β-淀粉酶
β-淀粉酶的活性和热稳定性研究
β-淀粉酶的活性和热稳定性研究田辉，张红，张剑∗（武汉工业学院化学与环境工程系，湖北武汉430023）摘要本文借助DNS试剂并通过分光光度法建立了在底物存在条件下β-淀粉酶的活性测定方法。
并用该法从温度、淀粉浓度以及钙的添加量等方面探讨了β-淀粉酶的活性和热稳定性。
研究表明，该酶作用底物的最适酸度为4.5，钙离子的添加量直接关系到β-淀粉酶的活性和热稳定性。
当向2%（v/v）初始浓度的淀粉溶液中加入34 μmol CaCl2 / μg 酶蛋白量时，可使该酶的热稳定性和催化效率达到最大，在30℃和pH 4.5 的条件下，该酶的催化活性是对照酶的1.25倍。
由此可见，向酶水解淀粉的反应液中添加适量的Ca2+，可提高β-淀粉酶的利用率。
关键词β-淀粉酶；酶活力；Ca2+离子；热稳定性酶Studies on Thermal Stability and Activity of β-AmylaseTIAN, Hui ZHANG, Hong ZHANG, Jian*( Department of Chemistry and Environmental Engineering, Wuhan Polytechnic University,ChangQing Garden, Hankou, Wuhan, 430023 )Abstract A determination method for activity of β-amylase in presence of starch had been established by spectrophotometry in accordance with DNS procedure. Thermal stability and activity of β-amylase were studied from the aspects of temperatures, starch concentrations and additions of Ca2+ in this paper. The results indicated that β-amylase displayed a pH activity optimum of 4.5 and addition of Ca2+ was directly related to catalytic efficiency and thermostability of β-amylase. When addition of CaCl2 was 34 μmol / μg enzyme protein, thermostability and activity of the enzyme in the presence of starch achieved maximum values. Catalytic efficiency of β-amylase incubated at 34 μmol CaCl2 / μg enzyme protein solution (30o C, pH 4.5) was approximately 1.25-fold as the control enzyme during starch hydrolysis reaction. Therefore, thermal stability of β-amylase was able to improve in saccharifying by addition of a proper amount of Ca2+.Keywordsβ-amylase; enzyme activity; calcium; thermostable enzymes1 前言∗指导教师，E-mail:******************第一作者简介：田辉，湖北汉川人，从事工业酶制剂的应用研究。
β淀粉酶水解淀粉的产物
β淀粉酶水解淀粉的产物
β-淀粉酶水解淀粉的产物包括麦芽糖、麦芽三糖、糊精、少量葡萄糖和果糖。
具体来说，β-淀粉酶首先能从淀粉分子的非还原性末端开始，释放出大量的麦芽糖，同时生成少量的葡萄糖。
之后，在继续作用中，酶从麦芽糖分子的非还原性末端继续水解麦芽糖，生成麦芽三糖。
然而，由于麦芽三糖的水解速度较慢，因此麦芽三糖会逐渐积累在体系中。
随着反应的进行，麦芽三糖不断被水解，最终生成糊精。
此外，在β-淀粉酶水解淀粉的过程中，还会产生少量葡萄糖和果糖，这些副产物可以被酵母等微生物利用。
需要注意的是，β-淀粉酶水解淀粉的产物不仅与反应条件有关，还与所用β-淀粉酶的来源有关。
例如，来自不同来源的β-淀粉酶对底物特异性、最适温度、最适pH、热稳定性等方面可能存在差异，因此在实际应用中需要根据具体情况选择合适的β-淀粉酶。
酶活力的测定
实验十八淀粉酶活力的测定一、目的学习和掌握测定淀粉酶（包括α-淀粉酶和β-淀粉酶）活力的原理和方法。
