的开题报告
异淀粉酶酶解玉米淀粉的性质及其成膜性研究的开题报告一、研究背景淀粉是一种重要的生物大分子,广泛存在于植物组织中。
玉米淀粉以其良好的化学稳定性和功能特性,成为了工业上的重要原料。
然而,淀粉质材料具有较低的机械强度和极差的耐水性,在实际应用中易被降解和破坏。
因此,研究如何改善淀粉质材料的耐水性,并提高其机械强度,对于淀粉材料的应用具有重要的意义。
异淀粉酶是一种重要的淀粉水解酶,能有效地将淀粉分解为低聚糖,从而改善材料的耐水性,并提高材料的强度。
此外,异淀粉酶还是形成膜的理想酶源。
通过控制异淀粉酶酶解玉米淀粉的条件,可以制备出具有优异性能的淀粉质膜。
二、研究内容本研究旨在通过对异淀粉酶酶解玉米淀粉的性质研究,探讨其成膜性,并制备出具有优异性能的淀粉质膜。
具体研究内容如下:1. 研究异淀粉酶对玉米淀粉的酶解性质,调查不同酶解条件下酶解的效率及低聚糖产物的组成和分子量分布。
2. 研究形成淀粉质膜的关键因素,探究异淀粉酶酶解玉米淀粉的产物对膜的形成及性能的影响。
3. 通过组合酶法和复合膜技术,设计制备出具有优异性能的淀粉质膜,并对其性能进行测试和分析。
三、研究意义1. 通过对异淀粉酶酶解玉米淀粉的性质研究,为淀粉质材料的应用提供新的思路和方法。
2. 探究形成淀粉质膜的关键因素,并制备出具有优异性能的淀粉质膜,为淀粉质材料的开发和利用提供了新的途径。
3. 通过本研究,能够深入了解淀粉酶解产物的性质及其对淀粉质材料性能的影响,为淀粉质材料的应用提供科学的依据和理论支持。
四、研究方法本研究主要采用液相酶解法、离子凝聚法和复合膜技术等方法,对异淀粉酶酶解玉米淀粉的性质及其成膜性进行研究。
具体方法如下:1. 酶解玉米淀粉将一定量的玉米淀粉加入异淀粉酶缓冲溶液中,控制不同的酶解条件,如酶解时间、反应温度、pH等,调查异淀粉酶酶解玉米淀粉的酶解效率及产物组成和分子量分布。
2. 制备淀粉质膜通过离子凝聚法或复合膜技术,将异淀粉酶酶解玉米淀粉的水解产物与其他天然高分子或合成聚合物相结合,形成淀粉质材料的膜状成品。
酶在生活中的应用
酶在日常生活中的应用(一)酶在化妆品行业的应用目前在化妆品领域,生物技术主要用于生产科技含量高的化妆品活性添加剂,这些技术主要包括生物提取分离技术、生物发酵技术、酶工程和植物细胞培养技术等。
利用这些技术,可以为化妆品开发提供高效、安全和价优的原材料和添加剂。
1. 生物发酵技术生物发酵技术是采用现代生物工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用产品或直接把微生物应用于工业生产过程,如运用生物发酵技术生产透明质酸(HA)和辅酶Q10 等。
HA 是由N-乙酰葡糖胺和糖醛酸为基础形成的一种杂多糖,它能和硫酸软骨素等共同组成黏多糖类物质,是结缔组织的主要成分之一。
过去HA 主要从鸡冠和脐带中提取,其含量较少,成本高。
日本资生堂于1985年利用生物发酵技术,对链球菌进行突变处理而筛选出HA高产菌株,通过发酵法大规模生产HA,运用该法1 L 培养液中可得5 g-6g 高纯度的HA,使得HA 作为一种保湿剂在化妆品行业得到了广泛应用。
2. 酶工程酶工程是指利用酶、细胞或细胞器等具有的特异催化功能,借助生物反应装置和通过一定的工艺手段生产出人类所需产品。
它是酶学理论与化工技术相结合形成的一种新技术。
利用酶工程可提取动植物中的各种活性成分,如植物多糖、植物黄酮、生物活性肽等。
生物活性肽是对生物机体的生命活动有益或是具有生理作用的肽类化合物,是一类分子质量小于 6 000 Da 且具有多种生物学功能的多肽。
蛋白质本身是生物活性肽的前体,选择合适的蛋白酶水解这些多肽链,把具有生物活性的肽片断释放出来,从而可制得具有各种生理功能的生物活性肽。
