糖化酶研究综述
固态法白酒糖化过程中的酶学研究
固态法白酒糖化过程中的酶学研究固态发酵是白酒酿造过程中一种重要的发酵方法，该方法以固态发酵醪糟为基础，通过糖化酶的作用将淀粉转化为可发酵的糖类物质，产生丰富的风味和香气。
固态发酵法制造的白酒在传统工艺的基础上融入了现代生物技术，研究固态法白酒糖化过程中的酶学变化对于提高酒品质和工艺改进具有重要意义。
在固态发酵过程中，淀粉是主要的底物，而淀粉无法直接被酵母菌利用。
为了使淀粉转化为需要的糖类物质供酵母发酵，必须先通过糖化酶的作用将其水解成糖。
糖化酶主要包括α-淀粉酶和β-淀粉酶，它们能够切割淀粉分子内部的化学键，将其分解为不同程度聚合的糖类物质。
α-淀粉酶主要作用于淀粉分子的表面，将其分解为麦芽糖和麦芽三糖；而β-淀粉酶则负责水解淀粉分子内部的键，将淀粉分解为麦芽糖和麦芽糖糊精。
固态法白酒糖化过程中糖化酶的研究需要考虑多个因素，如酶源、酶活力、酶底物适应性等。
首先，酶源的选择对糖化酶的活力以及产生的发酵产物有着直接影响。
一般而言，糖化酶可通过微生物菌株、植物以及动物组织等多种来源进行提取。
其中，微生物菌株是最常用的酶源，如曲霉、麦曲菌、糖化细菌等。
这些菌株通过人工培养和筛选，可以获得高活力的糖化酶。
其次，酶活力是影响固态法糖化效果的关键因素之一。
高活力的糖化酶能够更有效地将淀粉分解为糖类物质，提高糖化过程的速度和效率。
酶活性受多种因素的影响，如温度、pH值、底物浓度等。
固态法白酒糖化过程中，一般将温度控制在40-60摄氏度范围内，pH值在4.0-6.0之间。
同时，根据酶底物适应性的研究，可以优化底物浓度，提高酶的利用率。
此外，固态法白酒糖化过程中酶学的研究还需考虑糖化酶与其他酶的相互作用。
在固态发酵中，除了糖化酶外，还存在其他参与发酵的酶类，如淀粉酶、蛋白酶等。
这些酶之间的相互作用会影响糖化酶的活性和产酒效果。
因此，必须对这些酶的作用和相互关系进行深入研究，以优化酶的配比和作用条件，提升固态法白酒的品质。
食品酶学综述
糖化酶在食品工业中的应用[摘要]糖化酶是淀粉糖化发酵生产酒精或葡萄糖浆的主要酶类,在食品工业中具有重要的应用价值。
文章对糖化酶的结构、分类、分布、性质、酶解机制以及糖化酶在食品工业中的应用进行阐述,并展望糖化酶应用研究的前景。
[关键词]糖化酶;应用;食品工业;研究进展一、定义糖化酶,全名葡萄糖淀粉酶,又称为淀粉α-1,4葡萄糖苷酶或γ-淀粉酶,是一种单链的酸性糖苷水解酶,具有外切酶活性的胞外酶,因为在发酵行业中主要用作将淀粉转化为葡萄糖,所以习惯上被称为糖化酶。
糖化酶是世界上生产量最大、应用范围最广的酶制剂。
糖化酶不仅用于酒类和酒精生产,还广泛地应用于葡萄糖、果葡糖浆、有机酸、味精等食品工业的多个领域。
二、糖化酶的结构、分类与分布糖化酶是一种含有甘露糖、葡萄糖、半乳糖和糖醛酸的糖蛋白,分子量在60～1000kDa 之间,其中,碳水化合物占4%～18%。
这些碳水化合物主要是半乳糖、葡萄糖、葡萄糖胺和甘露糖,但糖化酵母产生的糖化酶碳水化合物高达80%。
糖化酶是糖苷水解酶的一种,它一般由催化域、淀粉结合域以及连接CD与SBD的O-糖基化连接域组成。
分离纯化后的糖化酶可分为3类:GⅠ、GⅡ和GⅢ,其中GⅠ、GⅡ能水解糊化的淀粉,但不能水解生淀粉或作用能力非常弱;而GⅢ能够水解生淀粉。
目前,普遍认为糖化酶的多型性可能由三个原因引起:一是基因调控、转录的方式不同;二是蛋白质合成的修饰作用不同,即结合的糖量不同;三是在发酵过程中受到自身蛋白水解酶和糖苷酶的作用,由糖化酶的原始形式衍变成糖化酶的。
此外,培养基的成分和生长条件也对糖化酶组分多型性有影响[2]。
糖化酶广泛地存在于微生物中。
已报道的产糖化酶菌株中真菌有23个属35个种;某些细菌中也可以分离到热稳定的糖化酶。
在工业中应用的糖化酶主要是从黑曲霉、米曲霉、根霉等丝状真菌和酵母中获得的。
