淀粉酶生产
α-淀粉酶的生产工艺
食品111 陈雅媚 14号
目的：
学习并掌握α－淀粉酶的制备工艺。
α－淀粉酶的背景知识
α-淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中， 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。本次设计的淀粉酶发 酵，分别以玉米粉为碳源，以豆饼为氮源，以 BF-7658枯草芽孢杆菌为生产菌种,同时做出 了生产工艺流程图，详细的介绍了α-淀粉酶的 生产工艺。
3 4 5 6 7
可溶性淀粉溶液 温度条件和 保持时间 斐林试剂 温度条件和 保持时间
2ml
煮沸 1mil
有砖红色沉淀
2ml
煮沸 1mil
无砖红色沉淀
2ml
煮沸 1mil
无砖红色沉淀
实验现象
The end
谢谢 本次课程到此结束
取三支洁净试管，编上号，并分别按下表中序号1至5要求操作。
序 号 1
项
目
试
管
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
可溶性淀粉溶液
1 2ml
60º C热水
2 2ml
沸水
3 2ml
冰块
2
3 4 5
温度条件 (保持5min)
新鲜淀粉酶溶液 （保持5min） 碘液（滴）
1ml 1
不变蓝
1ml 1
变蓝
1ml 1
变蓝
实验现象
二、PH对酶活性的影响
4. 不易以搅拌方式进行质量传递，因此发酵期间， 物质的添加无法达到均匀。 5. 由于不易侦测，从发酵工程的观点来看，许多 工作都只是在定性或观察性质，故不易设计反应 器，难以量化生产或设计合理化的发酵流程。
酶在淀粉类食品生产中的应用知识
酶在淀粉类食品生产中的应用知识引言淀粉是一种重要的能量来源，广泛应用于食品和工业生产中。
然而，淀粉在自然环境下很难被分解和消化。
为了提高淀粉的可利用性和生产效率，酶在淀粉类食品生产中被广泛应用。
本文将介绍酶在淀粉类食品生产中的应用知识。
酶的作用机制酶是一种特殊的蛋白质，可以在生物体内催化化学反应的进行。
在淀粉类食品生产中，主要应用的酶是淀粉酶和糖化酶。
淀粉酶淀粉酶是一类能够水解淀粉为可溶性糖类的酶。
它能够将淀粉分子水解为较小的糖分子，如麦芽糖、葡萄糖等。
淀粉酶的作用机制包括两个主要反应：糊化和糖化。
1.糊化：淀粉酶通过加热作用将淀粉颗粒打破，使其形成胶状糊状物。
这种糊化过程可以使淀粉分子更易于被酶水解。
2.糖化：在糊化的基础上，淀粉酶催化淀粉分子断裂成糖分子。
这些糖分子可以被我们的消化系统吸收和利用。
糖化酶糖化酶是一种能够将复杂糖分子水解为单糖的酶。
它主要作用于淀粉酶无法水解的糖类物质，使其变得更易于消化和吸收。
酶在淀粉类食品生产中的应用酶在淀粉类食品生产中起着重要的作用，以下是几个常见的应用领域。
面粉加工面粉是淀粉类食品的重要原料之一。
在面粉加工过程中，淀粉酶常用于面粉的酵素改良。
面粉中淀粉的成分和性质直接影响到其加工和用途。
淀粉酶可以改善面粉的流动性、黏性和弹性等性质，使面粉更适合制作各种面包和糕点。
面团发酵在面团发酵过程中，淀粉酶通过糖化作用分解淀粉，产生可溶性糖类，为面团中的酵母菌提供能量和营养物质。
这样可以促进面团的发酵过程，使面包和面点的品质更好。
同时，糖化酶也可以用于提高面团中糖分的含量，增加产品的甜度和口感。
淀粉糖化淀粉糖化是指将淀粉水解为可溶性糖类的过程。
这是一项非常重要的工艺，在淀粉类食品和饮料的生产中广泛应用。
通过酶的作用，淀粉水解为可溶性糖类，用于制作各种甜品、饮料和调味品。
淀粉糖化可以提高产品的甜度和口感，延长产品的保质期，同时还可以降低产品的粘度和浓度。