蛋白质水解产生的活性肽主要是以化学法和酶法水解而来。
化学法以酸或碱断开蛋白质肽键,由于反应环境较极端,不利于活性的保持。
酶法水解蛋白质生产的活性肽安全性高,无副作用,能在温和的条件下进行定位水解分裂产生特定的肽,且水解过程易于控制。
因此,酶法生产的小分子生物肽已成为化妆品领域研究的一个重要方向。
淀粉脱支后环化制备大环糊精
淀粉脱支后环化制备大环糊精许燕;周星;金征宇【摘要】以普通玉米淀粉、木薯淀粉、高直链玉米淀粉为底物制备大环糊精,先利用异淀粉酶将这3种底物脱支处理以后,再利用栖热水生菌4-α-糖基转移酶的环化作用来生产大环糊精.结果表明:经过脱支处理以后,普通玉米淀粉大环糊精的最高转化率从20.3%增加到33.6%(1.7倍);木薯淀粉大环糊精的最高转化率从16.82%增加到32.4%(1.9倍);高直链玉米淀粉大环糊精的最高转化率从24.53%增加到44.07%(1.8倍).因此,该方法是种有效的大环糊精生产方法,具有工业化应用的潜能.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2013(039)011【总页数】6页(P62-67)【关键词】4-α-糖基转移酶;普通玉米淀粉;木薯淀粉;高直链玉米淀粉;大环糊精【作者】许燕;周星;金征宇【作者单位】江南大学食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡,214122;江南大学食品学院,江苏无锡,214122;江南大学食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡,214122;江南大学食品学院,江苏无锡,214122;江南大学食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡,214122;江南大学食品学院,江苏无锡,214122【正文语种】中文大环糊精(cycloamylose)是一类由9个及9个以上葡萄糖残基连接而成的环状大分子,具有水溶性好、黏度低、不易回生等特点。
与3种常见环糊精α-CD、β-CD和γ-CD(聚合度分别为6,7和8)相比,大环糊精由于分子环尺寸增大,而具有更大的疏水空腔,因而可以包埋各种不同大小的客体分子,起到保护客体分子的作用[1]。
在医药领域,大环糊精可以与布洛芬、氟比洛芬等药物发生相互作用,起到稳定药物,提高药物生物利用率的作用[2-4]。
在蛋白折叠系统中,大环糊精可以作为一种有效的人工分子伴侣,阻止蛋白分子聚集并提高蛋白分子的折叠程度[5]。
在食品领域,大环糊精可以作为食品的回生控制剂、食品风味物质的缓释剂。
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群母异捷粉辞】.6直链期精植绚蜘曹群母当时.对如下现象的结论显然是错误的.该酶与糯米淀粉液作用.能引起混浊.并于数日后发生白色沉淀,如以碘反应运渐变为蓝色.这种碘反应的变化与用酸和淀粉酶等分解淀粉时的变化恰好相反,因而当时误认为该酶有合成淀粉作用,而将其命名为淀粉合成酶.后来.随着淀粉化学的进展,对淀粉酶有了更深入的了解.认识到上述碘反应颜色的变化是与支链淀粉和直链淀粉的性能有关,所谓淀粉合成酶实际上是切断'6糖苷键的酶.放将该酶重新命名为异淀粉酶.异淀粉酶.广泛存在于自然界.在植物中.如大米,蚕豆,马铃薯,麦芽和甜玉米等均发现有异淀粉酶的存在.在高等动物的肝脏,肌肉中亦有类似于异淀粉酶的分解Ⅱ一1,6糖苷键的酶存在.微生物中能够产生异淀粉酶的菌种很多.除最初以酵母中发现异淀粉酶外,后来发现,不少细菌和某些放线菌均能产生异淀粉酶.而且还了解到,不同来源的异淀粉酶对于底物作用的专一性有所不同.