三、糖化酶在食品工业中的应用(一)糖化酶在传统白酒生产中的应用随着白酒工业的发展,利用糖化酶代替部分曲,以提高出酒率,降低生产成本,已被众多白酒企业普遍采用。
糖化酶的研究进展及趋势
27 Blair H.T.e t al.,Synaptic plasticity in the lateral a mygdala:a cellarhypothesis of fear conditioning.Learning and Me mory,2001;8:227 242 28 Miller R.R.,Matzel L.D.M e mory involves far more than cons olidation .Nature Re views neurosc ie nce,2000;1:214 21629 Kim J.J.,Fanselow M.S.Modality specific retrograde amnesia of fear.Science,1992;256:675 67730 Phillips,R.G.,LeDoux,J.E.Differential contributi on of amygdalaand hippocampus to cued and contextual fear conditioning.Behav.Ne u rosci.,1992;106:274 8531 Selden N.R.,Everi tt B.J.,Jarrard L.E.,Robbins plementary roles for the amygdala and hippocampus i n aversive condi ti oning to explicit and c onte xtual cues.Neuroscience,1991;42:335 5032 Abeliovich A.,Paylor R.,Chen C.,Kim J.J.,Wehner M.,Tonega waS.P KCg mutant mice exhibi t mild deficits in s patial i n spatial and con textual learni ng.Cell,1993;75:1263 7133 Maren S.,Aharonov G.,Fanselo w M.S.Neurotoxic lesi ons of the dorsalhi ppocampus and Pavlovian fear conditioning i n 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-1,3连接的碳链,它一般都能将淀粉百分之百地水解生成葡萄糖,因此被广泛地应用于酒精、白酒、抗生素、氨基酸、有机酸、甘油、淀粉糖等工业中,是我国产量最大的酶制剂产品.一、糖化酶多型性的研究20世纪80年代,对于糖化酶的研究发展极快,主要集中于糖化酶菌株的分离及其纯化工作.长期研究证明,糖化酶广泛地分布在微生物中,主要存在于黑曲霉、米曲霉、根霉等丝状真菌和酵母中,同时也存在于人的唾液、动物胰腺及细菌中.已报道的产糖化酶真菌微生物有23个属35个种;细菌有3属3种[1]. 真菌产糖化酶组分多型性是常见的,Rhizo pus nivenus 和Chalara paradoca[2,3]可分别产生5种和6种活性组分.陈冠军、罗贵民等人[4]采用硫酸铵分级沉淀,DEAE-纤维素离子交换层析、Sephadex G-150凝胶过滤等方法,从黑曲霉AS3.4309变异株B-11的发酵液中分离出三种电泳均一的糖化酶G 、G 、G ,其相对分子质量分别为27000、53000和67000;等电点分别为3.38、3.59和3.52;分子含糖量分别为8.7%、18.3%和13.6%;最适温度均为70 ,实验结果证明,三种同工酶都由一条多肽链组成.