二、原理淀粉是植物最主要的贮藏多糖，也是人和动物的重要食物和发酵工业的基本原料。
淀粉经淀粉酶作用后生成葡萄糖、麦芽糖等小分子物质而被机体利用。
淀粉酶主要包括α-淀粉酶和β-淀粉酶两种。
α-淀粉酶可随机地作用于淀粉中的α-1,4-糖苷键，生成葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、糊精等还原糖，同时使淀粉的粘度降低，因此又称为液化酶。
β-淀粉酶可从淀粉的非还原性末端进行水解，每次水解下一分子麦芽糖，又被称为糖化酶。
淀粉酶催化产生的这些还原糖能使3,5-二硝基水杨酸还原，生成棕红色的3-氨基-5-硝基水杨酸，其反应如下：淀粉酶活力的大小与产生的还原糖的量成正比。
用标准浓度的麦芽糖溶液制作标准曲线，用比色法测定淀粉酶作用于淀粉后生成的还原糖的量，以单位重量样品在一定时间内生成的麦芽糖的量表示酶活力。
淀粉酶存在于几乎所有植物中，特别是萌发后的禾谷类种子，淀粉酶活力最强，其中主要是α-淀粉酶和β-淀粉酶。
两种淀粉酶特性不同，α-淀粉酶不耐酸，在pH3.6以下迅速钝化。
β-淀粉酶不耐热，在70℃15min钝化。
根据它们的这种特性，在测定活力时钝化其中之一，就可测出另一种淀粉酶的活力。
本实验采用加热的方法钝化β-淀粉酶，测出α-淀粉酶的活力。
在非钝化条件下测定淀粉酶总活力（α-淀粉酶活力+β-淀粉酶活力），再减去α-淀粉酶的活力，就可求出β-淀粉酶的活力。
三、实验材料、主要仪器和试剂1．实验材料萌发的小麦种子（芽长约1cm）2．仪器（1）离心机（2）离心管（3）研钵（4）电炉（5）容量瓶：50mL×1, 100mL×1（6）恒温水浴（7）20mL具塞刻度试管×13（8）试管架（9）刻度吸管：2mL×3, 1mL×2, 10mL×1（10）分光光度计3．试剂（均为分析纯）（1）标准麦芽糖溶液（1mg/mL）：精确称取100mg麦芽糖，用蒸馏水溶解并定容至100mL。
beta-淀粉酶测定方法
β-淀粉酶酶活力测定采用DNS法（3,5-二硝基水杨酸法）1.试剂配制（1）0.2mol/L pH5.50磷酸缓冲液配制甲液：称取磷酸氢二钠（Na2HPO4.12H2O）53.65g，用蒸馏水溶解定容至1000ml。
乙液：称取磷酸二氢钠（NaH2PO4.2H2O）27.80g，用蒸馏水溶解定容至1000ml。
取甲液6.50mL，乙液93.50mL，混合后以酸度计校正pH 5.50即成。
（2）10% pH5.50磷酸缓冲液配制取上列0.2mol/L pH5.50缓冲液10mL，加入90mL蒸馏水，混匀即成。
（3）DNS溶液配制3,5-二硝基水杨酸试剂：6.3g 3,5-二硝基水杨酸和262mL 2mol/L NaOH溶液，加到500mL含有185g酒石酸钾钠的热水溶液中，再加5g结晶酚和5g亚硫酸钠，搅拌溶解。
冷却后加蒸馏水定容至1000mL，贮于棕色瓶中备用。
（每次配制后需绘制）。
（4）1.1%淀粉缓冲液煮沸约50mL蒸馏水，加入到1.1 g淀粉的少量蒸馏水溶解液中，再煮沸至透明，冷却，加10mL 0.2mol/L pH5.50磷酸缓冲液，定容至100mL。
2. 标准曲线绘制采用DNS半量法。
准确称取于105-110℃干燥后的葡萄糖50 mg，用蒸馏水溶解定容至50 mL，配成1 mg/mL葡萄糖液。
取7支具有25mL刻度的血糖管或刻度试管，编号，按表1所示的量，精确加入浓度为1mg.mL-1的葡萄糖标准液和3,5-二硝基水杨酸试剂。
表1 葡萄糖标准溶液配制编号含葡萄糖量/mg 1mg/mL葡萄糖液量/mL 蒸馏水量/mL DNS液量/mL1 0.1 0.1 0.4 1.52 0.2 0.2 0.3 1.53 0.3 0.3 0.2 1.54 0.4 0.4 0.1 1.55 0.5 0.5 0 1.5注：空白用0.5mL蒸馏水代替葡萄糖液开水煮沸15min，冷却，用蒸馏水定容至10mL，用橡皮塞塞住管口，颠倒混匀。
胰淀粉酶的名词解释
胰淀粉酶的名词解释胰淀粉酶（amylase）是一种消化酶，主要分泌于胰腺，有助于食物的淀粉分解和消化。
它是一种能够降解淀粉和糖类物质的酶类蛋白质，是人体消化系统中不可或缺的一部分。
胰淀粉酶在人类和其他动物的胰腺中产生，然后通过胰管进入小肠，与其他消化酶协同作用以完成食物的分解。
它的主要功能是通过水解淀粉分子中的α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键，将它们分解为较小的碳水化合物单元，如葡萄糖和麦芽糖，从而使得它们可以被肠道吸收。
胰淀粉酶存在于两种形式中：α-淀粉酶和β-淀粉酶。
α-淀粉酶是血清胰淀粉酶的主要形式，也是最具代表性和最常见的淀粉酶。
它由胰腺细胞合成，然后经由胰管进入小肠。
血清中的α-淀粉酶在体内是稳定的，因此可以通过测量血清中α-淀粉酶的活性来判断胰腺功能的异常。
