淀粉酶及其应用
淀粉酶的概念
淀粉酶的概念
淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称,属于葡萄糖苷酶的一种。
它主要作用于淀粉以及相关的多糖类物质,将其分解为较小的糖分子,如葡萄糖和麦芽糖。
淀粉酶在消化系统中扮演着重要的角色,它帮助人体消化和吸收碳水化合物。
在人体内,淀粉酶主要由胰腺和唾液腺产生,分别称为胰淀粉酶和唾液淀粉酶。
当食物中含有淀粉时,淀粉酶会被释放到胃和小肠中,开始分解淀粉。
首先,唾液淀粉酶在口腔中开始作用,将淀粉分解为较小的糖分子。
然后,胰淀粉酶在小肠中继续作用,将淀粉进一步分解为葡萄糖和麦芽糖,以供人体吸收和利用。
如果淀粉酶的产生或活性受到影响,就可能导致消化系统的问题,如胰腺炎、胰腺功能不全等。
此外,一些遗传性疾病也可能导致淀粉酶的缺乏或异常,如遗传性胰腺病变和先天性淀粉酶缺乏症。
因此,淀粉酶的正常功能对于人体的健康至关重要。
淀粉酶的使用方法
淀粉酶的使用方法淀粉酶的使用方法淀粉酶是一种生物酶制剂,BF7658α―淀粉酶采用地衣芽孢杆菌经发酵、提取精制而成。
广泛应用于淀粉糖、酒精、啤酒、味精、食品酿造、有机酸、纺织、印染、造纸及其他发酵工业。
近年来有钓友用淀粉酶作鱼饵添加剂,发现其诱鱼效果非常显着,而且价格相对低廉,已成为钓友们制作鱼饵的优良添加剂。
淀粉酶的使用方法:1、直接添加到饵料中。
基础饵料一千克,淀粉酶一百克。
淀粉酶用适量温水溶解后,直接添加到饵料中搅拌均匀,放置半小时左右即可使用。
2、作为酶制剂糖化饵料。
淀粉酶能够把基础饵料中的淀粉发酵分解,变成淀粉糖,而且使饵料变得松软甘甜、富有粘性,增加饵料的适口性。
1〉玉米糁(或者经过脱皮的干玉米粒)一千克,用水浸泡十二小时以上,直到完全泡胀。
2〉把泡好的玉米置于锅中加凉水,加到高于玉米一厘米左右。
取淀粉酶一百克,用凉水溶解,加一半(五十克)到锅中。
3〉慢火加热,过程约半小时。
至沸腾时保持五分钟,停止加热。
4〉放置冷却到七十摄氏度左右(不很烫手的程度)时,加入另一半已溶解的淀粉酶,保温半小时后自然冷却。
5〉把已冷却的玉米用细纱布滤出水分,即可用来做基础饵料。
(滤出的水分不要丢弃,可以浓缩后再加到饵料中,其中含有麦芽糖等多种营养物质)第二种用法实质上就是工业“双酶法”生产淀粉糖的简化过程。
用这种方法处理过的玉米糁或者玉米粒,其中的淀粉已经部分或全部被糖化,玉米也变得松软甘甜,极大提高了饵料的适口性。
糖化后的玉米粒可以直接挂钩作钓饵。
糖化后的玉米糁作基础饵料,再加入适量的氨基酸、DMPT、香味剂等添加剂,配制成适用的饵料。
用糖化玉米做钓饵,对鲫鱼、鲤鱼、草鱼、鳊鱼等鲤科鱼类均有极好的诱钓效果。
淀粉酶的作用及应用
淀粉酶的作用及应用淀粉酶是一种水解酶,其主要作用是将淀粉水解成较小的可溶性糖类物质,如葡萄糖和麦芽糖。
淀粉酶在生物体内起着重要的作用,也被广泛应用于食品加工、饲料生产、医药制剂和工业生产等领域。
淀粉酶在生物体内的作用主要是参与淀粉的消化过程。
人体内的唾液淀粉酶和胰腺淀粉酶可以将淀粉水解成可被人体消化吸收的小分子糖类,从而提供能量和营养物质。
在动物和微生物的消化系统中,淀粉酶也起着类似的作用,帮助生物体更好地消化吸收淀粉类食物。
在食品加工领域,淀粉酶被广泛应用于面包、饼干、酿造等食品的生产过程中。
淀粉酶可以促进淀粉的降解和发酵过程,使得食品口感更佳、品质更优。
例如,在面包的生产中,添加适量的淀粉酶可以使面团更加柔软,面包更加松软,口感更好。
在啤酒酿造中,淀粉酶可以将大米或小麦中的淀粉水解成可发酵的糖类,从而帮助酵母发酵生产酒精,使得啤酒口感更加香醇。
在饲料生产领域,添加适量的淀粉酶可以帮助畜禽更好地消化吸收饲料中的淀粉类物质,提高饲料的利用率和动物的生长速度。
在畜禽的生产中,淀粉酶也被广泛应用于饲料配方中,以提高动物生长的效率。
在医药制剂中,淀粉酶被用于治疗消化系统疾病。
由于淀粉酶可以帮助人体消化吸收淀粉,因此在一些消化不良或胃肠道疾病患者的治疗中被广泛应用。
例如,一些胃肠道疾病患者会出现消化酶分泌不足的情况,这时可以通过服用淀粉酶制剂来帮助消化吸收食物,减轻症状。
在工业生产中,淀粉酶也具有重要的应用价值。
例如在纺织工业中,淀粉酶被用于纺织品的整理和精炼过程中,可以降解淀粉杂质和浆料,提高纺织品的质量。
在造纸工业中,淀粉酶也可以被用于退浆和漂白过程中,帮助降解造纸过程中残留的淀粉类物质,提高纸张的质量。
总的来说,淀粉酶具有重要的生物学作用和广泛的应用价值。
从食品加工到医疗保健,从饲料生产到工业生产,淀粉酶都发挥着重要的作用,为人们的生活和生产带来了便利和价值。
随着科技的不断发展和进步,相信淀粉酶在未来会有更广泛的应用场景和更大的发展空间。
淀粉酶在造纸中的应用
淀粉酶在造纸中的应用
淀粉酶在造纸中有着广泛的应用,主要涉及纸张表面施胶和淀粉糊的制备。
淀粉酶可以改善纸张的品质,增加纸张的白度和不透明度,使纸张更加光滑和细腻。
在表面施胶过程中,淀粉酶能够将淀粉水解成可溶性糖,然后通过脱水作用将其转化为薄膜状物质,覆盖在纸张表面,增加纸张的防水性和抗油性。
同时,淀粉酶还可以改善纸张的抗张强度和耐破度等物理性能,提高纸张的使用寿命。
此外,淀粉酶还可以用于淀粉糊的制备。
在制浆过程中,淀粉糊是一种重要的粘合剂,用于将纸张纤维粘合在一起。
淀粉酶可以将淀粉水解成可溶性糖,增加淀粉糊的粘度和稳定性,提高纸张的强度和耐破度。