相对分子质量小的G 具有完整的催化部位结构,而G 和G 多于G 的那部分肽段,则可能起着稳定活性部位和增强结合底物能力的作用.G 比G 多一个约含100个残基的肽段,这个肽段可能是G 能被生淀粉吸附的原因所在.One等[5]利用固相Acarbose 柱从市售糖化酶(A.niger)中分离出六种活性组分,每种活性组分均可从可溶性淀粉中释放出单一的 -D-葡萄糖终产物.这六种组分的相对分子质量、沉降系数、化学组成、等电点、酶的动力学及其他性质上各异.但Ya suda[6]从Monascus s p.NO.3403中分离出两种组分,电泳和超离心结果证明有同质性、相对分子质量、碳氮含量、161自然杂志 25卷3期科技进展最适pH、最适温度及Km值都非常接近.管汉成、严自正、张树政[7]发现黑曲霉突变株T-21产生的葡萄糖淀粉酶也具有多型性,经凝胶电泳和酶活力显色得到5条以上具有淀粉酶活力的蛋白质带,并从中分离纯化出能被生淀粉吸附和水解生淀粉的G A 和既不被生淀粉吸附又不水解生淀粉的GA .方善康和周凤臻[8]对黑曲霉S4的生淀粉糖化酶进行分离,分离出3个均为酸性糖蛋白的G 、G 和G .糖化酶的多型性可能由下述原因引起:一是基因调控、转录的方式不同;二是蛋白质合成的修饰作用不同,即结合糖量不同;三是在发酵过程中受到自身蛋白水解酶和糖苷酶的作用,由糖化酶的原始形式衍变成糖化酶的.此外培养基的成分和生长条件也对糖化酶组分多型性有影响.二、提高糖化酶活力的研究几十年来我国科研工作者为提高糖化酶的活力进行了不懈的努力,常规的物理及化学诱变的方法仍然是方便有效的途径.谷海先等[9]对黑曲霉A N-149菌进行自然分离、紫外线和NTG的复合诱变处理,得到了一株高产糖化酶的菌株WG-93,经30L发酵罐试验,酶活力达29ku/ml(原糖化酶生产发酵水平为12ku/ml).1993年,李俊刚等[10]对生淀粉糖化菌黑曲霉S-1原生质体采用( 1=260nm, 2=266nm)能量为8mJ的激光直接照射,得到高酶活力的生淀粉糖化酶突变株,比出发株酶活力平均提高37.4%,最高突变株酶活力达到74.5 u/ml,比出发株提高91%.1998年,李俊刚等[11]又以黑曲霉523原生质体为对象,经激光、紫外线和亚硝基胍复合诱变,选育出生淀粉糖化酶高产突变株黑曲霉NL-3,其生淀粉酶活力为156u/ml.王海洪等[12]通过分离和筛选,得到一株分解小麦生淀粉能力较强的黑曲霉,其生淀粉糖化酶活力为171.5u/g, -淀粉酶活力为6.347 u/g.DN A重组技术发展以来,有人尝试将糖化酶基因克隆到埃希大肠杆菌和酵母菌中,构建了糖化酶高产工程菌.近几年来,罗进贤等人[13]将酵母Ty转座子的 序列,黑曲霉糖化酶cD NA及G418抗性基因neo重组进酵母整和型质粒Yiplac128获得含LEU2,ne o双标记基因,糖化酶c DNA的高整和型表达载体YI128D.17N,转化CRF18(YI128D.17N)糖化酶基因在该菌株获得高效表达,产物分泌到胞外.吴晓萍等人[14]将切除了5 端非编码区50碱基对片段的黑曲霉糖化酶GA c DNA与大麦 -淀粉酶基因重组进埃希大肠杆菌-酵母穿梭载体,构建重组表达质粒pMAG11,转化酿酒酵母GRF18,获得含 -淀粉酶和糖化酶双基因的酵母工程菌GRF18(p MAG11),在酵母P GK基因启动子和终止信号的调控下, -淀粉酶和糖化酶基因获得高效表达,99%的表达产物分泌至胞外.三、糖化酶的基因的研究对黑曲霉糖化酶基因的研究有了不断的进展,尤其是对其结构基因和调控序列.Boel等[15]首先从黑曲霉的染色体文库中分离出糖化酶的基因,它含有五个内含子,而泡盛曲霉中含有四个内含子.两种微生物都分泌糖化酶GA 、GA ,两种酶都由单一基因编码,有相类似的氨基末端氨基酸序列,在一级结构和C-端序列长度上稍有不同.