β-淀粉酶是一种相对较少见的淀粉酶，形式上与α-淀粉酶相似，但其结构和功能有所不同。
β-淀粉酶主要存在于胰腺中的辅助细胞和纤维细胞中，在血清中的含量较低。
虽然β-淀粉酶的具体功能尚未完全了解，但研究表明它可能在淀粉分解中发挥重要作用。
胰淀粉酶的活性受到多种因素的调节，包括饮食、荷尔蒙和神经调节等。
饮食中的主要碳水化合物来源淀粉在进入小肠时会受到胰淀粉酶的作用，从而发生水解反应。
同时，胃内pH值的升高和肠道内的胃动力也会刺激胰淀粉酶的分泌。
胰淀粉酶的异常与多种疾病有关。
一些胰腺疾病，如胰腺炎和胃肠道肿瘤，可能导致胰淀粉酶的分泌减少或完全停止，从而导致消化不良和营养吸收问题。
此外，一些遗传性或先天性疾病也可能导致胰淀粉酶缺乏或功能异常，例如囊性纤维化等。
在临床实践中，胰淀粉酶的测量可以作为指标来判断胰腺疾病的存在和严重程度。
通过检测血清中的淀粉酶活性，医生可以评估胰腺功能异常的程度，并根据需要制定相应的治疗方案。
同时，胰淀粉酶的测定还可以用于监测患者的治疗效果和预测疾病的发展趋势。
总之，胰淀粉酶是一种重要的消化酶，对于人体的食物消化和营养吸收具有重要作用。
糖苷水解酶家族的分类
糖苷水解酶家族的分类糖苷水解酶（Glycoside Hydrolases，GH）是一类广泛存在于自然界中的酶，其主要功能是催化糖苷键的水解反应。
根据不同的催化机制和底物特异性，糖苷水解酶家族可以被分为多个不同的分类。
一、α-淀粉酶家族（GH13）α-淀粉酶家族是糖苷水解酶家族中最大的一个家族，包括了多种不同的酶。
这些酶主要参与淀粉和糖原的降解，将其水解为低聚糖和葡萄糖。
该家族的酶具有多种结构域，包括α-淀粉酶结构域、β-淀粉酶结构域和连接结构域等。
其中，α-淀粉酶结构域是该家族酶的典型结构，包含了催化酶活性所必需的催化三角。
β-淀粉酶结构域则主要参与结合底物和产物。
二、纤维素酶家族（GH9、GH44、GH45等）纤维素酶家族主要参与植物纤维素的降解。
纤维素是一种由β-葡聚糖组成的多糖，其结构复杂且难以降解。
纤维素酶家族的酶可以将纤维素水解为较小的纤维素片段，以供细菌和真菌进一步降解。
该家族的酶具有多个结构域，包括纤维素结合模块、纤维素酶模块和连接结构域等。
纤维素结合模块能够与纤维素结构特异性地结合，纤维素酶模块则负责催化水解反应。
三、木聚糖酶家族（GH5、GH30）木聚糖酶家族主要参与木聚糖的降解。
木聚糖是一种由β-木糖组成的多糖，存在于植物细胞壁中。
该家族的酶具有多个结构域，包括木聚糖酶结构域和连接结构域等。
木聚糖酶结构域是该家族酶的典型结构，包含了催化酶活性所必需的催化三角。
这些酶能够将木聚糖水解为低聚糖和木糖。
四、果糖酶家族（GH32）果糖酶家族参与果糖的降解。
果糖是一种单糖，是蔗糖和果糖的主要组成部分。
该家族的酶能够将果糖水解为葡萄糖和其他糖分子。
果糖酶家族的酶具有多个结构域，包括果糖酶结构域、连接结构域和底物结合结构域等。
五、乳糖酶家族（GH1、GH2）乳糖酶家族主要参与乳糖的降解。
乳糖是一种由葡萄糖和半乳糖组成的二糖，存在于乳制品中。
该家族的酶能够将乳糖水解为葡萄糖和半乳糖。
乳糖酶家族的酶具有多个结构域，包括乳糖酶结构域、连接结构域和底物结合结构域等。
β-淀粉酶的作用
β-淀粉酶的作用
β-淀粉酶是一种酶类分子，能够催化淀粉的水解反应，将淀
粉分解成为低聚糖，如葡萄糖、半乳糖等。
β-淀粉酶在自然
界中广泛存在，包括植物、动物和微生物中都可以发现它的存在。
β-淀粉酶在人类体内也有着重要的作用。
在人体中，它主要
存在于胰腺和小肠黏膜上皮细胞中。
当食物进入小肠时，胰腺会分泌β-淀粉酶，帮助消化淀粉质食物。
β-淀粉酶可以将淀
粉分解成为葡萄糖和半乳糖，这两种单糖可以被人体吸收利用。
β-淀粉酶的作用不仅仅局限于消化系统中。
在工业生产中，
β-淀粉酶也有着广泛的应用。
例如在啤酒生产中，β-淀粉酶
能够将麦芽中的淀粉分解成为可发酵的糖分，从而促进啤酒的发酵过程。
在制糖工业中，β-淀粉酶也被广泛应用于蔗糖和
甜菜糖的生产过程中。
除此之外，β-淀粉酶还可以用于医学领域。
例如在肝脏病变时，肝细胞会释放出大量的淀粉样蛋白，这些蛋白会在身体内沉积形成淀粉样物质，影响器官的正常功能。
而β-淀粉酶可
以通过催化淀粉样物质的水解反应，将其分解成为小分子物质，从而缓解淀粉样物质积聚所带来的影响。
总之，β-淀粉酶是一种非常重要的酶类分子，在自然界和人类社会中都有着广泛的应用。
它不仅仅帮助人体消化食物，还可以促进工业生产和医学研究的进展。
因此，对β-淀粉酶的研究和应用具有重要的意义。
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、α酶、β酶活力的测定
三、材料、仪器与试剂