淀粉糊化淀粉糊化是指将淀粉颗粒打破，形成胶状物的过程。
α-淀粉酶的生产工艺流程
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淀粉酶 原料
淀粉酶是一类能够水解淀粉为糖类的酶，常用于食品加工、酿造和生物技术等领域。
淀粉酶的原料主要包括以下几种：
1.淀粉：淀粉是淀粉酶反应的底物，通常从植物中提取得到。
常见的淀粉源包括玉米、小
麦、马铃薯等。
2.发酵产物：某些淀粉酶可以通过微生物发酵产生。
这些淀粉酶的原料可以是含有淀粉的
废弃物或副产品，如谷物糟粕、纤维素废弃物等。
3.培养基成分：对于通过微生物发酵生产淀粉酶的方法，培养基中需要添加适当的碳源、
氮源和微量元素等。
常见的培养基成分包括葡萄糖、蛋白质源（如酵母提取物）、氨盐等。
4.微生物菌株：淀粉酶的生产通常使用具有高产酶能力的微生物菌株。
这些菌株可以是细
菌、真菌或酵母等。
常见的微生物菌株包括枯草杆菌、曲霉、酵母菌等。
以上是常见的淀粉酶原料，不同的淀粉酶制备方法和应用领域会有所差异。
选择合适的原料和生产工艺对于获得高效、纯度较高的淀粉酶产品至关重要。
a-淀粉酶的生产工艺
a-淀粉酶的生产工艺
淀粉酶是一类能够水解淀粉并将其转化为糖类的酶。
它广泛用于食品、饲料、纸浆、
发酵等行业中。
1. 酶菌的选育和培养
淀粉酶可由多种细菌、真菌和原生动物合成，其中最常用的是泌秀菌和枯草芽孢杆菌。
选用高产菌株和适合生产的菌株进行发酵，产生高效淀粉酶。
2. 发酵工艺
发酵工艺是淀粉酶生产的关键步骤。
其主要过程是菌种培养、接种、发酵、分离等。
泌秀菌的发酵条件为温度35℃-42℃，pH为6.0-7.0，培养液中含有可溶性淀粉、氮源、
矿物质以及适量的辅助物质，如表面活性剂等。
枯草芽孢杆菌的发酵条件为温度37℃-55℃，pH为6.5-7.5，培养液中含有可溶性淀粉、氮源和矿物质等。
3. 酶液的提取和纯化
对发酵液进行酶液的提取和纯化，可以采用离心、过滤、超滤、稳态层析等方法。
离
心可将大颗粒杂质和沉淀物去除。
过滤和超滤可去除小颗粒杂质和未溶解物质。
稳态层析
能够去除其他蛋白质等酶外蛋白。
为增强淀粉酶的稳定性，可以将其进行稳定化处理。
稳定化的方法包括添加保护剂、
离子交换、交联、酯化等。
保存时，应避免酶液暴露在空气中、光照下或高温中。
一般情
况下，淀粉酶的保存温度应低于0℃。
总之，淀粉酶的生产工艺涵盖了选育和培养酶菌、发酵、酶液的提取和纯化、稳定化
和保存等多个环节。
只有采取稳定的生产工艺和高效的酶菌，才能获得高质量的淀粉酶产品。
淀粉酶生产工艺
淀粉酶生产工艺淀粉酶作为一种重要的工业酶，广泛应用于食品、医药、饲料、糖化、纺织、皮革等领域。
下面将主要介绍淀粉酶的生产工艺。
淀粉酶的生产工艺通常分为两个步骤：种子培养和发酵生产。
1. 种子培养淀粉酶的种子一般由菌丝体制备而得，种子菌株的选取非常重要。
首先，从土壤、植物、食品中分离得到淀粉酶产生菌株，并经过传代培养筛选出优良菌株。
然后，选择合适的培养基进行菌株的预培养，以获得高活性和高产量的种子菌株。
培养基的选择要考虑到菌株的特性和经济性。
在种子培养过程中，通常采用摇瓶培养或容器培养的方式，控制好温度、pH值和氧气供应等条件，优化菌株的生长。
2. 发酵生产种子培养完成后，将种子菌株接种到大型发酵罐中进行发酵生产。
发酵过程需要控制好发酵温度、pH值、氧气供应和添加剂的投放等条件。
温度：淀粉酶的产生通常在30-50°C之间，具体温度要根据菌株的特性来确定。
温度过高或过低都会影响酶活性和产量。
pH值：淀粉酶一般在中性或微酸性环境下活性最高，一般在pH 5.0-7.0 的范围内进行发酵。