唐国敏等克隆了突变株T21的糖化酶c DNA,并进行了测序[16],实现了糖化酶基因在酿酒酵母中的表达[17],并将糖化酶基因整合到酿酒酵母的基因组内,实现稳定表达[18],克隆并测定了糖化酶基因启动子区的功能[19],该课题组[20]在1996年以PCR合成的糖化酶高产菌株黑曲霉T21糖化酶基因5 近端非编码区588 bp(Eco-BamHI)的序列为探针,从T21染色体DNA中克隆到近2.0kb的糖化酶基因5 端非编码区序列,并以此序列为探针,从糖化酶低产菌株黑曲霉3.795(T21的诱变出发株)的染色体DNA中克隆到1.5kb的糖化酶基因5 端非编码区序列,并从该二序列的分析测定中得到,黑曲霉糖化酶基因5 端非编码区被称为 核心启动子 (core promoter)的TA TA AAT框及GCAAT框,分别在翻译起始点的-109bp及-178bp处,高产和低产菌株糖化酶基因5 端非编码区序列的分析比较结果表明,有9个部位的碱基发生了变化.在1998年[21]又对糖化酶高产菌株A.niger T21和原始菌株Aniger3.795的gla A5'上游区的序列进行了分析,证明两者在1.5kb的区域内有九个部位的碱基不同.构建了以T21和3.795gla A基因转录调控区及A.nidulans trpC基因终止子为表达元件的E.colihph基因表达载体(pX H2和pG H1),用pXH2和pG H1分别转化A.niger T21,对两种转化子的HmB抗性水平测定和Southe rn杂交分析显示,在转化子X H2C和G H1C中,pX H2和pGH1以相同拷贝数(2拷贝串联)整合到染色体DNA的相同位置上,XH2C的HmB抗性水平(3000 g/ml)为GH1C(1500 g/ml)的2倍.诱变引起的调控区序列改变使T21黑曲霉糖化酶基因转录调控区的功能水平比3.795提高1倍.国内对糖化酶研究较多的还有关海山等人[22-24],主要研究不同真菌中糖化酶的基因克隆、表达和糖化酶的性质,在挖掘糖化酶资源方面做了大量工作.162 Ziran Zazhi Vol.25No.3科技进展四、扩大糖化酶的应用研究糖化酶是工业上应用最广泛的酶类之一.除了利用糖化酶水解淀粉为葡萄糖而用于制糖业外,现在人们越来越多地开发糖化酶的新型用途.糖化酶在酿酒工业中也有广泛的应用.传统白酒[24]生产用曲中的微生物是依靠自然界带入的,未经筛选,其糖化力较低,耐酸耐热性都较差.糖化酶作用的pH范围为3.0~5.5,最适作用范围为4.0~4.5,这使得白酒酿造过程中酸度不断增加,适宜发酵.糖化酶的应用,使粮醅入酵后发酵升温快,升温幅度大,提高原料的出酒率,缩短发酵周期,降低生产成本.在食用醋[25]生产中,应用TH-AATY和糖化酶,可以解决企业自制酒母质量不稳定和夏季高温等生产难题,使食用醋生产正常进行,它不仅降低了原材料的消耗,减轻了工人的劳动强度,而且显著提高了淀粉利用率和出醋率,得到较好的经济效益.固定化糖化酶应用于糖结晶过程,可以提高糖的出产率[26].今后糖化酶将会被应用于更为广阔的空间.五、糖化酶研究的展望虽然对糖化酶的研究已有多年,但是仍有许多问题尚待进一步探索[27].基础研究领域将主要集中在糖化酶的结构研究,如糖链在糖化酶活性、稳定性及构象状态中所起的作用,进一步阐明糖化酶的多型性原因及糖化酶的热稳定性机制.应用研究之一仍将是进一步提高糖化酶的活力,利用诱变、DNA重组技术或其他方法获得优良菌株,提高糖化酶基因在受体菌中的表达水平等,进一步优化糖化酶纯化工艺及保存条件;另一方面,诱变筛选耐热糖化酶产生菌或克隆耐热糖化酶基因,将是一个重要方向,因为耐热糖化酶在发酵业的应用将会大大降低能源消耗,从而降低生产成本,将给糖化酶在工业中的应用开辟更为广阔的前景.