(2) 0.1MOL/L PH=5.6的柠檬酸缓冲液A液：(0.1MOL/L柠檬酸)： 称取C6H8O7·H2O 21.01克，用蒸馏水溶解并定容至1L。B液： (0.1MOL/L柠檬酸钠)：称取NA3C6H5O7 · 2H2O 29.41克，用蒸馏水 溶解并定容至1L。取A液55毫升与B液145毫升混匀，即为0.1MOL/L PH=5.6的柠檬酸缓冲液。 (3)1%淀粉溶液：称取1克淀粉溶于100ML 0.1MOL/L PH=5.6的柠檬 酸缓冲液中。
Α-淀粉酶活力的测定
一、实验目的 二、实验原理 三、材料、仪器与 试剂 四、操作步骤 五、结果处理 六、思考题
一、实验目的：
• 学习和掌握测定α-淀粉酶活力的原理和方法
二、实验原理：
总淀粉酶活力测定过程中提取的淀粉酶原液主要包括Α-淀粉酶和Β-淀粉酶两种。 两种淀粉酶特性不同，A-淀粉酶不耐酸，在 PH=3.6的环境下以下迅速钝化。 Β 淀粉酶不耐热，在70°C环境下15分钟后就会钝化。根据它们的这种特性，在测定 活力时钝化其中之一，就可测出另-种淀粉酶的活力。 • 实验二采用加热的方法钝化Β -淀粉酶，测出A-淀粉酶的活力。 • 实验三采用加酸的方法钝化A-淀粉酶，测出Β -淀粉酶的活力。
四、操作步骤：
1.淀粉酶液的制备： 称取1g萌发3天的小麦种子(芽长约1cm)，置于研钵中，加入少量石英 砂和2mL蒸馏水，研磨匀浆。将匀浆转入100mL容量瓶中，用蒸馏水定 容到100mL。在室温下放置提取15～20min，每隔数分钟摇动1次，使 其充分提取。取适量在3000r/min转速下离心10min，上清液即为淀粉 酶原液，稀释后用于淀粉酶总活力测定(稀释倍数依具体情况而定)。
(2)还原糖测定： 将各管摇匀，在沸水浴中准确加热5min，取出，冷却至室温。用蒸馏水定容至20mL， 加塞后颠倒混匀。在分光光度计上(波长540nm)进行比色。
微生物酶分类
1 微生物酶的分类、作用机理及来源1.1淀粉酶。
淀粉酶是能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称，包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶。
α-淀粉酶又称淀粉1，4-糊精酶，能够切开淀粉链内部的α-1，4-糖苷键，将淀粉水解为麦芽糖、含有6个葡萄糖单位的寡糖和带有支链的寡糖。
生产此酶的微生物主要有枯草杆菌、黑曲霉、米曲霉和根霉。
β-淀粉酶又称淀粉1，4-麦芽糖苷酶，能够从淀粉分子非还原性末端切开1，4-糖苷键，生成麦芽糖。
此酶作用于淀粉的产物是麦芽糖与极限糊精。
此酶主要由曲霉、根霉和内孢霉产生。
糖化酶又称淀粉α-1，4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非还原性末端，以葡萄糖为单位，依次作用于淀粉分子中的α-1，4-糖苷键，生成葡萄糖。
此酶作用于支链淀粉后的产物有葡萄糖和带有α-1，6-糖苷键的寡糖；作用于直链淀粉后的产物几乎全部是葡萄糖。
此酶产生菌主要是黑曲霉(左美曲霉、泡盛曲霉)、根霉(雪白根酶、德氏根霉)、拟内孢霉、红曲霉。
异淀粉酶又称淀粉α-1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于枝链淀粉分子分枝点处的α-1，6-糖苷键，将枝链淀粉的整个侧链切下变成直链淀粉。
此酶产生菌主要是嫌气杆菌、芽孢杆菌及某些假单孢杆菌等细菌。
1.2蛋白酶。
蛋白酶系催化分解蛋白质肽键的一群酶的总称，它作用于蛋白质，将其分解为蛋白胨、多肽及游离氨基酸。
此酶种类繁多，广泛存在于所有生物体内，按其来源可分为植物蛋白酶、动物蛋白酶、微生物蛋白酶(又可分为细菌蛋白酶、放线菌蛋白酶、霉菌蛋白酶等)；按其作用形式可分为肽链内切酶、肽链外切酶；按所产蛋白酶性能分为酸性蛋白酶、霉菌蛋白酶酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶。
酸性蛋白酶(最适pH=2～5)产生菌主要是黑曲霉、米曲霉、根霉、微小毛霉、似青霉、青霉、血红色螺孔菌等的某些种；中性蛋白酶(最适pH=7～8)产生菌主要是枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、腊状芽孢杆菌、米曲霉、栖土曲霉、灰色链霉菌、微白色链霉菌、耐热性解蛋白质杆菌等；碱性蛋白酶(最适pH=9～11)主要产生菌为枯草杆菌、腊状芽孢杆菌、米曲霉、栖土曲霉、灰色链霉菌、镰刀菌等。
β-淀粉酶检测
迪信泰检测平台
β-淀粉酶检测
β-淀粉酶（β-Amylase），又称淀粉β-1,4-麦芽糖苷酶，是淀粉酶类中的一种，广泛存在于大麦、小麦、甘薯、大豆等高等植物以及芽孢杆菌属等微生物中。
是啤酒酿造、饴糖(麦芽糖浆)制造的主要糖化剂。
迪信泰检测平台采用碘显色法对β-淀粉酶进行高效、精准的检测。