氧气供应：氧气供应对淀粉酶的产生有重要影响，因为淀粉酶属于需要氧气的好氧菌株。
因此，在发酵过程中需要控制好氧气的供应，提供充足的氧气以促进酶的产生。
添加剂：为了提高淀粉酶的产量和稳定性，常常会在发酵过程中添加一些助产剂或诱导剂，如优质动物蛋白、磷酸盐和氨基酸等。
这些添加剂能够提供菌株合成淀粉酶所需的营养物质，增加产酶能力。
发酵时间一般为24-72小时，根据菌株的生长速率和淀粉酶产量进行调整。
发酵过程中，可以通过监测酶活性和生物量的变化来掌握发酵的进程和产酶情况。
在发酵结束后，可通过离心、超滤等技术手段将淀粉酶提取和分离出来，经过加工和精制，最终得到纯净的淀粉酶产品。
综上所述，淀粉酶的生产工艺主要包括菌株的培养和发酵生产两个步骤。
通过控制好培养条件和发酵参数，能够提高淀粉酶的产量和质量，达到产业化生产的要求。
α-淀粉酶的生产工艺
a-淀粉酶的发酵生产工艺扌商要：a•淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中，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，a•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。
1•菌种的选育1. 1细菌的分离与初步鉴定：将土壤系列稀释，把10乞10-\10腐分别涂布到淀粉培养基上，27C倒置培养2天，将长出的菌落接入斜面。
将细菌从斜面接种到淀粉培养基培养2天，用碘液染色，记录透明圈大小和菌落直径，计算D/d值。
保菌供下次实验用。
1. 2紫外线诱变育种：取活化后的菌种配成菌悬液、稀释；倒淀粉培养基平板，将菌悬液涂布其表面；用紫外线处理平板0、2min.4min.6min、8min.10min,每个处理2次重复；放到黑暗中倒置培养，37C培养48h,分别计•数诱变组和对照组平板上的菌落数，并计算致死率；加入碘液，分别测量诱变组和对照组菌落的透明圈直径和菌落直径，计算D/d值；将D/d值最大的菌种保存到斜面培养基上。
1.3诱变方法以及变异菌株的筛选①诱变出发菌株在完全培养基中培养至对数生长期后期。
②以NTG为诱变剂，按一定处理剂量（包/ml）,在一定pH值的缓冲液中30T恒温振荡处理1~4h°③经高速离心分离，移植于液体完全培养基进行后培养。
④经稀释涂布在含有1%淀粉BY固体培养基上，经24h培养形成小菌落。
⑤把单菌落分别移植于含2%淀粉B丫液体培养基中，30E培养36ho⑥用2#定性滤纸制成5mmdisc（小圆纸片），并用2%琼脂BY培养基灭菌后加入较大剂量青霉素（抑菌）。
倒入200mmx300mm长方形不锈钢玻璃培养皿中，冷却凝固。
然后把5mmdisc纸顺序放在培养基表面。
⑦用微量注射器分别吸取培养液，移植到相应的disc上。
把disc培养皿经37C,24h分别培养。
⑧把KI-I2液用喷雾器均匀分布在disc培养皿培养基的表面上，并挑出淀粉水解圈大的disc,用相对应的1ml培养液接种摇瓶，进行发酵测定酶活力。
发酵实验报告(细菌液体发酵生产淀粉酶)
（六）参数监测
每隔6 h取一次样，检测其pH、生物量、酶活及残糖含量等指标。
Ⅰ. pH的测定：标准液校准pH计后，测定样品pH值。
Ⅱ.生物量的测定：每次取20-30mL的发酵液，先用大离心机(5000 rpm, 3～5 min)离心，收集上清液，用小离心机（10000rpm，1min）用来测酶活，沉淀用水清洗几次后再离心，然后将所得沉淀放入100℃烘箱中，烘干（2 h左右），然后测其干重，取平均值。
式中：
ODA——A管的吸收光度值；103——mg转换为ug；
ODB——B管的吸收光度值；180.2——葡萄糖的摩尔质量；