总之,淀粉酶在造纸中具有广泛的应用,可以提高纸张的品质和使用寿命,同时也可以降低生产成本和环境污染。
随着环保意识的不断提高和技术的不断进步,淀粉酶在造纸中的应用将会更加广泛和重要。
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。
a-淀粉酶概述及应用
面包等焙烤食品储存一定时间后逐渐变干变硬,易碎,风味变差,这些都是 由于面包的陈化造成的,每年由于面包老化造成巨大的损失。传统的用于抑制老 化,提高焙烤食品质地和风味的添加剂主要有化学试剂,食糖,奶粉,糖酯,卵 磷脂和抗氧化剂等,近几年,酶 制剂越来越多的作为面团改良剂和抗老化剂用在 焙烤工业中,包括α-淀粉酶、分支酶、去分支酶、β-淀粉酶和普鲁兰酶等,其 中将α-淀粉酶和普鲁兰酶联合使用可以有效的延迟焙烤食品陈化,提高产品的货 价期。但是 ,在使用α-淀粉酶时,对其加入量要求比较严格,稍微过量就会导 致面包等焙烤食品粘度的增加。因此,最近人们逐渐使用中温α-淀粉酶,由于其 最适作用温度在 50℃~70℃左右,所以其在淀粉糊化时具有活性,而在焙烤过程 中则会逐渐失活,最终在焙烤完成时活性丧失。而且,在加工过程中α-淀粉酶会 水解淀粉生成聚合度在 4~9 的糊精,这些糊精也具有抗老化性。但是,现在中温 α-淀粉酶仅能从极少的一些微生物中提取[9-10]。
4.α-淀粉酶的工业应用
α-淀粉酶是淀粉及以淀粉为材料的工业生产中最重要的一种水解酶,其最早 的商业化应用在 1984 年,作为治疗消化紊乱的药物辅助剂。现在,α-淀粉酶已 广泛应用于食品、清洁剂、啤酒酿造、酒精工业等。
4.1 在焙烤工业中的应用
各种酶制剂在食品工业中的应用已有上百年的历史,最近几十年α-淀粉酶广 泛地应用于焙烤工业中焙烤工业中使用的酶制剂有很多,如蛋白酶、脂肪酶、普 鲁兰酶、木聚糖酶、纤维素酶、糖化酶等,但没有一种酶能取代α-淀粉酶在焙烤 食品中的应用。α-淀粉酶用于面包加工中可以使面包体积增大,纹理疏松;提高 面团的发酵速度;改善面包心的组织结构,增加内部组织的柔软度;产生良好而 稳定的面包外表色泽;提高入炉的急胀性;抗老化,改善面包心的弹性和口感; 延长面包心储存过程中的保鲜期。
低温α-淀粉酶
低温α-淀粉酶
低温α-淀粉酶(Low-temperature α-amylase)是一种能在较低温度下活性的α-淀粉酶。
这类酶通常能够在相对较低的温度范围内(一般在10°C到40°C之间)保持其催化活性,因此对于一些需要在低温条件下进行生产或处理的工业应用具有重要意义。
以下是低温α-淀粉酶的一些特点和应用领域:
1.活性温度:低温α-淀粉酶的活性温度一般在较低的范围内,
适合在低温环境下进行工业生产。
2.来源:这类酶可以从一些适应低温环境的微生物中提取,例如
一些生活在寒冷环境的细菌或真菌。
3.食品工业:低温α-淀粉酶在食品工业中有一些应用,例如在
低温条件下制备一些涉及到淀粉降解的食品制品,如糖浆和面粉的加工。
4.酿酒工业:在啤酒酿造等过程中,低温α-淀粉酶可以用于麦
芽中淀粉的降解,有助于发酵过程的进行。
5.生物燃料生产:在生物质降解和生物燃料生产的过程中,低温
α-淀粉酶的活性温度范围可能更适合在低温条件下操作。
6.洗涤剂生产:低温α-淀粉酶也可能用于洗涤剂的生产,尤其
是那些需要在低温下进行的洗涤工艺。
这些特性使得低温α-淀粉酶在一些需要低温工艺的工业领域中具有潜在的应用前景。
不同的酶可能有不同的特性,因此在具体应用中需要选择适合特定条件的酶。
淀粉酶在酿酒中的应用
淀粉酶在酿酒中的应用
嘿,你知道不?淀粉酶在酿酒的时候可有用啦。
我跟你讲讲我去一个小酒厂参观的事儿哈。
那天我跟着一群人去了那个酒厂,一进去就闻到一股浓浓的酒味。
我们在酒厂里面转了一圈,看到好多大罐子和机器。
有个师傅就给我们介绍酿酒的过程。
师傅说,在酿酒的时候,淀粉酶可是个大功臣呢。
淀粉酶能把淀粉分解成糖,这样才能让酵母发酵,产生酒精。
我就想,这淀粉酶还挺厉害的嘛。
师傅还说,不同的酒需要不同的淀粉酶。
比如说,酿白酒的时候,要用一种耐高温的淀粉酶,因为白酒的发酵温度比较高。
而酿啤酒的时候,就要用一种适合低温的淀粉酶,不然啤酒的味道就不好了。
我记得有一次,那个酒厂的师傅们遇到了一个问题。
他们酿的一批酒味道有点不对,不知道是哪里出了问题。
后来他们一检查,发现是淀粉酶出了问题。
原来是他们买的淀粉酶质量不好,分解淀粉的效果不好,所以酒的味道就不好了。
师傅们赶紧换了一种好的淀粉酶,重新酿了一批酒。
这次酿出来的酒味道就好多了。
我尝了一口,哇,可好喝了。
总之啊,淀粉酶在酿酒中可重要了。
没有淀粉酶,就酿不出好酒来。
就像那个小酒厂的师傅们一样,要选对淀粉酶,才能酿出美味的酒。
下次你喝酒的时候,可以想想里面有淀粉酶的功劳哦。
嘿嘿。
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。
淀粉酶在食品及酒类生产的应用
用于食品及酒类生产的中温α-淀粉酶◇产品简介:淀粉,一种碳水化合物的高度聚合体,是由两个多聚糖,多糖和支链淀粉构成的。
中温α-淀粉酶能改变淀粉内部结构,使淀粉粘度下降,达到生产要求。
SUKAMY-Med是一种枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)经深层发酵产生的中温α-淀粉酶。
能够将淀粉水解成长短不一的糊精及少量的低分子糖类、葡萄糖和麦芽糖。