目 录
1简介
2原理
3应用
1简介
异淀粉酶的性质在淀粉酶分类中,通常将异淀粉酶排在最后,它是淀粉酶类家族中的一名新成员.
2原理
其实早在1940年由酵母抽提渡中即发现了异淀粉酶但对异淀粉酶的酶学特性认识却经历了一段不算太短的时间.\表淀粉酶分类常用名作用的键主要生成物来辑0一淀粉酶1.4葡萄糖动物(睡液.胰脏)期精细曹,霉菌麦芽糖植糟(麦芽)淀粉酶1.4麦芽糖大豆.山芋,鲴膏糖化蘸1.41.6葡萄糖动物.霉曹.细曹.
国内虽然从1973年就开始解支酶的研究工作,但一直局限于微生物(典型菌株产气气杆菌来源的普鲁兰酶和高等植物(如麦芽)来源的R-酶(植物支链淀粉脱支酶)。近年来,王弋博等研究的中温地衣芽孢杆菌,其出发菌株的异淀粉酶活达到3.35U/mL,诱变后酶活提高到7.37U/mL。夏静等从云南梁河温泉水样中分离筛选到一株产异淀
异淀粉酶的酶学特性对其在工业中的应用,具有重要的参考价值。以淀粉质为原料的淀粉糖加工、食品、饲料和医药等行业,可依据自身的加工条件,选用不同的异淀粉酶,以期达到对淀粉的最充分利用,以减少粮耗和能耗,从而降低生产成本。
4异淀粉酶在饲料工业中的应用
酶有高度的专一性和特异性,并且不同动物种类和不同的生长阶段,动物体内产生的酶种类和数量并不相同,因此,根据不同动物和不同生长阶段的特点选用合适的饲用酶制剂,才能有效发挥和提高酶制剂的作用效果。动物的幼龄期,消化系统的发育还不完善,消化酶,尤其是蛋白酶和淀粉酶分泌还不足,是使用酶制剂较理想的阶段。一般应选用含有多种消化酶,特别是淀粉酶和蛋白酶为主的酶制剂。由于一般用于饲料的谷物淀粉中,直链淀粉含量仅占20%,支链淀粉含量高达80%,而目前常用酶制剂中的淀粉酶主要为α-淀粉酶、糖化酶和β-淀粉酶,这几种酶无论是作为单酶使用还是作复合酶使用都不能迅速彻底地水解支链淀粉,因而,添加适量的异淀粉酶分解经液化的分支部分,使其转变为直链淀粉,这样更有利于其他淀粉酶的水解过程。据国外报道,采用此法,饲料中的谷物淀粉的利用率可得到极大的提高。
2异淀粉酶的作用原理
异淀粉酶是一种内切型淀粉酶,与普鲁兰酶、寡-1,6-葡萄糖苷酶和支链淀粉-6-葡聚糖水解酶等同属淀粉脱支酶。异淀粉酶能专一性地切开支链淀粉分支点的α-1,6-糖苷键,可剪下整个侧支,形成直链淀粉,它的最小作用底物是63-麦芽三糖基麦芽四糖,不能从β-限制糊精和-限制糊精水解由2个或3个葡萄糖单位构成的侧链,对茁霉多糖的活性很低;只能水解构成分支点的α-1,6-糖苷键,而不能水解直链分子中的α-1,6-糖苷键。由于异淀粉酶对底物中α-1,6-糖苷键位置的特异性强,因而早期被应于淀粉、糖原及其水解产物和其他有关化合物分子结构的理论研究。近年来,异淀粉酶已广泛应用于酶制剂或食品工业的加工助剂,异淀粉酶可单独使用,也可与其他酶配合使用。单独使用,异淀粉酶可改变谷类淀粉性质,使支链淀粉变为直链淀粉,制造粉丝和淀粉膜;异淀粉酶与β-淀粉酶配合使用可生产高麦芽糖;与其他淀粉酶(α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶)配合使用,可使淀粉糖化迅速且完全。