N——酶液的稀释倍数；10——表示酶反应时间为10min；
K：标准曲线斜率。
回归直线方程y=kx-0.0747，k=0.7023。
酶活力单位（U/ml）={[K(ODA+ ODB)]/2 + b}×N×103/10/0.2/180.2=0.794U/ml
4．罐体排汽口排汽，并保持罐内正压。
5．空气过滤系统只空消，不实消，以免罐中物料冲入过滤器内。但空消一结束，即要通入无菌空气吹干管路并保压，避免染菌。
6．进蒸汽时顺着蒸汽管路开阀门，结束时逆着进路关阀门，先开尾阀后开主阀，结束时先关主阀后关尾阀。
7．蒸汽一停，即由无菌空气充入保持罐内正压。
8．蒸汽对设备与物料灭菌中注意安全，控制时间、压力限制。
本科学生实验报告
学号104120440姓名孙永升
学院生命科学学院专业、班级10生物技术
实验课程名称发酵开课学期2012至2013学年第二学期
填报时间2013年5月15日
云南师范大学教务处编印
实验名称
α淀粉酶的生产工艺
一,α-淀粉酶菌种的筛选枯草杆菌BF7658是我国应用广泛的液化型α-淀粉酶菌种，国内普遍采用深层发酵法生产工业粗酶。
我们从BF7658出发，用紫外光及化学药品反复交替诱变，选育适用于固体发酵的新菌体BF7658—1。
该菌为短杆状，革兰氏阳性，两端钝园，在肉汁表面可生成菌膜，在培养基上菌落呈乳白色，表面光滑、湿润、略有光泽，用碘液试之，菌落周围呈透明圈。
∙固体培养枯草杆菌BF7658—1生产α-淀粉酶将菌种接种于马铃薯琼脂斜面，37℃培养三天，然后转接到种子液体培养基上（豆饼粉、玉米粉、酵母膏、蛋白胨火碱、水等），摇瓶培养一定时间，当菌体进入对数生长期时，以0. 5%接种量接入固体培养基（麸皮、米糠、豆饼粉、火碱、水；ph=7左右，常压汽蒸一小时，冷却到38～40℃）在厚层通风制曲箱内，通风保持37～42℃，培养48小时出曲风干。
麸曲用1％食盐水3～4倍浸泡，3小时后过滤，调节滤液pH=8，加硫酸铵溶液沉淀酶，经离心，用浓酒精洗涤脱水，40℃烘干、磨粉即为成品。
∙深层发酵法生产α-淀粉酶斜面菌种制法同前。
将试管斜面菌种接种到马铃薯茄子饼斜面（培养基同前种子培养基），37℃培养三天，使之形成芽孢，以提高种子的稳定性。
然后接种到500升种子罐，37℃搅拌通风培养12～14小时。
当菌体进入对数生长期（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=6.3～6.8，酶活5～10单位∕毫升）时，乃转入10000升发酵罐，37℃，通风，搅拌，培养40～48小时。
中途三倍碳源的培养基补料，体积相当于基础料的1∕3，从培养12小时开始，每小时一次，分30余次添加完毕。
停止补料后6～8小时罐温不再上升，菌体衰老，80％形成空泡，每2～3小时取样分析一次，当酶活不再升高，可结束发酵。
而后向发酵液中添加2%CaCl2，0.8%Na2HPO4，50～55℃加热处理30分钟，以破坏共存的蛋白酶，促使胶体凝聚而易于过滤。
产淀粉酶菌株的筛选实验报告
产淀粉酶菌株的筛选实验报告一、实验背景淀粉酶是一种常见的酶，广泛存在于微生物和植物中。
淀粉酶能够水解淀粉分子，将其分解成糖类分子，如葡萄糖、麦芽糖等。
淀粉酶广泛应用于食品、医药、环保等领域中。
制备高效的产淀粉酶菌株，对实现产业化生产具有重要意义。
二、实验目的通过筛选不同菌株的淀粉酶产量，选出产淀粉酶效果较好的菌株，为后续工业化生产提供依据。
三、实验步骤及方法1. 菌株的选取本实验选取了3株常见的淀粉酶产生菌株，分别为Bacillus subtilis、Aspergillus niger、Trichoderma reesei。