本产品广泛应用于饴糖,啤酒,黄酒,葡萄糖,味精等行业。
◇产品优点:用本产品对淀粉进行分解,具有操作工艺简单、成本低、无污染等优点。
本产品在25℃下保存至少3个月仍然具有所标示的活性。
如果保存在更低的温度下,其活性会维持更长时间。
但本产品不能冷冻。
◇产品特性:在70—85℃之间,随着温度升高,其反应速度加快,但失活也加快。
最适作用温度75℃。
◇产品规格:产品酶活力为1,000 U/mL或1000U/g;2,000 U/mL或2000U/g)可以根据客户要求定制不同规格的产品。
酶活力定义:1毫升(克)酶于60℃,PH6.0条件下,1小时液化可溶性淀粉1克即为一个酶活力单位以u/ml及u/g来表示。
◇执行标准:本产品执行中华人民共和国行业标准QB1805.1—93。
◇使用说明:使用量为3-6 U/g,为提高酶活力稳定性,钙离子浓度应在50—70ppm。
具体的加酶量,应根据实际情况进行实验而定。
◇产品包装:25公斤/箱;根据需求量的大小可更换包装。
◇储存条件:地址:山东省潍坊市高新区卧龙东街1999号邮编(P.C.):261061本品属于生物活性物质,应置于低温,干燥处,避免阳光直射。
常温下(25℃)储存三个月酶活不低于标示酶活力。
如遇少量沉淀现象,可以摇匀后使用,其效果不变。
◇注意事项:本产品是一种无毒的生物降解物质,但要避免不必要的产品接触。
长期暴露在一些本产品中会使某些人对产品产生敏感反应。
每次接触产品后要用温水、香皂洗手,将产品放在儿童不能触及的地方。
淀粉酶的应用及研究进展
淀粉酶的应用及研究进展淀粉酶是一种能够分解淀粉类物质的酶,在多个领域具有广泛的应用。
随着科技的不断进步,淀粉酶的研究和应用也在不断深入。
本文将详细介绍淀粉酶的应用领域和研究进展,以期为相关领域的研究提供参考。
淀粉酶是一种水解酶,能够将淀粉分解成相对较小的分子,如葡萄糖、麦芽糖等。
根据酶的来源不同,可以分为α-淀粉酶和β-淀粉酶。
其中,α-淀粉酶广泛存在于高等植物和微生物中,而β-淀粉酶则主要存在于高等植物和某些微生物中。
淀粉酶在自然界中分布广泛,扮演着重要的角色,尤其是在食品、生物制药和环境治理等领域具有广泛应用。
食品领域在食品领域中,淀粉酶主要用于制作糖浆、葡萄糖等淀粉类食品。
通过使用不同种类的淀粉酶,可以控制糖类的生成量和生成速度,从而获得所需的食品品质。
淀粉酶还可以用于改善食品的口感和外观,如用α-淀粉酶处理小麦粉可以使其变得更加松软。
在生物制药领域中,淀粉酶主要用于药物的制备和生产。
例如,β-淀粉酶可以用于制备免疫抑制剂、抗炎药等药品的有效成分。
淀粉酶还可以用于生物柴油的生产,提高生物柴油的产率和质量。
随着生物技术的不断发展,淀粉酶在生物制药领域的应用前景将更加广阔。
在环境治理领域中,淀粉酶主要用于水处理和农业废弃物的处理。
β-淀粉酶可以用于降解农业生产中的纤维素类废弃物,将其转化为可利用的糖类,从而实现农业废弃物的资源化利用。
淀粉酶还可以用于水处理中的污泥减量,提高污水处理效率。
新一代淀粉酶的研发随着科技的不断进步,新一代淀粉酶的研发工作正在不断深入。
目前,新型淀粉酶的研究主要集中在提高酶的稳定性、降低成本以及优化生产工艺等方面。
例如,通过基因工程手段,可以培育出具有更强水解能力和稳定性的淀粉酶。
利用合成生物学方法,还可以构建出更加高效的淀粉酶生产系统,为淀粉酶的应用提供更加可持续的解决方案。
除了新型淀粉酶的研发外,淀粉酶基因改造也是当前研究的热点之一。
通过基因改造手段,可以改变淀粉酶的活性、热稳定性等关键性质,从而优化其在不同领域的应用效果。
淀粉酶在食品工业中的应用
淀粉酶的用途是:用作果汁加工中的淀粉分解和提高过滤速度以及蔬菜加工、糖浆制造、葡萄糖等加工制造。
1、在纺织物中加入淀粉酶可以使衣物更加柔软,而且还不会损伤皮肤,适合做睡衣。
2、其次淀粉酶还可以应用在蔬菜加工的过程之中,可以使蔬菜保持新鲜亮度,在制造糖浆的过程中也可以起到良好的作用。
3、异淀粉酶还可以用于微生物的发酵,平时所蒸馒头用的酵母粉就是从中所得来,而且在果汁加工过程中也是可以提高大量的速度,工业化生产大大提高。
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。
淀粉酶的种类很多,根据织物不同,设备组合不同,工艺流程也不同,所用的退浆方法有浸渍法、堆置法、卷染法、连续洗等,由于淀粉酶退浆机械作用小,水的用量少,可以在低温条件下达到退浆效果,具有鲜明的环保特色。
淀粉酶及其应用
淀粉酶及其应用0 引言淀粉酶分布非常广泛,是人们经常研究的一种酶。
从纺织工业到废水处理,这些酶都有不同规模的应用。
淀粉酶是淀粉降解酶。
它们广泛存在于微生物、植物和动物体中。
它们将淀粉及相关的聚合物分解为带有具体淀粉分解酶特征的产品。
最初,淀粉酶一词用来指可以水解直链淀粉、支链淀粉、肝糖及其降解产品中α-1,4-糖苷键的酶(本菲尔德(Bernfeld),1955年;费希尔(Fisher)和斯坦(Stein),1960年;迈拜克(Myrback)和纽慕勒(Neumuller),1950年)。
它们水解相邻葡萄糖单体之间的键,产生带有具体用酶特征的产品。
近年来,人们发现了很多与淀粉及相关多糖结构降解有关的新型酶,并对其进行了研究(鲍伊(Boyer)和英格尔(Ingle),1972年;博诺考尔(Buonocore)等人,1976年;格里芬(Griffin)和福格蒂(Fogarty),1973年;福格蒂(Fogarty)和格里芬(Griffin),1975年)。