对于相应的酶类物质，我们结合相应的试剂盒处理，采用生化法检测。
此外，我们还提供其他淀粉类的检测服务，以满足您的不同需求。
生化法测定β-淀粉酶样本要求：
1. 请确保样本量大于0.2g或者0.2mL。
周期：2~3周。
项目结束后迪信泰检测平台将会提供详细中英文双语技术报告，报告包括：
1. 实验步骤（中英文）。
2. 相关参数（中英文）。
3. 图片。
4. 原始数据。
5. β-淀粉酶含量/活性信息。
迪信泰检测平台可根据需求定制其他物质测定方案，具体可免费咨询技术支持。
β淀粉酶水解支链淀粉产物
β淀粉酶水解支链淀粉产物
β-淀粉酶（β-amylase）是一种酶，主要作用是水解支链淀粉。
它特异性地作用于淀粉分子的非还原末端，释放出麦芽糖（maltose）单元。
这个过程是复杂碳水化合物转化为简单糖的关键步骤，广泛应用于食品工业和生物工程领域。
当β-淀粉酶作用于支链淀粉时，其主要产物包括：
1.麦芽糖（Maltose）：这是β-淀粉酶作用的主要产
物，是由两个葡萄糖单元组成的二糖。
麦芽糖在食
品工业中常用作甜味剂，并在发酵过程中发挥重要
作用。
2.限制性麦芽糖淀粉（Limit Dextrin）：由于β-淀
粉酶不能作用于支链淀粉的α-1,6-糖苷键，因此
在淀粉水解过程中会生成一定量的限制性麦芽糖淀
粉。
这些分子结构比完全水解的麦芽糖更复杂。
3.小分子碳水化合物：除了麦芽糖和限制性麦芽糖淀
粉，β-淀粉酶作用的副产品可能还包括其他小分子
碳水化合物，如低聚糖等。
在工业应用中，β-淀粉酶广泛应用于淀粉糖的生产（如高麦芽糖糖浆）、啤酒酿造和面包制作等。
在啤酒酿造中，β-淀粉酶帮助转化麦芽中的淀粉为可发酵的糖；在面包制作中，它有助于改善面团的质地和面包的口感。
此外，β-淀粉酶也在生物燃料的生产中发挥着重要作用，帮助将植物质中的淀粉转化为发酵所需的糖类。
淀粉酶活力的测定方法
淀粉酶活力的测定方法淀粉酶主要包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和R-酶，它们广泛存在于动物、植物和微生物界。
不同来源的淀粉酶，性质有所不同。
植物中最重要的淀粉酶是α -淀粉酶和β-淀粉酶。
α -淀粉酶随机作用于直链淀粉和支链淀粉的直链部分α -1,4糖苷键，单独使用时最终生成寡聚葡萄糖、α-极限糊精和少量葡萄糖。
Ca 2+能使α-淀粉酶活化和稳定，它比较耐热但不耐酸，pH 3.6 以下可使其钝化。
β-淀粉酶从非还原端作用于α-1,4糖苷键，遇到支链淀粉的α -1,6键时停止。
单独作用时产物为麦芽糖和β-极限糊精。
β-淀粉酶是一种巯基酶，不需要Ca 2+及Cl —等辅助因子，最适pH偏酸，与α -淀粉酶相反，它不耐热但觉耐酸，60 ℃保温15min可使其钝化。
通常提取液中α -淀粉酶和β-淀粉酶同时存在。
可以先测定（α + β）淀粉酶总活力，然后在60 ℃加热15 min ，钝化β-淀粉酶，测出α -淀粉酶活力，用总活力减去α - 淀粉酶活力，就可求出β- 淀粉酶活力。
淀粉酶活力大小可用其作用于淀粉生成的还原糖与3,5- 二硝基水杨酸的显色反应来测定。
还原糖作用于黄色的3,5- 二硝基水杨酸生成棕红色的3- 氨基-5- 硝基水杨酸，生成物颜色的深浅与还原糖的量成正比。
以每克样品在一定时间内生成的还原糖（麦芽糖）量表示酶活大小。
1 酶活测定方法（1）标准曲线的制作(见下表)①取7支20 ml具塞刻度试管,预先洁净灭菌干燥,编号,按表加入试剂。
②摇匀,至沸水浴中煮沸5 min。
取出后流水冷却,加蒸馏水定容至20 ml,以1号管作为空白调零点,在520 nm的波长下比色测定吸光度值。
并建立通过吸光度值求麦芽糖含量的回归方程。
表1 标准麦芽糖溶液成分表及OD测定值试剂 1 2 3 4 5 6 7 麦芽糖标准液（mL）0 0.2 0.6 1.0 1.4 1.8 2.0 H2O（mL） 2.0 1.8 1.4 1.0 0.6 0.2 0 3,5-二硝基水杨酸（mL） 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 麦芽糖含量（mg）0 0.2 0.6 1.0 1.4 1.8 2.0 OD520(2)粗酶液淀粉酶活力测定①待测粗酶液的制备：发酵24 h后发酵液4000 r/ min离心10 min,去除菌体，在上清液中加入65％饱和度的硫酸铵，待硫酸铵充分溶解后于4℃盐析2h，然后5000r/min离心20min，得到初步纯化的淀粉酶。
α、β-淀粉酶活性测定
α、β-淀粉酶活性测定
一、样品提取
3-5克样品→加0.1M/L 柠檬酸缓冲液(pH5.6)5ml+少量石英砂研磨至匀浆→加5ml 缓冲液清洗研钵→倒入10ml 具塞刻度试管→室温放置15-20min ，不断振荡→3500rpm 离心10min →上清液(酶提取液)备用