2. 菌株的培养将3株菌株接种到琼脂培养基中，经过静置培养后，选取菌落较为圆润、生长状态良好的菌落，移植至含有淀粉质的液体培养基中，进行淀粉酶产量的筛选实验。
3.淀粉酶活性的测定分别取3组接种液，以葡萄糖和淀粉为基质，分别加入菌液，进行淀粉酶活性测定。
具体步骤如下：(1)准备含1%淀粉质的液体培养基和0.5%葡萄糖液体培养基。
(2)将接种液投入含1%淀粉质的液体培养基中，加入0.1mol/L乙酸钠溶液，pH为5.6，放置于37℃水浴中反应30min，加入 1%伊红色溶液备用。
(3)将接种液投入含0.5%葡萄糖的液体培养基中，加入0.1mol/L乙酸钠溶液，pH为5.6，放置于37℃水浴中反应30min，加入1%伊红色溶液备用。
(4)通过比较加入菌液前后溶液颜色的深浅，计算出淀粉酶的酶活力。
4. 结果记录及分析根据上述实验步骤，在不同的液体培养基中测定了3株菌株的淀粉酶活性，并记录结果如下表所示：表1.不同菌株的淀粉酶活性| 菌株名称 | 淀粉酶酶活力 || ------------------ | --------------- || Bacillus subtilis | 0.19 U/mL || Aspergillus niger | 0.21 U/mL || Trichoderma reesei | 0.23 U/mL |根据上表结果可以看出，3株菌株在淀粉酶产量方面的效果有所不同。
淀粉酶的生产精品PPT课件
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
淀粉酶生产
淀粉酶生产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 淀粉酶的分类常用名作用特性存在 E.C编号系统名称不规则地分解淀粉唾液，胰脏，麦芽，α-1，4葡聚糖- α-淀粉酶，液化霉菌，细菌 E.C. 4-葡聚糖水解酶酶，淀粉-1， 4-糖原类物质的α-13.2.1.1 糊精酶，内断型4糖苷键淀粉酶E.C. α-1，4葡聚糖- Β-淀粉酶，淀粉从非还原性末端甘薯，大豆，大3.2.1.2 4-麦芽糖水解酶 -1，4-麦芽糖苷以麦芽糖为单位麦，麦芽等高等酶，外断型淀粉顺次分解淀粉，植物以及细菌等酶糖原类物质的α微生物-1，4糖苷键E.C. α-1，4葡聚糖葡糖化型淀粉酶，从非还原性末端霉菌，细菌，酵3.2.1.3 萄糖水解酶糖化酶，葡萄糖以葡萄糖为单位母等淀粉酶，淀粉-1，顺次分解淀粉，4-葡萄糖苷酶，糖元类物质的α淀粉葡萄糖苷酶 -1，4糖苷键E.C. 支链淀粉6-葡聚异淀粉酶，淀粉分解支链淀粉，植物，酵母，细3.2.1.9 糖水解酶 -1，6-糊精酶，糖元类物质的α菌R-酶，茁酶多糖-1，6糖苷键酶，脱支酶淀粉酶的种类不同，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，最近研究认为直链淀粉分子中也有极少量的分枝结构存在。
淀粉怎么转换淀粉酶的原理
淀粉怎么转换淀粉酶的原理
淀粉转化为淀粉酶的原理可以概括为以下几点:
1. 淀粉酶的来源
淀粉酶主要来源于植物、微生物中,也可以通过基因工程生产。
2. 淀粉的溶解
淀粉粉末首先要溶解在水溶液中,使淀粉酶可以接触到淀粉分子。
常温下淀粉溶解速度较慢。
3. 加热溶解
通常需要在60-80C条件下加热溶解淀粉,增强淀粉的溶解速度。
但过热会破坏酶的活性。
4. 播入淀粉酶
淀粉溶液冷却后,在适宜的温度(取决于酶种类)下,向淀粉溶液中加入淀粉酶。
5. 催化反应
淀粉酶催化淀粉水解为糊精、麦芽糖等低聚糖,这是酶促加水分解反应过程。
6. 终止反应
Reaction完成后,可以升高温度使酶失活,或者酸碱中和,终止酶促反应,得到产物。