(1)有一些微生物源可以劈开这些结构中的α-1,4或α-1,4和/或α-1,6键,人们将现在已经或将来可能对这些微生物源工业化生产有重大影响的酶分为六种(福格蒂(Fogarty)和凯利(Kelly),1979年)。
(2)水解α-1,4键和绕过α-1,6键的酶,比如α-淀粉酶(内作用淀粉酶)。
(3)水解α-1,4键,但不能绕过α-1,6键的酶,比如β-淀粉酶(把麦芽糖当作一个重要的终端产品来生产的外作用淀粉酶)。
(4)水解α-1,4和α-1,6键的酶,比如淀粉葡糖苷酶(葡萄糖淀粉酶)和外作用淀粉酶。
(5)仅水解α-1,6键的酶,比如支链淀粉酶和其它一些脱支酶。
(6)优先水解其它酶对直链淀粉和支链淀粉所起的作用产生的短链低聚糖中α-1,4键的酶,比如α-葡萄糖苷酶。
(7)将淀粉水解为一连串非还原环状口葡糖基聚合物,称为环糊精或塞查丁格(Sachardinger)糊精的酶,比如浸麻芽孢杆菌(Bacillus macerans)淀粉酶(环糊精生成酶)。
淀粉酶
在酶法液化中,当平均聚合度达到10~l2时就要终止水解作用。目前,有两种截然不
同的耐热α-淀粉酶被广泛应用于淀粉加工技术中。第一种大规模使用的液化α-淀粉酶是解
淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)淀粉酶。后来,一种更耐热的地衣芽孢杆菌
将现在已经或将来可能对这些微生物源工业化生产有重大影响的酶分为六种(福格蒂
(Fogarty)和凯利(Kelly),1979年)。
(2)水解α-1,4键和绕过α-1,6键的酶,比如α-淀粉酶(内作用淀粉酶)。
(3)水解α-1,4键,但不能绕过α-1,6键的酶,比如β-淀粉酶(把麦芽糖当作一个重
它的最高工作温度只有105℃。
(2)酸酶液化法
这是另一种液化法,它利用了地衣芽孢杆菌(B.1icheniformis)酶的热稳定性。淀粉浆
经过蒸煮、冷却至100~95℃时加入酶制剂。干物质含量为30%~40%的淀粉浆在高温下蒸
煮5min。由于蒸汽加压锅可产生剪切作用,所以,为产生足够的机械降粘效果,应使用蒸
变得非常高。耐热a一淀粉酶作为稀释剂,它可以降低粘度并部分水解淀粉。这样就避免了
糊液冷却时淀粉的回生。
淀粉技术中传统的稀释剂是酸(盐酸或草酸,pH值2,140~150℃下5min)。采用耐热
α-淀粉酶作为稀释剂意味着液化过程更加温和。减少了副产品的形成,降低了精制与回收
的成本(格林榭费尔茨(Greenshields)和麦克格里夫雷(Macgrillivray),l972年;博迟
化钠将淀粉浆pH值调整到6~6.5。如果淀粉浆中的游离钙离子低于50ppm时,需要加入
淀粉酶的糖化机理与应用
淀粉酶的糖化机理与应用淀粉酶(Amylase)是一类酶,主要负责将淀粉分解为较小的糖分子淀粉酶广泛存在于动植物和微生物中,是生物体消化吸收淀粉的重要酶类本文将从淀粉酶的糖化机理和应用两个方面进行详细探讨1. 淀粉酶的概述淀粉酶是一种水解酶,可以将淀粉分解为麦芽糖、葡萄糖等小分子糖类根据淀粉酶来源的不同,可以分为三类:动物淀粉酶、植物淀粉酶和微生物淀粉酶动物淀粉酶主要存在于动物的胰腺和小肠中,植物淀粉酶主要存在于植物的种子和果实中,微生物淀粉酶则广泛存在于微生物细胞内2. 淀粉酶的糖化机理淀粉酶的糖化机理主要涉及以下几个步骤:2.1 底物的识别与结合淀粉酶通过其活性部位与淀粉分子中的α-1,4-糖苷键结合,识别并结合淀粉分子淀粉酶的活性部位通常含有一个或多个糖苷键水解活性中心,这些活性中心可以与淀粉分子中的糖苷键发生特异性结合2.2 底物的断裂在底物结合后,淀粉酶通过其活性中心的水解功能,断裂淀粉分子中的α-1,4-糖苷键,从而将淀粉分解为较小的糖分子这个过程中,淀粉酶会与淀粉分子形成酶-底物复合物,然后逐步水解糖苷键,生成麦芽糖、葡萄糖等小分子糖类2.3 产物的释放与再结合随着糖苷键的水解,淀粉分子逐渐减小,新的糖分子不断生成这些小分子糖类会从酶的活性部位释放出来,同时新的淀粉分子碎片也可能再次与酶的活性部位结合,继续水解反应这个过程反复进行,直至淀粉分子被完全水解3. 淀粉酶的应用淀粉酶在食品、医药、工业等领域具有广泛的应用3.1 食品工业在食品工业中,淀粉酶主要用于面粉的改良、食品的增稠、酿酒、制糖等过程淀粉酶可以将淀粉水解为小分子糖类,提高食品的口感、质地和稳定性3.2 医药领域在医药领域,淀粉酶主要用于治疗胰腺功能不足、消化不良等疾病淀粉酶可以帮助分解淀粉,减轻胃肠道的负担,促进营养物质的吸收3.3 工业领域在工业领域,淀粉酶主要用于生产葡萄糖、麦芽糖等糖类产品,以及生物乙醇、生物化工产品等淀粉酶可以将淀粉转化为可发酵的糖类,为生物化工产业提供重要的原料本文对淀粉酶的糖化机理和应用进行了简要介绍淀粉酶作为一种重要的酶类,在生物体内外发挥着重要的生理功能,具有广泛的应用前景4. 淀粉酶的种类与特性淀粉酶根据其来源和催化活性的差异,可以分为α-淀粉酶、β-淀粉酶和γ-淀粉酶等这些不同类型的淀粉酶在结构和功能上存在一定的差异4.1 α-淀粉酶α-淀粉酶是一种最常见且活性最高的淀粉酶它主要存在于动物的胰腺和小肠中,也可以在微生物中发现α-淀粉酶对淀粉分子中的α-1,4-糖苷键具有高度的特异性,能够快速将淀粉分解为麦芽糖和少量葡萄糖4.2 β-淀粉酶β-淀粉酶主要存在于植物和微生物中,对淀粉的水解作用相对较慢β-淀粉酶主要断裂淀粉分子中的非还原端糖苷键,生成较短的糊精链4.3 γ-淀粉酶γ-淀粉酶是一种较为少见的淀粉酶,主要存在于某些微生物中γ-淀粉酶对淀粉的水解作用较为缓慢,主要断裂淀粉分子中的中间糖苷键,生成较短的糊精链5. 