α-淀粉酶是内切型糖苷酶,它以随机的方式水解葡聚
糖非链端处的内部α-1,4-糖苷键,产生各种类型的寡糖,可使底物黏度迅速降低,不能水解α-1,6-糖苷键,但能跨越;糖化酶属于外切型糖苷酶,可从非还原末端催化α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键水解断裂,逐个切下葡萄糖单元,产生葡萄糖,但后者的水解侧每隔2个葡萄糖单位水解α-1,4-糖苷键,产生相对低分子质量并带有β-D构型的单一类型产物,作用于支链淀粉产生极限糊精,不能越过α-1,6分支点去进攻另一侧的α-1,4-糖苷键,主要产物为麦芽糖及β-极限糊精。
饲用酶制剂的研究与应用已有十多年的历史,大量研究表明:饲用酶制剂是一种高效、无毒且无残留的绿色饲料添加剂。饲用酶制剂中非消化酶和消化酶的添加,都能不同程度地降低食糜黏稠度,促进营养物质的消化和吸收,提高饲料利用率。非消化酶的添加可破坏植物细胞壁,降低食糜黏稠度,消除饲料抗营养物的有害作用;消化酶的添加可补充内源消化酶的不足,促进消化机能的改善与养分的吸收利用,提高饲料的生物转化率,促进畜禽的生长发育与生产性能,降低养殖成本,减少粪便中有机物及磷和氮的排放量,减轻畜禽养殖对环境的污染。另外,由于无毒、无残留和不产生抗药性,饲用酶制剂还可作为抗生素添加剂的替代品,添加溶菌酶可杀灭畜禽及水产品体内的某些病原体,防止一些疾病的发生,提高畜禽及水产养殖的整体效益。
;放线菌异淀粉酶最适温度较高,如:链霉菌N0.28的异淀粉酶最适pH为5,最适温度为60℃,在pH 5.5~5.7时酶最稳定。金属离子对异淀粉酶活性有影响,一般受Mg2+和Ca2+轻微激活,但受到Hg2+、Cu2+、Fe3+和A13+等的抑制;而钙离子能提高异淀粉酶pH稳定性和热稳定性。
异淀粉酶
只水解糖原或支链淀粉分枝点的-1,6糖苷链,切下整个侧枝,形成长短不一的直链淀粉。异淀粉酶对底物的作用特点,可以从其对糯米淀粉作用后产物的特性得到证实。当异淀粉酶作用于糯米淀粉时,随着解支作用的进行,碘色反应由红变兰,还原力增加,在丁醇中发生沉淀,淀粉溶液变为易于老化,出现了直链淀粉的特征。异淀粉酶与其他淀粉酶配合使用时,一个引人注目的现象是,可使淀粉糖化完全。
3应用
主要表现在对于各种支链多聚糖以及茁霉多糖的分解能力上.轻工业部食品发酵工业研究所经过多年的研究.选育到一株可甩于工业化生产的产气气杆菌(),编号为065—10该菌产生的异淀粉酶能分解茁霉多糖及糯米淀粉分子中的,6糖苷键.所谓茁霉多糖.其构造根据1965年-]]等的研究,它是含1.4键聚麦芽三糖,在其两端有,6键,如此反复聚合成直链状葡聚糖.由培养产气气杆菌1065—1获得的异淀粉酶.其特性为:1.底物专一性.该酶能专一地分解糯米淀粉及茁霉多糖分子中的1,6糖苷键.主要产物为麦芽三糖.