通过酶催化作用,可以有效地使淀粉转化为各种低聚糖,这是淀粉糖化过程的基本原理。
微生物工程试验
实验一淀粉酶生产菌的筛选一、实验目的学习淀粉酶产生菌的筛选方法。
二、实验原理淀粉酶在酿造、纺织、食品加工、医药等领域有广泛用途。
淀粉酶是一类淀粉水解酶的统称，它能将淀粉水解成糊精等小分子物质并进一步水解成麦芽糖或葡萄糖，淀粉被水解后，遇碘不再变蓝色，因此可根据淀粉培养基上透明圈的大小来判断所选菌株的淀粉酶活力。
三、实验用品1.样品淀粉含量丰富的土样。
2.培养基肉汤培养基：牛肉膏3g,蛋白胨10g, NaCl 5g,加水至1000ml, pH7.0。
121 ℃ 灭菌20min。
初筛平板培养基：牛肉膏3g,蛋白胨10g, NaCl 5g,可溶性淀粉2g,琼脂18g, 加水至1000ml, pH7.4。
121℃灭菌20min。
Lugol碘液：碘1g,碘化钾2g,蒸馏水300ml。
先将碘化钾溶解在少量水中，再将碘溶解于碘化钾溶液中，待碘全溶后，加足水即可。
3.器材高压蒸汽灭菌锅，超净工作台，电子天平，电炉，恒温振荡器，恒温培养箱；烧杯，量筒，三角瓶，培养皿，移液管，洗耳球，试管，试管架，接种针，涂布棒。
四、实验方法1.培养基制备：配制肉汤培养基45ml,分装于250ml三角瓶中，纱布封口，灭菌。
配制初筛平板培养基350ml,分装于500ml三角瓶中，封口膜封口，灭菌。
2.倒平板：将融化的初筛平板培养基冷却至50〜60℃,以无菌操作法倒至已灭菌的培养皿中，至盖满底部。
冷却凝固待用。
3.样品预处理：取5g 土样接入45ml肉汤培养基中，30℃摇床振荡15min制成土壤悬液，此时的稀释度为10-1。
另取4支试管，分别记作10-2、10-3、10-4、10-5共5个梯度，每支试管内加入9mL无菌水。
用无菌移液管从三角瓶中吸取1mL 土壤悬液，加入到10-2试管中混匀，再从此试管中吸取1mL加入到10-3试管中，依此类推直至10-5试管。
4.平板涂布分离：分别从不同稀释度的试管中吸取0.1ml悬液，均匀涂布于初筛培养基平板上，于30℃培养24〜48h。
年产2万吨α-淀粉酶的工厂设计
年产2万吨α-淀粉酶的工厂设计
设计年产2万吨α-淀粉酶的工厂时需要考虑以下几个方面：
1. 工厂规模：根据年产量为2万吨的目标,需要设计出相应的生产线和设备,确定工厂的规模和占地面积。
2. 原材料：α-淀粉酶是一种酶类产品,需要使用淀粉等原材料进行生产。
需要设计原材料的储存和使用方案,确保原材料充足并符合生产要求。
3. 生产工艺：根据α-淀粉酶的生产工艺,制定相应的生产流程和时间表,确保生产效率和产品质量。
4. 设备选型：根据生产流程和工艺要求,选择适合生产α-淀粉酶的设备和机器,例如反应釜、离心机、蒸汽发生器等。
5. 环保要求：生产过程中会产生废水和废气等污染物,需要设计相应的废水处理和废气处理方案,确保符合环保要求。
6. 员工和安全：工厂需要聘请专业的员工进行生产和管理,并建立安全生产制度和应急预案,确保员工的安全和生产的稳定性。
以上是设计年产2万吨α-淀粉酶的工厂需要考虑的几个方面。
需要针对具体情况进行详细的设计和计划。
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。
淀粉酶的生产
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。
1.3 α-淀粉酶的工业生产
目前工业大规模生产和应用的α-淀 粉酶主要来自枯草杆菌、地衣芽孢杆 菌、和米曲霉。 • 枯草杆菌BF-7658α-淀粉酶； • 高温α-淀粉酶； • 米曲霉固体培养法生产α-淀粉酶.