淀粉酶的调控机制淀粉酶的活性受到多种因素的调控,包括温度、pH、酶的浓度、底物的浓度等5.1 温度对淀粉酶活性的影响淀粉酶的活性随温度的升高而增加,但当温度超过一定范围时,酶会变性失活不同来源的淀粉酶最适温度略有不同,一般在35℃-60℃之间5.2 pH对淀粉酶活性的影响淀粉酶的活性也受pH值的影响不同来源的淀粉酶最适pH值也有所不同,一般在6.5-8.0之间pH值的变化会影响酶的构象和活性部位的电荷状态,从而影响淀粉酶的催化活性5.3 酶浓度和底物浓度对淀粉酶活性的影响酶浓度和底物浓度对淀粉酶活性也有重要影响在一定范围内,随着酶浓度和底物浓度的增加,淀粉酶活性也增加但当酶浓度和底物浓度超过一定范围时,酶活性不再增加,因为酶的活性部位已经饱和6. 淀粉酶的糖化过程优化为了提高淀粉酶的糖化效率,可以采取以下几种措施:6.1 酶的固定化通过酶的固定化,可以使酶在反应体系中更加稳定,便于回收和重复利用固定化酶技术在淀粉酶的糖化过程中得到了广泛应用6.2 酶的突变与工程化通过基因突变和蛋白质工程等技术,可以改变淀粉酶的氨基酸序列和活性部位的结构,从而提高淀粉酶的活性和稳定性6.3 糖化过程的优化通过优化糖化过程的条件,如温度、pH、酶浓度、底物浓度等,可以提高淀粉酶的糖化效率此外,还可以通过添加助剂、采用合适的反应器设计等措施,进一步提高糖化效率本文对淀粉酶的种类、特性、调控机制以及糖化过程优化进行了详细探讨淀粉酶作为一种重要的酶类,在生物体内外发挥着重要的生理功能,具有广泛的应用前景7. 淀粉酶在生物能源领域的应用淀粉酶在生物能源领域也发挥着重要作用,尤其是在生物乙醇的生产中生物乙醇是一种可再生能源,可以通过淀粉的水解和发酵产生7.1 淀粉酶在生物乙醇生产中的应用淀粉酶可以将淀粉分解为葡萄糖,然后葡萄糖通过发酵产生乙醇在这个过程中,淀粉酶起到了关键的作用,它提高了葡萄糖的浓度,从而提高了乙醇的产量淀粉酶还可以用于生物柴油的生产生物柴油是一种可再生能源,可以通过淀粉的水解和酯化产生淀粉酶可以提高淀粉的水解效率,从而提高生物柴油的产量和质量8. 淀粉酶在环境保护领域的应用淀粉酶在环境保护领域也有一定的应用,主要体现在淀粉酶可以用于处理淀粉废水8.1 淀粉酶在处理淀粉废水中的应用淀粉废水是一种常见的工业废水,其中含有大量的淀粉淀粉酶可以高效地将淀粉分解为小分子糖类,从而降低废水的淀粉含量,减轻对环境的负担8.2 淀粉酶在处理有机废水中的应用淀粉酶还可以用于处理其他有机废水,如食品加工废水、制药废水等淀粉酶可以分解废水中的有机物质,从而降低废水的COD(化学需氧量)和BOD(生化需氧量),提高废水的可生化性9. 淀粉酶在科研领域的应用淀粉酶在科研领域也有重要的应用,主要体现在淀粉酶可以用于研究淀粉的结构和性质淀粉酶可以通过水解淀粉,生成不同长度的糊精链通过研究糊精链的结构和性质,可以深入了解淀粉的结构和功能9.2 淀粉酶在研究淀粉性质中的应用淀粉酶可以改变淀粉的物理和化学性质,如淀粉的溶解度、凝胶强度等通过研究淀粉的这些性质,可以更好地了解淀粉的生物学功能和应用本文对淀粉酶的种类、特性、调控机制、糖化过程优化以及在生物能源、环境保护和科研领域的应用进行了详细探讨淀粉酶作为一种重要的酶类,在生物体内外发挥着重要的生理功能,具有广泛的应用前景。
论述与淀粉糖生产有关的酶类及其这些酶类在淀粉糖生产中的应用。
论述与淀粉糖生产有关的酶类及其这些酶类在淀粉糖生产中的应用。
答:1.α-淀粉酶α-淀粉酶属内切型淀粉酶,它作用于淀粉时从淀粉分子内部以随机的方式切断α-1,4糖苷键(不能水解支链淀粉中的α-1,6键,也不能水解相邻分支点的α-1,4键;不能水解麦芽糖,但可水解麦芽三糖及以上的含α-1,4键的麦芽低聚糖;由于在水解产物中,还原性末端葡萄糖分子中C1的构型为α-型,故称为α-淀粉酶)。
由于其较耐温,可作为液化酶用于全酶法生产淀粉糖过程中的液化阶段;也可用于糖化阶段,起协同糖化作用(见2、4)。
使糊化淀粉水解到糊精和低聚糖程度(液化是使糊化后的淀粉发生部分水解,暴露出更多可被糖化酶作用的非还原性末端。
它是利用糊化酶使糊化淀粉水解到糊精和低聚糖程度,使黏度大为降低,流动性增高,所以工业上称为液化。
酶液化和酶糖化的工艺称为双酶法或全酶法;液化也可以用酸,酸液化和酶糖化的工艺称为酸酶法。
)。
2.β-淀粉酶β-淀粉酶是一种外切型淀粉酶,它作用于淀粉时从从非还原性末端一次切开相隔的β-1,4键,顺次将它分解为两个葡萄糖基,同时发生尔登转化作用,最终产物全是β-麦芽糖。
所以也称麦芽糖酶。
(淀粉若是由偶数个葡萄糖单位组成,则最终水解产物全部为麦芽糖,若是由奇数个葡萄糖单位组成,则最终水解产物还有少量的葡萄糖。
因为其不能水解支链淀粉中的α-1,6键,也不能跨过分支点继续水解,故水解支链淀粉是不完全的,残留下β-极限糊精。
β-淀粉酶水解淀粉时,由于是从分子末端开始,总有大分子存在,因此黏度下降慢,不能作为糖化酶使用;而水解淀粉水解产物如麦芽糖、麦芽低聚糖时,水解速度很快,可作为糖化酶使用)。
可作为生产麦芽糖过程中的糖化酶,用于水解淀粉水解产物如麦芽糖、麦芽低聚糖,产生麦芽糖。