二、酶活性测定
α-淀粉酶活性测定 测定管 对照管 1.0ml 酶液 70℃水浴15min 1.0ml 柠檬酸缓冲液 4.0ml 0.4M NaOH 40℃水浴15min 2.0ml 1.0%淀粉，混匀 40℃水浴15min
加4.0ml 0.4M NaOH
各吸2ml 放入20ml 试管
加2ml DNS ，混匀
沸水浴5min
冷却，定容
测OD 520
三、标准曲线的制作
取20ml 的刻度试管6支并编号，分别加入麦芽糖标准液(1mg/ml ，称取0.10g 麦芽糖定容至100ml)0，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0ml ，然后加水使都达到2ml ，再各加入DNS 2.0ml ，置沸水浴中煮沸5min ，冷却后用水稀释至20ml 。
在520nm 处测其消光值。
消光值为纵坐
(α+β)-淀粉酶总量测定
测定管 对照管
0.5ml 酶稀释液
1.5ml 柠檬酸缓冲液
4.0ml 0.4M NaOH
40℃水浴15min
2.0ml 1.0%淀粉，混匀
40℃水浴15min
标，麦芽糖为横坐标作标准曲线。
淀粉的水解有两种途径
淀粉的水解有两种途径，即水解途径和磷酸解途径。
淀粉水解时每切断一个糖苷键吸收一分子水，主要的水解酶有a-淀粉酶和β-淀粉酶。
淀粉磷酸解作用使磷酸根和产物葡萄糖结合在一起产生磷酸葡萄糖，主要的酶为淀粉磷酸化酶。
a-淀粉酶又叫淀粉内切酶，能随机催比水解直链和支链淀粉上的a-1，4-糖苷键，产生的低聚糖进一步由a-淀粉酶水解，直至产生葡萄糖和麦芽糖：植物中a-淀粉酶具有许多同工酶。
例如用等电聚焦电泳发现萌发的小麦种子存在20多种不同等电点的同工酶。
a-淀粉酶不能水解支链淀粉分支上的a-1，6-糖苷键。
因此，a-淀粉酶水解支链淀粉的结果会产主葡萄糖、麦芽糖和带分支链的极限糊精：脱支酶可以水解极限糊精上的a-1，6-糖苷键产生低聚葡萄糖，后者再由a-淀粉酶进一步水解产生葡萄糖和麦芽糖：β-淀粉酶又称淀粉外切酶。
该酶可以催化水解淀粉链上的。
a-1，4-糖苷键，但只能从淀粉链上的非还原端逐个麦芽糖进行水解。
β-淀粉酶不能水解支链a-1，6-糖苷键，因此在水解支链淀粉时有极限糊精存在：由a和β-淀粉酶产生的麦芽糖，经a-葡萄糖苷酶水解产生两个分子的葡萄糖。
a-葡萄糖苷酶也可以水解一些低分子量的麦芽低聚糖。
淀粉磷酸化酶在直链或支链淀粉的非还原端开始逐个切割淀粉链上的a-1，4-糖苷键，产生葡萄糖-l-磷酸：直链淀粉可以被淀粉磷酸化酶完全水解，而支链淀粉则剩下带分支的极限糊精，这些极限糊精进一步由脱支酶和a一葡萄糖昔酶水解成葡萄糖。
值得注意的是，淀粉磷酸化酶既可以催化淀粉的降解，又可催化淀粉的合成。
不过，在植物淀粉粒内，淀粉磷酸化酶的主要功能是催化淀粉的降解。
淀粉磷酸化酶和a-淀粉酶一样，广泛存在于植物中。
但目前很难判a-和β-淀粉酶中哪一种酶在淀粉降解中更为重要。
不过，有理论认为非水溶性的淀粉粒只有经过a-淀粉酶的初步水解后，β-淀粉酶和淀粉磷酸化酶才能起作用。
（如图）显示了这些酶在支链淀粉链上的作用位点。
禾谷类种子萌发后淀粉的降解主要由a-和β-淀粉酶进行水解，而淀粉磷酸化酶的作用不大。
淀粉酶功效
淀粉酶功效淀粉酶（amylase）是一种能够将淀粉分解成糖类分子的酶类物质，可以分为α-淀粉酶和β-淀粉酶两种类型。
它们广泛存在于植物、动物和微生物中，是一类重要的酶类物质，对于人体健康及各种行业中的应用都有着重要的意义。
淀粉酶在消化系统中的功效人体内能产生的淀粉酶主要分布在唾液和胰液中，通过消化道的作用，能够将复杂的淀粉分子分解成更小的葡萄糖分子，有利于人体对其进行吸收利用。
在消化道中，唾液中的淀粉酶能够以较快的速度将淀粉分解成甜味的糖类物质，有助于启动消化吸收过程。
胰腺中的淀粉酶能够进一步分解残留的淀粉分子，使其变得更具活性，以便更加容易被消化和吸收，保障人体正常的能量供应。
淀粉酶在食品加工中的应用淀粉酶在食品加工、饲料生产等领域中有着重要的作用。
在食品加工过程中，淀粉酶能够帮助食品更好地进行加工和储存，提高食品的可口性和安全性。
在面包制作过程中，淀粉酶能够促进酵母的发酵作用。
在啤酒酿造过程中，淀粉酶能够将大麦中的淀粉分子分解成糖分子，有利于酵母能够更好地进行发酵。
淀粉酶在饲料生产领域中同样发挥着重要的作用。
在动物的饲养过程中，淀粉酶能够增强饲料的可消化性，提高饲料的营养价值。
尤其是在高纤维饲料生产过程中，添加适量的淀粉酶能够有效地降低饲料中的膳食纤维含量，增加动物对饲料的利用率，促进动物生长发育，提高其健康水平。
淀粉酶在医学领域同样有广泛的应用，尤其是在针对消化系统疾病方面。
淀粉酶能够帮助人体对淀粉分子进行高效分解和吸收，缓解胃肠道不适和各种消化相关疾病，如胃肠炎、溃疡、乳糜泻等。