米曲霉固体培养法生产α-淀粉酶
工 艺 流 程 图
斜面培养 米曲汁或麦芽汁斜面培养基，
1.α-淀粉酶
(EC3.2.1.1系统名：α-1.4 葡聚糖-4-葡 聚糖水解酶)
α-淀粉酶是一种内切酶，它随机地从分子 内部切开α-1.4糖苷键(水解中间的α-1.4 键比分子末端的α-1.4键概率大)，遇到分 支点的α-1.6键不能切，但能跨越分支点 而切开内部的α-1.4糖苷键，由于产物的 还原性末端葡萄糖残基上的C1碳原子呈α构型(光学)，故称这种酶为α-淀粉酶。
（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、支链淀粉：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
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。
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淀粉酶生产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 淀粉酶的分类常用名作用特性存在 E.C编号系统名称不规则地分解淀粉唾液，胰脏，麦芽，α-1，4葡聚糖- α-淀粉酶，液化霉菌，细菌 E.C. 4-葡聚糖水解酶酶，淀粉-1， 4-糖原类物质的α-13.2.1.1 糊精酶，内断型4糖苷键淀粉酶E.C. α-1，4葡聚糖- Β-淀粉酶，淀粉从非还原性末端甘薯，大豆，大3.2.1.2 4-麦芽糖水解酶 -1，4-麦芽糖苷以麦芽糖为单位麦，麦芽等高等酶，外断型淀粉顺次分解淀粉，植物以及细菌等酶糖原类物质的α微生物-1，4糖苷键E.C. α-1，4葡聚糖葡糖化型淀粉酶，从非还原性末端霉菌，细菌，酵3.2.1.3 萄糖水解酶糖化酶，葡萄糖以葡萄糖为单位母等淀粉酶，淀粉-1，顺次分解淀粉，4-葡萄糖苷酶，糖元类物质的α淀粉葡萄糖苷酶 -1，4糖苷键E.C. 支链淀粉6-葡聚异淀粉酶，淀粉分解支链淀粉，植物，酵母，细3.2.1.9 糖水解酶 -1，6-糊精酶，糖元类物质的α菌R-酶，茁酶多糖-1，6糖苷键酶，脱支酶淀粉酶的种类不同，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 27 73 马铃薯 23 77 甘薯 20 80 木薯 17 83 大米 17 83糯玉米 0 100糯高粱 0 100糯米 0 1005.1α-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?，24h pH枯草杆菌糊精，麦芽糖(液化型) 35 (30,)葡萄糖6, 65~80 4.8~10.6 5.4~6.0 +枯草杆菌(糖化型) 70 葡萄糖(41,)麦芽糖(58,)麦芽三糖，糊精 55~70 4.0~9.0 4.8~5.2 —枯草杆菌(耐热型) 35 糊精，麦芽糖，葡萄糖 75~90 5.0 +米曲霉 48 麦芽糖(50,) 55~70 4.7~9.5 4.9~5.2 +黑曲霉 48 麦芽糖(50,) 55~70 4.7~9.5 4.9~5.2 +黑曲霉(耐酸性) 麦芽糖(50,) 55~70 1.8~6.5 4.0 +根霉 48 麦芽糖(50, 50~60 5.4~7.0 3.6 ————————————————————————————————————————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。
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NRRLB3881α-淀粉酶的最适pH9.2~10.5，嗜碱性假单胞杆菌α-淀粉酶的最适pH为10.。
各种不同的酶的最适pH可以通过实验测定，由于最适pH受底物种类。
浓度，缓冲液成分，温度和时间等因素的影响，测定时必须控制一定的条件，条件可以改变可能会影响最适pH。
2. 温度对酶活性的影响温度对酶活性有很大的影响。
纯化的α-淀粉酶在50?以上容易失活，但是有大量Ca2+存在下，酶的热稳定性增加。
芽孢杆菌的α-淀粉酶耐热性增加。
芽孢杆菌的α-淀粉酶耐热性较强。
枯草杆菌α-淀粉酶在65?稳定。
嗜热脂肪芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌的α-淀粉酶的热稳定性更强，前者经85?处理20min，尚残存酶活70,，后者在Ca2+存在下，90?时的半衰期长达90min。
有点嗜热芽孢杆菌的α-淀粉酶在110?仍能液化淀粉。