3.糖化酶(葡萄糖淀粉酶)糖化酶(葡萄糖淀粉酶)对淀粉的水解作用是从淀粉的非还原性末端开始,依次水解α-1,4葡萄糖苷键,顺次切下每个葡萄糖单位,生成葡萄糖(葡萄糖淀粉酶酶专一性差,除水解α-1,4葡萄糖苷键外,还能水解α-1,6键和α-1,3键,但后两种键的水解速度较慢,由于该酶作用与淀粉糊时,糖液黏度下降较慢,还原能力上升很快,所以又称糖化酶)。
淀粉酶的生产及应用
淀粉酶的生产及应用淀粉酶是一种重要的工业酶制剂,具有广泛的应用前景。
以下将就淀粉酶的生产和应用进行详细阐述。
一、淀粉酶的生产淀粉酶是通过发酵工艺生产的,主要来源于微生物、动物和植物。
1. 微生物源生产微生物源生产淀粉酶是目前主要的生产方式,常用的微生物有真菌和细菌。
常见的真菌有Aspergillus、Penicillium、Trichoderma等,常见的细菌有Bacillus、Streptomyces等。
微生物源生产淀粉酶的步骤一般为:选材→筛选高效菌株→发酵→提取淀粉酶→纯化淀粉酶。
2. 动物源生产动物源淀粉酶主要来自猪胰腺。
提取过程一般为:猪胰腺养殖→收集猪胰腺→粉碎破碎→提取淀粉酶→纯化淀粉酶。
3. 植物源生产植物源淀粉酶主要来自马铃薯、玉米等植物中。
提取过程一般为:马铃薯破碎→破菌、杀菌、酶解→提取淀粉酶→纯化淀粉酶。
二、淀粉酶的应用1. 食品工业中的应用淀粉酶在食品工业中有着广泛的应用,主要用于食品加工中的葡萄糖浆、糖化醇、果胶等的制备和糖化工艺的调控。
例如,淀粉酶可将淀粉酶解为较小的糖分子,提高食品中糖的含量,改善口感和稳定性。
此外,淀粉酶还可用于面包、饼干等面粉制品的改良,并提高其贮存性和食用品质。
2. 纺织工业中的应用淀粉酶在纺织工业中主要用于织物的整理处理,如退浆、硫酸盐还原等。
其作用是分解纺织原料中的淀粉,提高降解淀粉成分的活性和效果,从而达到改善织物的柔软度、光泽度和手感等目的。
3. 制浆造纸工业中的应用淀粉酶在造纸工业中广泛应用于原料中的淀粉和非淀粉物质的降解处理。
通过添加适量的淀粉酶,可以有效降低造纸原料中淀粉的含量,提高浆料的筛选效率和纸张的强度、光泽度等性能。
4. 医药工业中的应用淀粉酶在医药工业中主要用于药物的合成和改良。
例如,淀粉酶可以用于制备药物辅料,改变其物化性质,提高药物的稳定性和可溶性。
此外,淀粉酶还可用于药物的表面活性剂、缓释剂等的改良,提高药效和降低毒副作用。
淀粉酶原料药
有关“淀粉酶原料药”的介绍
有关“淀粉酶原料药”的介绍如下:
淀粉酶是一种能够将淀粉和糖原进行水解的酶类总称,通常应用于纺织品、食品和饲料等领域。
淀粉酶的原料药有多种,包括中温淀粉酶和高温淀粉酶等,这些酶可以以白色粉末或棕褐色液体的形式存在。
中温淀粉酶通常以白色粉末的形式存在,其适宜的温度范围在30℃~60℃之间。
高温淀粉酶则是一种液体,适宜的温度范围在60℃~85℃之间。
淀粉酶的包装一般为25公斤包装,可以根据需要选择不同包装规格。
淀粉酶的应用十分广泛,它可以通过催化水解织物上的淀粉浆料,实现高效退浆,具有退浆率高、退浆快、污染少等优点。
同时,淀粉酶的种类繁多,根据不同的织物和工艺流程,可以选择适合的淀粉酶进行应用。
总之,淀粉酶原料药在多个领域都有广泛的应用前景,未来随着科技的不断进步和市场需求的变化,淀粉酶的应用领域还将继续拓展。
土壤淀粉酶的作用
土壤淀粉酶的作用一、淀粉酶的概述淀粉酶是一种在土壤中广泛存在的酶类,它主要催化淀粉分子的降解反应。
淀粉是植物储存能量的主要形式之一,也是土壤中常见的有机物质之一。
淀粉酶通过加速淀粉的分解,将其转化为可供植物吸收利用的简单糖类。
这对于植物的生长发育和土壤质量的维持具有重要意义。
二、土壤淀粉酶的作用1. 促进植物的养分吸收:淀粉酶能够将淀粉分解成葡萄糖、麦芽糖等可溶性糖类,从而提供植物所需的能量和碳源。
这些可溶性糖类能够更容易被植物根系吸收利用,促进植物的生长和发育。
2. 促进土壤有机质的降解:土壤中的有机质主要来自植物残体和微生物的分解代谢产物。
淀粉酶在土壤中的存在和活性,可以加速有机质的降解过程,使有机质中的淀粉等可溶性有机物质释放出来,为土壤微生物提供能源。
3. 提高土壤肥力:土壤中的淀粉酶活性与土壤肥力密切相关。
淀粉酶的活性水平反映了土壤中有机质的降解速率和有机质的稳定性。
高活性的淀粉酶有助于提高土壤的肥力,增加土壤中的养分供应。
4. 促进土壤微生物的代谢活动:土壤中的微生物是土壤生态系统中的重要组成部分,它们参与了有机质的分解、养分循环等关键过程。
淀粉酶作为一种微生物产生的酶类,在土壤中的存在和活性,可以促进土壤微生物的代谢活动,维持土壤生态系统的平衡和稳定。
5. 影响土壤结构:土壤淀粉酶的活性与土壤结构密切相关。
淀粉酶通过加速淀粉的降解,使土壤中的有机质物质得到释放和转化,从而影响土壤颗粒结构和团聚体的形成。
这对于土壤的透水性、通气性和保水性具有重要影响。
三、土壤淀粉酶的调控因素土壤淀粉酶的活性受到多种因素的调控,包括土壤温度、湿度、pH 值、土壤有机质含量、土壤氧气状况等。
其中,温度是影响淀粉酶活性的主要因素之一。
一般来说,温度越高,淀粉酶的活性越高。
湿度和pH值也对淀粉酶活性有一定影响,适宜的湿度和pH值有助于维持淀粉酶的正常活性。
四、淀粉酶在土壤质量评价中的应用土壤淀粉酶活性作为土壤质量评价的指标之一,已广泛应用于农业生产和环境保护领域。
