糖化酶研究综述

糖化酶又称葡萄糖淀粉酶[Glucoamylase,(EC.3.2.1.3.)],是淀粉分解酶的的一个分支。糖化酶是一种习惯上的名称,学名为α-1,4-葡萄糖水解酶

(α-1,4-Glucan glucohydrolace)。它能把淀粉从非还原性未端水介a-1.4葡萄糖苷键产生葡萄糖，也能缓慢水解a-1.6葡萄糖苷键，转化为葡萄糖。

糖化酶是由曲霉优良菌种（Aspergilusniger）经深层发酵提炼而成。（深层发酵是利用深层培养基的厌氧环境来培养厌氧细菌，但不能培养严格厌氧细菌,多用于兼性厌氧菌和微耗氧菌的培养）

重要糖化酶生产菌有：雪白根霉，德氏根霉，河内根霉，爪哇根霉，台湾根霉，臭曲霉，黑曲霉等。

糖化酶用于以葡萄糖作发酵培养基的各种抗生素、有机酸、氨基酸、维生素的发酵；本品还大量用于生产各种规格的葡萄糖。总之，凡对淀粉、糊精必需进行酶水解的工业上，都可适用。最多应用于酒精、淀粉糖、味精、抗菌素、柠檬酸、啤酒等工业以及白酒、黄酒。

一特性：

1.作用方式：糖化酶的底物专一性较低，它除了能从淀粉链的非还原性未端切开a-1.4键处，也能缓慢切开a-1.6。因此，它能很快的把直链淀粉从非还原性未端依次切下葡萄单位，在遇到1.6键分割，先将a-1.6键分割，再将

a-1.4键分割，从而使支链淀粉水解成葡萄糖

2. 作用条件：糖化酶随作用的温度升高活力增大，超过65℃又随温度升高而活力急剧下降，本品是最适作用温度是60-62℃。最适作用PH舒值在4.0-4.5左右

3．活力检测：

酶活力定义：1克酶粉或1毫升酶液在40℃，PH4.6条件下，1小时水解可溶性淀粉产生1毫克葡萄糖的酶量为1个酶活力单位（U）。

原理：糖化酶有催化淀粉水解的作用，能从淀粉分子非还原性末端开始，分解α-1,4-葡萄糖苷键生成葡萄糖。葡萄糖分子中含有醛基，能被次碘酸钠氧化，过量的次碘酸钠酸化后析出碘，再用硫代硫酸钠标准溶液滴定，计算酶活力。

试剂和溶液：

（1）乙酸－乙酸钠缓冲溶液（pH为4.6）。称取乙酸钠（CH3COONa·3H2O）

6.7g，溶于水中，加冰乙酸（CH3COOH）2.6ml，用水定容至1000ml。

配好后用pH计校正。

（2）硫代硫酸钠标准溶液（Na2S2O3，0.05mol/L）。

（3）碘溶液（1/2I2，0.1mol/L）。

（4）氢氧化钠溶液（NaOH，0.1mol/L）。

（5）200g/L可溶性氢氧化钠溶液。

（6）硫酸溶液（2mol/L）。

（7）20g/L可溶性淀粉溶液。

（8）10g/L淀粉指示液。

仪器和设备：

恒温水浴锅、秒表、比色管、玻璃仪器。

. 步骤：

（1）待测酶液的制备称取酶粉1～2g，精确至0.0002g（或吸取液体酶1.00ml），先用少量的乙酸缓冲液溶解，并用玻璃棒捣研，将上清液小心倾入容量瓶中。沉渣部分再加入少量缓冲液，如此捣研3～4次，最后全部移入容量瓶中，用缓冲液定容至刻度（估计酶活力在100～250u/ml范围内），摇匀。通过4层纱布过滤，滤液供测定用。