(2002年10月20日收到)武金霞 在职博士生,副教授,河北大学生命科学学院生物技术系,071002王 沛 河北大学生命科学学院2000级生物技术专业学生李晓明 河北大学生命科学学院2000级生物技术专业学生1 陈启和,何国庆.糖化酶及其基因研究进展.微生物学杂志,2000;20(4):46 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6426 杨依军,李多川,沈崇尧.葡萄糖淀粉酶研究进展.微生物学通报,1996;23(5):312 315Progress and Trend of GlucoamylaseWu Jin xia ,Wang Pei ,Li Xiao mingMaste r,Ph.D.Candidate,Sssoc iate Pro fesso r,De partment o f Biote ch nology,Colle ge o f Li fe Sc ienc e,Hebei U nive rsity,Baoding,Hebe i071002 U nde rgraduate,Colle ge o f Li fe sc ie nce,Hebei U nive rsity,Baoding, He be i071002Key word s glucoamylase,enzyme ac tivity,mul titype,s truc tural gene163自然杂志 25卷3期科技进展。
糖化酶研究进展及其在食品工业中的应用
α－ 螺 旋 参 与 折 叠 成“ 桶 状 ”结 ， 其 含 有 ５ 个 内 含
（ ２０００） 研究认为， 黑曲霉糖化酶水解糖苷键的机制 子， 而泡盛曲霉中含有 ４ 个内含子。
是典型的酸碱催化。淀粉结合域对糖化酶的功能有
ｌｉｇｅｒ）、泡盛曲霉（Ａ．ａｗａｍｏｒｉ）等。某些细菌中也可以 分 离 到 热 稳 定 的 糖 化 酶 ， 如 Ｓ． ｄｉａｓｔａｔｉｃｕｓ 、
１
热 Ａｒｔｈｒｏｂｕｃｔｅｒ ｇｌｏｂｉｆｏｒ、Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｓｐ、Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ
点 ｔｈｅｒｍｏｈｙ 等 。 此 外 ， 人 的 唾 液 与 动 物 的 胰 腺 中 也
Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ＳＰ 的多型糖化酶之间的差别是翻译后修 ｎｉｇｅｒ Ａ．ｎ．２０ 糖化酶活力是出发菌株的两倍， 对于
饰的结果， 即分子量较小的糖化酶是分子量较大 固态发酵， 重组菌 Ａ．ａｗａｍｏｒｉ Ａ．ａ．１４ 的糖化酶活力
的糖化酶被蛋白酶作用后的修饰产物。Ｄ Ａｌａｚａｒｄ 比出发菌株提高了 ８５％。
Ｒ ｅｓｅａｒｃｈ Ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｆｏｏｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｏｆ Ｇｌｕｃｏａｍ ｙｌａｓｅ
ＺＨＯＮＧ Ｈａｏ１， ＴＡＮ Ｘｉｎｇ－ ｈｅ１， ＸＩＯＮＧ Ｘｉｎｇ－ ｙａｏ２， ＳＵ Ｘｉａｏ－ ｊｕｎ２， ＨＵ Ｙａ－ ｐｉｎｇ１
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｈｕｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０１２８， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｌａｎｄｓｃａｐｅ， Ｈｕｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０１２８， Ｃｈｉｎａ）