此外，在局部药物治疗领域中，淀粉酶也常常被用于肿瘤、纤维瘤、肉芽肿等疾病的治疗，让患者得到更好的治疗体验和更快的恢复速度。
总之，淀粉酶这一酶类物质在人体健康、食品加工、饲料生产、医学领域等方面都有着重要的应用和作用。
进一步的研究和应用将能够为人类带来更多的益处和改善。
淀粉粒类型
淀粉粒类型淀粉是植物中最重要的储存物质之一，它是由葡萄糖分子组成的多糖，可以在植物细胞中形成粒状结构，称为淀粉粒。
淀粉粒的类型主要有两种：直链淀粉和支链淀粉。
本文将对这两种淀粉粒进行详细介绍。
一、直链淀粉直链淀粉是一种由α-葡萄糖分子直接连接而成的多糖，它是淀粉粒中最常见的类型。
直链淀粉的结构比较简单，它由两种聚合体组成：α-淀粉酶（Amylose）和β-淀粉酶（Amylopectin）。
其中，α-淀粉酶是一种线性的聚合体，由数百个α-葡萄糖分子连接而成，它的分子量通常在10^5到10^6之间。
β-淀粉酶则是一种支链的聚合体，由数百个α-葡萄糖分子连接而成，同时它还有许多分支点，这些分支点由α-1,6-葡萄糖苷键连接。
直链淀粉的分子结构使得它在水中不易溶解，但是它可以通过热水和酶的作用下逐渐溶解。
直链淀粉的生物学功能主要是作为植物细胞的能量储备物质，同时也可以在某些情况下用于植物的结构支持。
二、支链淀粉支链淀粉是一种由α-葡萄糖分子连接而成的多糖，它比直链淀粉更为复杂。
支链淀粉的分子结构由两种类型的分支组成：内分支和外分支。
内分支是由α-1,6-葡萄糖苷键连接的支链，外分支则是由α-1,4-葡萄糖苷键连接的直链。
支链淀粉的分子结构使得它在水中更易溶解，同时也更易于被酶降解。
支链淀粉的生物学功能主要是作为植物细胞的能量储备物质，同时也可以在某些情况下用于植物的结构支持。
三、直链淀粉和支链淀粉的差异直链淀粉和支链淀粉在分子结构上有很大的差异。
直链淀粉是一种线性的聚合体，由α-1,4-葡萄糖苷键连接，而支链淀粉则是由α-1,4-葡萄糖苷键连接的直链和α-1,6-葡萄糖苷键连接的分支构成。
这种差异使得支链淀粉在水中更易溶解，同时也更易于被酶降解。
另外，直链淀粉和支链淀粉在生物学功能上也有所不同。
直链淀粉主要用于植物细胞的能量储备，而支链淀粉则更多地用于植物的结构支持。
此外，支链淀粉还可以在植物的生长和发育过程中发挥重要的调节作用。
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β-淀粉酶
淀粉酶是水解淀粉和糖原酶类的统称,按水解淀粉方式不同,淀粉酶可分为α- 淀粉酶、β-淀粉酶、脱枝酶及葡萄糖淀粉酶4 大类.按照结构的差异,又可将其分为α、β型两大类.β-淀粉酶是一种外切酶,其作用于淀粉时,从α- 1,4糖苷键的非还原性末端顺次切下一个麦芽糖单位,产物为麦芽糖和大分子的β-界限糊精.因为该酶作用于底物时,发生沃尔登转化（Waldeninversion）,使产物由α型变为β型麦芽糖,释放的β-麦芽糖在C1位上有一个自由H基,为β型,故名β-淀粉酶.近年来,β-淀粉酶的研究引起了酶制剂行业的广泛关注.本文对β-淀粉酶的来源、性质、分离纯化及应用等方面的研究进展进行了综述,最后对β-淀粉酶在酶制剂行业的研究及应用进行了展望。
一、来源
β—淀粉酶广泛存在于大麦、小麦甘薯、大豆等高等植物中，目前商品β—淀粉酶绝大部份均是从植物中提取的，芽孢杆菌β—淀粉酶生产量极低。
很多微生物通过发酵能产生β-淀粉酶,如蜡状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、假单胞菌等.但通过微生物发酵生产的β-淀粉酶耐热性差,且成本较高,要达到工业化生产还需一定距离.植物中β-淀粉酶酶活力高、耐热性好、作用 pH 范围较广,适合于高麦芽糖浆的生产要求.植物体中的β-淀粉酶主要存在于质体内,而在其他亚细胞区域内β-淀粉酶的分布都较少.甘薯
在自然栽培的条件下,只有块根中存在β-淀粉酶,其余的部位几乎检测不出β-淀粉酶的存在,但是只有存在于质体外的β-淀粉酶才具备活性.Zieglar认为β-淀粉酶在液泡中也有所分布,并且在多糖代谢中起到作用.单子叶植物中β-淀粉酶存在于胚乳细胞中,在其他器官中很少有分布,当种子萌发时,β-淀粉酶与其他相关酶一起协同完成淀粉的降解.而在高等植物中,存有两种不同酶活力的β-淀粉酶,它们分别存在于植物的不同组织器官中：一种是以高活力存在的β-淀粉酶,主要存在于禾本科植物的胚乳中,当这类植物的种子开始发芽时,β-淀粉酶的酶活力会显著升高；而另一种则是以相对酶活性较低的形式,普遍存在于植物的各个组织器官中的β-淀粉酶.这两种形式的β-淀粉酶虽然在抗原性上较相似,但在其他方面存在着较大的区别,而且它们的生成方式也不尽相同,推测得出,前一种β-淀粉酶可能是由后一种β-淀粉酶的基因转变而来的。