地衣芽孢杆菌的α-淀粉酶其热稳定性不依赖Ca2+，可在EDTA存在下测定酶活，以区别于非耐热性α-淀粉酶。
霉菌α-淀粉的耐热性较低，黑曲霉耐酸性α-淀粉酶的耐热性比其非耐热性α-淀粉酶为高，在pH4，55?加热24h也不失活。
然而拟内孢霉α-淀粉酶在40?以下也很不稳定。
α-淀粉酶在各种酶中是耐热性较好的酶，其耐热程度一般是按动物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。
曾对各种α-淀粉酶粗制剂的水溶液进行加热处理，每分钟升高1.5?，直至80?，发现各种酶的残留活性是:真菌来源的为1,，谷物来源的为25,，细菌来源的为92,。
α淀粉酶的耐热性还受底物的影响，在高浓度的淀粉浆中，最适温度为70?的枯草杆菌α-淀粉酶，在85—90?时的活性最高。
3.钙与α-淀粉酶活性的关系α-淀粉酶是单成分酶，大多数α-淀粉酶活性需要钙离子，钙离子对酶的稳定性起重要作用。
Ca2+使酶分子保持适当的构象，从而维持其最大的活性与稳定性。
钙和酶的结合牢度依次是:霉菌,细菌,哺乳动物,植物。
Ca2+对麦芽α-淀粉酶的保护作用最明显。
枯草杆菌糖化型α-淀粉酶(BSA)同Ca2+的结合比液化型(BLA)更为紧密。
向BSA中添加Ca2+对酶活性几乎不发生影响，单用EDTA处理也不能引起失活，只有在低pH(pH3.0)下用EDTA处理才能去除Ca2+，但若添加与EDTA当量的Ca2+，并将pH恢复至中性，则仍然可恢复它的活性。
除Ca2+外，其他二价碱土金属Sr2+，Ba2+，Mg2+等也有使无Ca2+的α-淀粉酶恢复活性的能力。
枯草杆菌液化型α-淀粉酶(BLA)的耐热性因Ma+，C1-和底物淀粉的存在而提高，NaC1与Ca2+共存时对提高α-淀粉酶的耐热性的作用尤为显著。
添加Ca2+有助于增加酶的热稳定性，但实际上淀粉中所含微量Ca2+已足够酶的充分活化所需。
5.1.3α-淀粉酶对底物的水解作用1.α-淀粉酶的水解方式电费是由葡萄糖单位组成的大分子。
它与水在催化剂的作用下生成较小的糊精，低聚糖，直至最小构成单位——葡萄糖，这个过程称为淀粉的水解。
淀粉的水解可用酸或淀粉酶作为催化剂。
酶水解具有较强的专一性，不同的酶作用于不同的键，如α-淀粉酶从淀粉分子内部4键，但不能水解α-1,6键，α-1,3键，甚至不能水解紧靠分支点的α-1,4随机切割α-1，键。
同时，酶催化反应具有条件温和，设备简单，副反应极少等优点。
而酸水解没有专一性，同时可以水解α-1,4键，α-1,6键及α-1,3键等。
另外，淀粉通过水解反应的葡萄糖，受酸和热的作用，一部分又发生复合反应和水解反应，影响葡萄糖的产率，增加糖化液精致的苦难。
α-淀粉酶对于直链淀粉的作用第一步是将直链淀粉任意的迅速降解成小分子糊精，麦芽糖和麦芽三糖，第二部缓慢地将第一步生成的低聚糖水解为葡萄糖和麦芽糖。
由于α-淀粉酶不能切开支链淀粉分支点的α-1,6键，也不能切开α-1，6键附近的α-1,4键，但能越过分支点而切开内部的α-1,4键，因此水解产物中出了含有葡萄糖，麦芽糖意外，还残留一系列具有α-1,6键的极限糊精，和含4个或者更多葡萄糖残基的带α-1,6键的低聚糖。
表5-5是枯草杆菌α-淀粉的水解产物分布，表中数据位不同聚合度的低聚糖占总糖分的百分率，不同来源的α-淀粉酶，水解产物存在差别。
表5-5 枯草杆菌α-淀粉酶的水解淀粉产物分布单位:,直链淀粉支链淀粉水解产物——————————————————————————————60min 180min 60min 180minG1 2.3 5.3 1.4 3.3G2 10.1 12.3 5.5 8.3G3 12.8 22.0 8.2 10.8G4 6.0 10.5 0.9 2.5G5 10.2 14.8 4.9 6.7G6 20.6 30.1 14.0 26.8G7 14.7 5.1 9.8 9.2高分子物质 23.3 0 55.3 32.4注:G1，G2…..表示葡萄糖聚合度。
2.α-淀粉酶的水解极限当α-淀粉酶作用于淀粉时，随着反应的进行，溶液黏度逐渐下降而还原力逐渐增加。
由于底物浓度减少，产物浓度增加，酶可能部分失活，最后导致反应速度降低，直至还原力不在增加，此时的水解率称为“水解极限”。
不同来源的α-淀粉酶，水解极限各部相同，一般α-淀粉酶水解率为40,~50,，但黑曲霉ATCC15475的水解率可达95,~100,，拟内孢霉α-淀粉酶水解率可达90,，其产物均是葡萄糖。
枯草杆菌糖化型α淀粉酶作用于可溶性淀粉时，水解率达70,以上，而淀粉液化芽孢杆菌所产液化型α-淀粉酶的水解率只有30,。
假定直链淀粉被彻底水解，即水解极限为100,，则成成13份葡萄糖及87份麦芽糖，而当具有4,分支的支链淀粉被彻底水解。