糖化酶活力测定(1)
一、目的和内容
目的：掌握测定糖化酶活力的方法和学习测 定的原理 内容：１.测定糖化酶活力． ２.计算糖化酶活力．
二、基本原理
糖化酶（glucoamylase）又称淀粉葡萄糖苷 酶（系统名淀粉α–１，４葡萄糖苷酶，ＥＣ３. ２.１.３），是一种外切型淀粉酶，能从淀粉分 子非还原端依次水解α–１，４键切下葡萄糖单位。 也能水解麦芽糖和支链淀粉分支点的α–１，６键， 但水解速度甚慢。该酶能广泛用于酒精、酿酒、 葡萄糖及果 葡糖浆的制造上．糖化 酶是一种胞外酶，可利 用黑曲霉、海藻曲霉、 和根霉等生产。
六、问题和思考
1.糖化酶的作用有何特点？ 2.次碘酸钠法的测定原理；你认为实验过程中 哪些步骤关键，应注意些什么问题？ 3.为什么用失活酶液作为空白对照而不用蒸馏 水？ 4.两个计算糖化酶活力的公式中各项的意义及 两者各有何特点？
七、注意事项
1.注意安全; 2.滴定操作要规范、仔细准确; 3.认真完成实验报告； 4.实验完成以后须清扫整理才能离开。
（1）2%可溶性淀粉 称取可溶性淀粉2g（预先100℃烘干约2h至恒重），用少量蒸馏水调匀，徐徐倾入 巳沸的蒸馏水中，煮沸至透明，冷却定容至l00ml，此溶液需当天配制。 （2）0.2mol/L pH4.6醋酸钠缓冲液 称取醋酸钠(CH3COONa· 3H2O)2.722，用蒸馏水溶解，定容至100m1。冰醋酸 (CH3COOH)1.17m1定容至100ml。分别取醋酸钠49ml和醋酸51ml混匀。缓冲液以酸度 计或精密试纸校正pH。 （3）20%氢氧化钠溶液 （4）0.1mol/L碘液 （5）0.1mo1/L氢氧化钠溶液
3.取上述反应液5ml于三角瓶中，加入0.1N碘液 5ml，缓慢加入0.1N NaOH溶液 5ml ，(注意： 加碱速度不能过快,否则过量NaIO 来不及氧 化C6H12O6 而歧化为不与C6H12O6反应的 NaIO3 和NaI ,使测定结果偏低) 摇匀，在暗处 放置15min后加入1N硫酸2ml； 4.以0.5%可溶性淀粉为指示剂（4-5滴即可）， 用0.1N硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色消失为终 点。记录0.1N硫代硫酸钠消耗的毫升数：酶 液样品（A）、空白对照（B）；
糖化酶研究进展及其应用
四 糖化酶的发酵生产
4.2 液体深层发酵法
工艺流程: 试管斜面种子→种子扩大培养→发酵→过滤→浓缩→干燥→粗酶制剂
糖化酶研究进展及其应用
五 功能及应用
5.1糖化酶的作用机制
从淀粉、糊精、糖原等碳链上的非还原性末端依次 水解α-1,4糖苷键,切下一个个葡萄糖单元,生成葡萄 糖 并像β-淀粉酶一样,使水解下来的葡萄糖发生 构型变化,形成β-D-葡萄糖
糖化酶研究进展及其应用
五 功能及应用
5.2 在食品工业中的应用
3、白酒 我国传统白酒的生产用固
态发酵法,大多使用淀粉质原 料,一般以曲为糖化剂,成本高 、产酒率低。
利用糖化酶代替部分曲, 以提高出酒率,降低生产成本, 已被众多白酒企业普遍采用。
糖化酶研究进展及其应用
五 功能及应用
5.3 使用糖化酶的优点
糖化酶研究进展及其应用
二 结构特点及分类
2.1 结构特点
糖化酶是含有甘露糖、葡萄糖、半文本乳糖和糖醛酸
的糖蛋白
文本
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分子量在60，文0本00—1000，000之间。其中
碳水化合物占4%—18%。
文本
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糖化酶研究进展及其应用
2.2 分类
二 结构特点及分类
GA I
GA II 3 GA III
同时可使产品的口感细腻 、柔软，质量得到改善。
糖化酶研究进展及其应用
五 功能及应用