β-淀粉酶在高等植物体内是以游离态和结合态两种形式存在的,用水提的方法可以将植物中游离态的β-淀粉酶提取出来,而以结合态形式存在的β-淀粉酶的提取还需要添加还原剂或蛋白水解酶,这种结合态的β-淀粉酶由于与种子中的其他蛋白结合会成为复杂的不溶物质.这两种形态的β-淀粉酶在大麦种子中占所有蛋白含量的1%左右。
二、β—淀粉酶性质
β—淀粉酶能将直链淀粉分解成麦芽糖的淀粉酶。
可耐酸。
将麦芽汁调节pH值为3.6，在0℃下可使α-淀粉酶失去活力，而余下β-淀粉酶。
β-淀粉酶的唯一产物是麦芽糖，不是葡萄糖。
β-淀粉酶水
解淀粉产生麦芽糖。
长期以来，β-淀粉酶主要来源于大麦等粮食作物，应用受到限制微生物产的β-淀粉酶可全部或部分代替植物来源的β-淀粉酶，用来生产高麦芽糖浆、高纯度麦芽糖，医用针剂麦芽糖，麦芽糖醇，麦芽糊精，啤酒等。
此项技术共包括以下三项成果。
1、高产β-淀粉酶菌种及食品级β-淀粉酶制剂生产新工艺菌种为腊状芽孢杆菌，经物理、化学方法处理，得诱变株M-153，产β-淀粉酶活力提高了近300倍，产酶活力(45℃测定)高达2万单位/毫升左右。
2、用微生物β-淀粉酶生产高麦芽糖浆新工艺含麦芽糖55%-60%的试产品曾用于生产糖果、果脯、饼干、面包等代替饴糖和蔗糖，应用效果良好，提高了各类食品的质量，改善了风味。
3、用微生物β-淀粉酶代替部分大麦芽生产啤酒新工艺生产啤酒常规原料配比为70%大麦芽，30%大米为辅料。
新工艺将大麦芽与大米的比例由7：3改为5：5，补加微生物β-淀粉酶，在北京啤酒厂的20-100吨发酵罐的生产线上试生产成功。
三、β—淀粉酶的分离纯化
淀粉酶的纯化一般经过盐析、凝胶过滤或离子交换除盐等步骤，有时也采用海藻酸钠将酶沉淀。
在粗提液中，常含有一些可溶性糖和无机盐，也存在一些杂蛋白或其他酶系，为了获得较纯净的酶，通常要根据提取酶的特性确定纯化方法。
如采用加热、调pH值、添加蛋白质沉淀剂，使杂蛋白失活，再进一步配合过滤、离心等手段以纯化酶。
周中凯等通过调节滤液酸度至pH 3．7以实现Ot一淀粉酶失活，达到纯化B．淀粉酶的目的。
有时通过添加对目的酶无影响的蛋白质
沉淀剂(如醋酸铝、利凡诺、单宁酸、离子型表面活性剂等)不但可以去除杂蛋白，还可以去除黏性多糖和色素。
微生物来源的酶液常含有某些色素，可用活性炭、阴离子交换树脂等除去。
活性炭的用量、处理时间、温度等对脱色效果及酶的回收有影响。
采用孔径小、交联度大的树脂可达到仅吸附色素而不吸附酶的效果，脱色效果好。
四、β-淀粉酶的应用
β-淀粉酶在食品加工、粮食加工、发酵、酿造、医药、纺织品等行业具有重要作用.β- 淀粉酶作为糖化剂,可应用于啤酒、饴糖、饮料等工业生产,是食品加工与酿造行业的重要酶源.据报道,中科院于 1993 年用微生物β- 淀粉酶替代部分大麦芽生产啤酒新工艺,它将大麦芽与大米比例由7∶3改为5∶5,补加微生物β-淀粉酶,于北京啤酒厂20~100 t发酵罐生产线上试生产成功.2002年,周健芹等将 Maltogenase 和β-淀粉酶协同作用制取超高麦芽糖浆.2005年,徐忠等用β-淀粉酶和普鲁兰酶作用制备淀粉糖浆.在制糖方面,β-淀粉酶通过水解淀粉生产麦芽糖,主要应用于生产麦芽糖浆、高纯度麦芽糖,麦芽糊精,麦芽糖醇,医用针剂麦芽糖等.麦芽糖是自然界中常见的一种双糖,它是麦芽糖糖浆的主要成分.麦芽糖不但被广泛用作甜味剂,而且还是医用的静脉输液糖补充剂.同时,因为麦芽糖的低结晶度及低吸湿性,它在食品工业生产中也被广泛应用.玉米、马铃薯、甘薯和木薯淀粉都是麦芽糖较好的生产原料.工业生产中,将淀粉浆浓度调到10%~20%,可生产医用级麦芽糖；而调整到20%~40%时,可以生产食品级麦芽糖.在酿造工业中,β-淀粉酶是主要糖化酶之一.
如在啤酒生产中,专用糖浆的生产主要应用的酶制剂即为β-淀粉酶,其对啤酒糖浆质量、品种和成本具有关键作用.利用甘薯β-淀粉酶替代麦芽生产啤酒,可提高辅料比到50%~75%,这就节约了麦芽用量,提高糖化率,降低生产成本,并且生产出的啤酒色浅,泡沫洁白细腻,清亮透明,品质优良,口味爽口纯正,与常规工艺生产的啤酒相近.每生产万吨啤酒,节约用粮约17万kg,降低生产成本25万元左右.此外,β-淀粉酶还应用于制药行业。
五、展望
目前，国内外对B一淀粉酶的研究已取得了可喜的成绩，如KIHARA M等利用定点诱变和随机诱变的方法达到了取代原大麦β-淀粉酶7个氨基酸。
经诱变后的β-淀粉酶与原酶相比，耐热性提高了l 1．6。
C，且这种转基因的大麦种子能稳定地传给予代，从而为工业利用β-淀粉酶提供了种子质量保障。
中国科学院微生物研究所的陈炜等分析了坚强芽孢杆菌β-淀粉酶基因的核苷酸系列并探讨了微生物来源的B 一淀粉酶代替部分大麦芽生产啤酒新工艺。
尽管微生物来源的β-淀粉酶活力低，距工业应用还存在一定的差距，但通过诱变育种和基因工程手段处理菌株，可大大提高菌种产酶能力。
可以预见，通过物种定向改性以及转基因技术来提高酶的活性和热稳定性仍将是未来β-淀粉酶的研究热点。