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淀粉酶及其应用0 引言淀粉酶分布非常广泛,是人们经常研究的一种酶。
从纺织工业到废水处理,这些酶都有不同规模的应用。
淀粉酶是淀粉降解酶。
它们广泛存在于微生物、植物和动物体中。
它们将淀粉及相关的聚合物分解为带有具体淀粉分解酶特征的产品。
最初,淀粉酶一词用来指可以水解直链淀粉、支链淀粉、肝糖及其降解产品中α-1,4-糖苷键的酶(本菲尔德(Bernfeld),1955年;费希尔(Fisher)和斯坦(Stein),1960年;迈拜克(Myrback)和纽慕勒(Neumuller),1950年)。
它们水解相邻葡萄糖单体之间的键,产生带有具体用酶特征的产品。
近年来,人们发现了很多与淀粉及相关多糖结构降解有关的新型酶,并对其进行了研究(鲍伊(Boyer)和英格尔(Ingle),1972年;博诺考尔(Buonocore)等人,1976年;格里芬(Griffin)和福格蒂(Fogarty),1973年;福格蒂(Fogarty)和格里芬(Griffin),1975年)。
(1)有一些微生物源可以劈开这些结构中的α-1,4或α-1,4和/或α-1,6键,人们将现在已经或将来可能对这些微生物源工业化生产有重大影响的酶分为六种(福格蒂(Fogarty)和凯利(Kelly),1979年)。
(2)水解α-1,4键和绕过α-1,6键的酶,比如α-淀粉酶(内作用淀粉酶)。
(3)水解α-1,4键,但不能绕过α-1,6键的酶,比如β-淀粉酶(把麦芽糖当作一个重要的终端产品来生产的外作用淀粉酶)。
(4)水解α-1,4和α-1,6键的酶,比如淀粉葡糖苷酶(葡萄糖淀粉酶)和外作用淀粉酶。
(5)仅水解α-1,6键的酶,比如支链淀粉酶和其它一些脱支酶。
(6)优先水解其它酶对直链淀粉和支链淀粉所起的作用产生的短链低聚糖中α-1,4键的酶,比如α-葡萄糖苷酶。
(7)将淀粉水解为一连串非还原环状口葡糖基聚合物,称为环糊精或塞查丁格(Sachardinger)糊精的酶,比如浸麻芽孢杆菌(Bacillus macerans)淀粉酶(环糊精生成酶)。
1 淀粉在描述淀粉分解酶的作用方式和性质前,有必要来讨论一下这种天然基一一淀粉的特性。
淀粉是所有高等植物中主要储备碳水化合物的。
在有些植物中,淀粉占整个未干植物的70%。
淀粉是不溶于水的细小颗粒。
这些颗粒的大小和形状常常由植物母体决定,具有植物品种的特征。
当把淀粉颗粒置于水中加热时,颗粒中的连接氢键变弱,颗粒开始膨胀、凝胶化。
最终,它们根据多糖的浓度或形成糊状物或形成弥散现象。
淀粉来自于植物,比如玉米、小麦、高梁、稻米的种子,或木薯、马铃薯、竹芋的茎根,或来自于西谷椰子的木髓。
玉 米是淀粉的主要商业原料,通过湿磨生产工艺便可获得商品淀粉(博考特(Berkhout),1976年)。
直链淀粉和支链淀粉的特性见表1。
表1直链淀粉和支链淀粉的比较性质 直链淀粉 支链淀粉基本结构 基本直线 分岔在水溶液中稳定性 回生 稳定聚合度 C.103 C.104~105平均链长 C.103 C.20~25β淀粉酶水解 87% 54%β淀粉酶和分支酶水解 98% 79%碘复合物最大值 650nm 650nm淀粉是由直链淀粉和支链淀粉的高分子实体组成的多糖。
这两个聚合物有着不同的结构和物理性质(表1)。
在淀粉悬浮液中加入极性溶剂,比如正丁醇就可以将淀粉按其组成成分分为两个部分。
直链淀粉不溶于水,而支链淀粉则溶于水。
直链淀粉由连结D-葡萄糖残基的α-1,4线性链组成。
因此,在广泛意义上说它可以被α-淀粉酶降解。
有些直链淀粉并不完全被这种酶降解为麦芽糖。
直链淀粉具有数千个葡萄糖单体的聚合度(班克斯(Banks)和格林伍德(Greenwood),1975年)。
由于直链淀粉的分子形状和结构,它在水溶液中是不稳定的,可从水中析出(自然沉淀)。
这是因为它们在与氢的结合中使自己排成直链,从而形成聚合。
这个过程是不可逆的。
可沉淀析出的直链淀粉将只溶于碱性溶液中。
直链淀粉的分子形状决定了它在碱性溶液中具有很高的粘度。
直链淀粉和碘形成合成物,具有很强烈的蓝色,这就构成定量检测淀粉酶方法的基础。
在大多数淀粉中,支链淀粉的比例可高达75%至85%。
支链淀粉的分子量很大,在107~ 108之间,它具有分支结构,由20~25个连结D-葡萄糖残基的α-1,4链组成。
α-1,6联接出现分岔的支链淀粉含有4%到5%的α-1,6-D-糖苷键。
在水溶液中,支链淀粉由于分支分子而表现得相对稳定,不会出现紧密聚集的现象。
在极限粘度值和聚合度之间没有明显的关系。
由于分支结构的本性,削弱了碘的结合力。
淀粉的分支部分是有着不同链条 类型,如A、B和C链的支链淀粉(福格蒂(Fogarty),1983年)。
酸和酶都可作为淀粉水解的催化剂。
酶法水解有几个好处:更有效,所以,水解过程中形成的副产品少,因此,收率较高;酶法水解比较温和,这样就使后面的除灰、脱色精制得以最小化。
淀粉的酶法水解在多年以前就已经工业化应用了,目前,它正逐渐取代传统酸水解工艺(安德考夫勒(Underkofler)等人,1965年;巴夫德(Barfoed),1976年)。
2淀粉酶的应用酶的工业化生产可回溯至高峰让吉(Jhokichi Takamine)博士那个时代,1894年,他开始用麦麸青酒曲培养米曲霉(Aspergillus oryzae),生产消化酶制剂。
l959年,以淀粉为原料,用α-淀粉酶和糖化酶工业化生产葡萄糖粉和葡萄糖晶体。