5.2 在食品工业中的应用
2、食醋酿造 传统酿醋工艺存在着酒母
培养条件差、酒母质量不稳定 、原料淀粉利用率低、出醋率 低、高温季节生产不稳定等诸 多生产技术难题。
在发酵工艺中应用耐高温 酒用活性干酵母和糖化酶。降 低了原材料的消耗,而且显著 提高了淀粉利用率和出醋率。
糖化酶
我国糖化酶的研究概况糖化酶是世界上生产量最大应用范围最广的酶类，介绍了糖化酶的结构组成、特性、生产、提取、活力检测以及提高酶活力的研究。
主要的内容包括：一、糖化酶的简介糖化酶是应用历史悠久的酶类，1 500年前，我国已用糖化曲酿酒。
本世纪2O年代，法国人卡尔美脱才在越南研究我国小曲，并用于酒精生产。
50年代投入工业化生产后，到现在除酒精行业，糖化酶已广泛应用于酿酒、葡萄糖、果葡糖浆、抗菌素、乳酸、有机酸、味精、棉纺厂等各方面，是世界上生产量最大应用范围最广的酶类。
糖化酶是葡萄糖淀粉酶的简称(缩写GA或G)。
它是由一系列微生物分泌的，具有外切酶活性的胞外酶。
其主要作用是从淀粉、糊精、糖原等碳链上的非还原性末端依次水解a一1，4糖苷键，切下一个个葡萄糖单元，并像B一淀粉酶一样，使水解下来的葡萄糖发生构型变化，形成B—D一葡萄糖。
对于支链淀粉，当遇到分支点时，它也可以水解a一1，6糖苷键，由此将支链淀粉全部水解成葡萄糖。
糖化酶也能微弱水解a一1，3连接的碳链，但水解a一1．4糖苷键的速度最快，它一般都能将淀粉百分之百地水解生成葡萄糖。
二、糖化酶的结构组成及分类糖化酶在微生物中的分布很广，在工业中应用的糖化酶主要是从黑曲霉、米曲霉、根霉等丝状真菌和酵母中获得，从细菌中也分离到热稳定的糖化酶，人的唾液、动物的胰腺中也含有糖化酶。
不同来源的淀粉糖化酶其结构和功能有一定的差异，对生淀粉的水解作用的活力也不同，真菌产生的葡萄糖淀粉酶对生淀粉具有较好的分解作用。
糖化酶是一种含有甘露糖、葡萄糖、半乳糖和糖醛酸的糖蛋白，分子量在60 000 到1 000 000间，通常碳水化合物占4％ 18％。
但糖化酵母产生的糖化酶碳水化合物高达80％，这些碳水化合物主要是半乳糖、葡萄糖、葡萄糖胺和甘露糖。
三、糖化酶的特性1、糖化酶的热稳定性在糖化酶的热稳定性机理及筛选热稳定性糖化酶菌株上。
工业上应用的糖化酶都是利用它的热稳定性。
一般真菌产生的糖化酶热稳定性比酵母高，细菌产生的糖化酶耐高温性能优于真菌。
糖化酶的研究概况
糖化酶的研究概况
张秀媛;袁永俊;何扩
【期刊名称】《食品研究与开发》
【年(卷),期】2006(027)009
【摘要】糖化酶是世界上生产量最大应用范围最广的酶类,介绍了糖化酶的结构组成、特性、生产、提取、活力检测以及提高酶活力的研究.
【总页数】4页(P163-166)
【作者】张秀媛;袁永俊;何扩
【作者单位】西华大学生物工程学院,四川,成都,610039;西华大学生物工程学院,四川,成都,610039;西华大学生物工程学院,四川,成都,610039
【正文语种】中文
【中图分类】TS2
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糖化酶实验报告
一、实验目的1. 了解糖化酶的特性和催化机理。
2. 掌握糖化酶的固定化技术。
3. 学习通过实验测定糖化酶的活力和半衰期。
二、实验原理糖化酶是一种内切酶，能够将淀粉分子水解成葡萄糖。
固定化酶技术是将酶固定在固体载体上，以提高酶的稳定性和重复使用性。
本实验采用戊二醛交联法固定糖化酶，并通过测定固定化酶的活力和半衰期来评估固定化效果。
三、实验材料与仪器材料：1. 马铃薯淀粉2. 葡萄糖3. 戊二醛4. 交联剂5. 硫酸铵6. 碳酸钠7. pH试纸8. 红外测温枪9. 试管10. 烧杯11. 移液器仪器：1. 研钵2. 恒温水浴锅3. 酶标仪4. 分析天平四、实验步骤1. 酶的制备：1.1 称取适量糖化酶粉末，加入适量蒸馏水溶解。