（2）测定于甲、乙两支50ml比色管中，分别加入可溶性淀粉25ml及缓冲液5ml，摇匀后，于40℃恒温水浴中预热5min。在甲管（样品）中加入待测酶液2ml，立刻摇匀，在此温度下准确反应30min，立刻各加入氢氧化钠溶液0.2ml，摇匀，将两管取出迅速冷却，并于乙管（空白）中补加待测酶液2ml，吸取上述反应液与空白液5ml，分别置于碘量瓶中，准确加入碘溶液10ml，再加氢氧化钠溶液15ml，摇匀，密塞，于暗处反应15min。取出，加硫酸溶液2ml，立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定，直至蓝色刚好消失为其终点。

计算：

X＝（A－B）c×90.05×32.2/5×1/2×n×2＝579.9×（A－B）c×n

式中X——样品的酶活力（u/g或u/ml）

A——空白消耗硫代硫酸钠溶液的体积（ml）

B——样品消耗硫代硫酸钠溶液的体积（ml）

c硫代硫酸钠溶液的浓度（mol/L）

90.05——与1ml硫代硫酸钠标准溶液（1mol/L）相当的以克表示的葡萄糖的质量

32.2——反应液的总体积（ml）

5——吸取反应液的体积（ml）

1/2——吸取酶液2ml，换算为1ml

n——稀释倍数

2——反应30min，换算成1h的酶活力系数所得的结果表示至整数

二分离、提纯：

2.工厂提纯可以使用大功率离心机离心沉淀收集或板式过滤机收集后再做处理。（工厂最常用的鉴染菌手段是镜鉴，从形态上鉴别基本上能满足工厂需要，如果杂菌形态和生产菌一样而阳性阴性不一样，就考虑革兰氏染色。）

使用方法和参考用量

酒精工业：原料经蒸煮冷却到60℃，调PH值至4.0-4.5左右，加糖化酶，参考用量为80-200单位/克原料，保温30-60分钟，冷却后进入发酵。

淀粉糖工业：原料经液化后，调PH值到4.0-4.5左右，冷却到60℃，加糖化酶，参考用量为100-300单位/克原料，保温糖化。

啤酒工业：在生产“干啤酒”时在糖化或发酵前加入糖化酶，可以提高发酵度。

酿造工业：在白酒、黄酒、曲酒等酒类生产中，以酶代曲，可以提高出酒，并应用于食醋工业。

其他工业：在味精、抗菌素、柠檬酸等其他工业应用时，淀粉液化冷却到60℃，调PH4.0-4.5，加糖化酶，参考用量100-300单位/克原料。

使用糖化酶的优点

1、糖化酶对设备没有腐蚀性，使用安全。使用糖化酶工艺简单、性能稳定、有利于各厂的稳定生产。本品质量稳定，使用方便，利于连续糖化，提高产品质量，降低成本。糖化酶一般无任何毒副作用.

2、使用糖化酶对淀粉水解比较安全，可提高出酒率，麸曲法能减少杂菌感染，节约粮食可降低劳动强度，改善劳动条件。

3、使用糖化酶有利于生产机械化，有利于实现文明生产。

人体生物学上意义：淀粉酶是催化淀粉水解为麦芽糖的酶，存在于胰腺、唾液腺、肝、肾及肌肉等组织中，尤以胰腺腺泡分泌为主。临床意义：增高，见于胰腺肿瘤引起的胰腺导管阻塞、胰腺脓肿、胰腺损伤、肠梗阻、胃溃疡穿孔、流行性腮腺炎、腹膜炎、胆道疾病、急性阑尾炎、胆囊炎、消化性溃疡穿孔、肾功能衰竭或肾功能不全、输卵管炎、创伤性休克、大手术后、肺炎、肺癌、急性酒精中毒、吗啡注射后，以及口服避孕药、磺胺、噻嗪类利尿剂、鸦片类药物（可待因、吗啡）。麻醉止痛剂等。减低，见于肝硬化、肝炎、肝癌、急性或慢性胆囊炎等。

注意事项

本品使用时最适PH4.0-4.5，淀粉糖和味精生产时应先调PH，后加酶糖化。用酶量随原料、工艺不同而变化，要缩短糖化时间需增加用量。

淀粉质原料必须与酶充分接触，接触面积大，时间长，效果好。间歇糖化要搅拌充分，连续化必须流量均匀。温度需严格控制60℃-62℃，保温时温度均匀，严禁短期高温。