从那时起,淀粉酶就被广泛用于各种不同的场合中。
将淀粉转化为糖、糖浆和糊精构成了淀粉加工工业的主体(马歇尔(Marshall),1975年)。
水解物除了在食品饮料的生产被用作甜味来源外,它还被用作发酵碳源。
将淀粉转化为含葡萄糖、麦芽糖等产品的水解过程是通过可控降解来实现的(诺曼(Norman),1978年;巴夫德(Barfoed),1976年;赫斯特(Hurst).1975年;斯洛特(Slott)和麦德瑟(Madser),1975年)。
淀粉酶的一些应用如下。
2.1 液化液化是不可溶的淀粉颗粒在水溶液中消散,随后用耐热淀粉酶部分水解的过程。
在生产中,有待液化的淀粉悬浮液一般超过35%(重量/容量)。
所以,随着糊化的进行。
粘度也变得非常高。
耐热a一淀粉酶作为稀释剂,它可以降低粘度并部分水解淀粉。
这样就避免了糊液冷却时淀粉的回生。
淀粉技术中传统的稀释剂是酸(盐酸或草酸,pH值2,140~150℃下5min)。
采用耐热α-淀粉酶作为稀释剂意味着液化过程更加温和。
减少了副产品的形成,降低了精制与回收的成本(格林榭费尔茨(Greenshields)和麦克格里夫雷(Macgrillivray),l972年;博迟(Birch)和查林勃格(Schallenberger),1973年)。
在酶法液化中,当平均聚合度达到10~l2时就要终止水解作用。
目前,有两种截然不同的耐热α-淀粉酶被广泛应用于淀粉加工技术中。
第一种大规模使用的液化α-淀粉酶是解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)淀粉酶。
后来,一种更耐热的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),酶被成功地商业化(麦德森(Madsen)等人,1973年)。
液化可以下列两种方式进行:(1)单段酶液化法1973年,哥本哈根的诺维信公司(Novo Industri A/S Copenhagen)研究出了这个方法并为其申请了专利。
这个方法是在给料罐中调制出含30%~40%干物质的淀粉浆。
用氢氧化钠将淀粉浆pH值调整到6~6.5。
如果淀粉浆中的游离钙离子低于50ppm时,需要加入钙盐。
这时就可以加入液化酶了。
然后,用泵将淀粉浆连续打入一个蒸汽加压锅,在直喷蒸汽流的作用下,锅内的温度高达l05℃。
当淀粉浆通过蒸汽加压锅时,巨大的剪切力作用在淀粉浆上。
这样,除酶的降粘作用外,还会有一些机械降粘的作用发生。
淀粉浆在这样高的温度下在加压锅内保持5min,之后,淀粉浆经过一个弹簧释放阀进入一个反应器,淀粉浆在那里保持2h,95℃。
使酶继续发挥作用。
经过这些步骤之后.液化的淀粉依据所用的酶的多少,它的葡萄糖值(DE)在10~20之间。
DE值定义为表述葡萄糖的还原糖,计算为总干物质的百分比。
这个方法简单,能耗较低,因为与通常用的l40~150℃的工作温度相比,它的最高工作温度只有105℃。
(2)酸酶液化法这是另一种液化法,它利用了地衣芽孢杆菌(B.1icheniformis)酶的热稳定性。
淀粉浆经过蒸煮、冷却至100~95℃时加入酶制剂。
干物质含量为30%~40%的淀粉浆在高温下蒸煮5min。
由于蒸汽加压锅可产生剪切作用,所以,为产生足够的机械降粘效果,应使用蒸汽加压锅。
淀粉浆的pH值应调整至2~5之间,但不要过低,否则,副产品将会影响正常液化。
但如果pH值过高则会削弱酸的降粘作用,同时,还会形成不必要的颜色。
蒸煮后,淀粉浆闪冷到100℃左右,将pH值调整到6到6.5,再加入酶制剂。
用这种办法,酶的消耗略有减少。
同时,也改善了过滤性能,因为在此之前,较好的完成了脂肪/蛋白的分离。
但这种方法增加了蒸汽用量,因高温蒸煮而使燃料成本上升。
液化是淀粉加工第一和最重要的一步。
液化的目的是生成部分水解的淀粉悬浮液,这种悬浮液的粘度相对较低、无副产品、不易回生,适于后续进一步加工,如糖化。
如果液化不好,就会出现过滤效果不佳和溶液混浊的情况。
α-淀粉酶用量适中,温度在105~107℃之间,处理既快又均匀是淀粉浆液化最佳效果的关键所在(服部(Hattori),1984年)。
2.2麦芽糖的生产麦芽糖是自然界存在的一种双糖。
它的化学结构是4-O-α-D-吡喃葡糖基-D-吡喃葡萄糖。
它是麦芽糖糖浆的主要成分(杉本(Sugimoto),1977年)。
麦芽糖可广泛用作甜味剂,还可作为医用静脉输液糖补充剂。
由于麦芽糖的低结晶度和低吸湿性,它在食品工业也有着广泛的应用。
玉米、马铃薯、红薯和木薯淀粉都是麦芽糖的生产原料。
将淀粉浆浓度调整到l0%~20%,生产医用级麦芽糖;调到20%~40%,生产食品级麦芽糖。
生产中使用的α-淀粉酶来自地衣芽孢杆菌(B.1icheniformis)和解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliq-uefaciens)。
2.3玉米高果糖浆的生产F42(果糖含量=42%)玉米高果糖浆(HFCS)是用葡萄糖异构酶对葡萄糖酶法异构产生的。
生产玉米高果糖浆的第一步是通过酶法液化和糖化,将淀粉转化成葡萄糖。
2.4低聚糖混合物的生产低聚糖混合物(麦芽低聚混合物)是用α-淀粉酶、β-淀粉酶和支链淀粉酶作用予玉米淀粉的结果。
麦芽低聚混合物是新的商业产品。
它的成分通常是:葡萄糖2.2%;麦芽糖37.5%;麦芽三糖46.4%;麦芽四糖和大麦芽低聚糖14%。