粉酶的栖热菌,其产酶的初始酶活达4.14U/mL。王武等对短杆菌异淀粉酶产生菌进行选育及酶作用性质的研究,结果发现,摇瓶发酵液中酶活单位最高可达520U/mL,酶作用最适pH可低至5,最适温度可高至55℃,是至今为止国内较为优良的产异淀粉酶菌株,但未见其工业化生产的报道。
饲料工业用淀粉质原料大部分含有70%~80%的支链淀粉,支链淀粉是由α-1,4-葡萄糖链通过α-1,6-糖苷键产生侧枝而形成高度分支的多糖,由于每隔20~25个葡萄糖单位就有一个支链点,支链淀粉含4%~5%的α-1,6-糖苷键。因为糖化酶对淀粉中的α-1,6-糖苷键作用力较弱,即使α-淀粉酶与糖化酶联合使用对淀粉的最高转化率DE值为96%,支链淀粉不被分解则影响饲料中淀粉的彻底利用。因而,饲用酶制剂中添加专一水解α-1,6-键的异淀粉酶,可极大提高淀粉的水解速度及最终水解度。理论上可使淀粉彻底水解。
1异淀粉酶的来源
异淀粉酶是淀粉酶家族的重要成员,属于解支酶的一种。自然界中,异淀粉酶来源广泛。目前已在许多植物(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。微生物是工业用异淀粉酶的主要来源。微生物中能产生异淀粉酶的菌种很多,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。
在动物体内,营养物质的消化和吸收过程中,酶起着非常重要的促进作用。一般情况下,动物自身能分泌消化酶——蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等,进入消化道,对其摄入的蛋白、脂肪和淀粉等营养物质进行降解,成为能被吸收的小分子,如:氨基酸、脂肪酸、甘油和葡萄糖等。饲料中不仅有营养物,还有大量的结构性多糖,如:果胶、纤维素、甘露聚糖、木聚糖及抗营养物植酸等,而动物(尤其是反刍动物)自身不能产生或分泌降解这些结构性多糖及抗营养物的酶(果胶酶、纤维素酶、甘露聚糖酶、木聚糖酶和植酸酶),因而为了降解这些结构性抗营养物,显著提高饲料的利用率,添加于饲料中的酶,一般是消化酶(蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶)和非消化酶制成的复合酶制剂。
3异淀粉酶的酶学特性
微生物来源的异淀粉酶为诱导型胞外酶。酵母、细菌和某些放线菌均能产生异淀粉酶,但不同来源的异淀粉酶对于底物作用的专一性有所不同,对于各种不同聚合度的支链淀粉具有不同的分解能力。酶作用的最适温度和最适pH环境及金属离子对酶的影响都有差异。一般而言,酵母异淀粉酶最适pH为6~6.8,最适温度为20~25℃;产气气杆菌l0016菌株异淀粉酶最适pH为5.6~7.2,最适温度为45~50℃
谷物(如玉米、高粱、麦类和豆类)中的淀粉是畜禽饲料中糖类的主要来源,淀粉是由葡萄糖单体通过α-1,4-葡萄糖苷键聚合形成的直链淀粉和在α-1,6位有分支的支链淀粉组成的混合物。饲料中的淀粉只有被水解成为葡萄糖单体,才能被动物消化道有效吸收。因而,饲用酶制剂中,作为外源性辅助消化酶,淀粉酶的使用占有重要地位。按照水解淀粉方式的不同,主要的淀粉酶分为4大类型:α-淀粉酶、糖化酶、β-淀粉酶和淀粉解支酶。目前,饲用酶制剂中常用的淀粉酶有α-淀粉酶、糖化酶(葡萄糖淀粉酶)和β-淀粉酶。