1.2 将溶解后的酶液加入戊二醛，交联剂和硫酸铵，进行固定化处理。
1.3 将固定化酶用碳酸钠溶液洗涤，去除未固定的酶和杂质。
2. 酶活力测定：2.1 准备一定浓度的淀粉溶液，加入固定化酶，在恒温水浴锅中反应。
2.2 定时取样，用碘液检测淀粉浓度，计算酶活力。
2.3 重复实验，求平均值。
3. 半衰期测定：3.1 在恒温水浴锅中，将固定化酶与淀粉溶液混合，定时取样，测定酶活力。
3.2 以酶活力为纵坐标，时间（min）为横坐标，绘制酶活力随时间变化的曲线。
3.3 根据曲线计算半衰期。
五、实验结果与分析1. 酶活力测定结果：实验结果显示，固定化酶的活力与未固定化酶相近，说明固定化过程对酶活力影响较小。
2. 半衰期测定结果：实验结果显示，固定化酶的半衰期为30min，明显高于未固定化酶，说明固定化技术提高了酶的稳定性。
六、结论1. 糖化酶固定化技术是一种提高酶稳定性和重复使用性的有效方法。
2. 本实验中，戊二醛交联法成功固定了糖化酶，固定化酶的活力和稳定性均得到了提高。
七、实验讨论1. 实验过程中，固定化酶的活力和稳定性与固定化条件（如交联剂浓度、交联时间等）密切相关。
2. 在实际应用中，可根据需要选择合适的固定化方法和条件，以获得最佳的固定化效果。
糖化酶市场分析报告
糖化酶市场分析报告1.引言1.1 概述糖化酶是一种重要的生物催化剂，在食品加工、生物燃料生产、医药和化工领域具有重要的应用价值。
随着生物技术的发展和应用范围的扩大，糖化酶市场正经历着快速的增长和变化。
本报告旨在对糖化酶市场进行全面的分析和研究，以揭示其市场现状、发展趋势和竞争格局，为相关企业和机构提供决策参考。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以是关于本篇报告的组织和框架，包括各个章节的主要内容和目的。
可以描述每个章节将要讨论的主题和重点内容，以及各个章节之间的关联和逻辑顺序。
此部分可帮助读者在阅读报告时更好地理解文章结构和内容安排。
1.3 目的文章的目的是通过对糖化酶市场进行深入分析，从市场概况、种类和应用、发展趋势等多个方面全面了解糖化酶市场的现状和未来发展趋势。
通过对市场前景展望和竞争分析，为相关企业和投资者提供决策参考，帮助他们更好地把握糖化酶市场的发展机遇，促进行业的健康发展和优化资源配置。
1.4 总结总的来说，糖化酶市场在过去几年中取得了显著的增长，并且预计在未来几年中仍然会保持良好的发展态势。
糖化酶的种类和应用不断得到拓展和创新，特别是在食品、饮料、生物燃料和医药领域的应用前景非常广阔。
市场竞争也在不断加剧，各大厂商都在不断提升产品质量和研发新技术，以获取更多市场份额。
糖化酶市场的前景展望非常乐观，但也需要注意市场风险和挑战。
随着技术进步和市场需求的变化，糖化酶行业也需要不断进行创新和调整。
希望本报告能够为相关行业人士和投资者提供有益的参考和指导。
2.正文2.1 糖化酶市场概述糖化酶是一种促进碳水化合物酶解的酶类，可以将多糖转化为单糖。
它在食品、饲料、酿酒、酿造、生物燃料和医药等行业中有着广泛的应用。
随着人们对生活品质和健康意识的提高，糖化酶市场需求不断增加。
糖化酶市场包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖异构酶、果糖酶、半乳糖酶等多种类型。
这些不同类型的糖化酶在不同的行业中发挥作用，如在食品行业中用于酿造啤酒、面包、酱油等；在医药行业中用于制备生物活性多糖药物；在生物燃料行业用于生物柴油的生产等。
糖化酶的研究进展及趋势_武金霞
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20世纪80年代,对于糖化酶的研究发展极快,主要集中于糖化酶菌株的分离及其纯化工作.长期研究证明,糖化酶广泛地分布在微生物中,主要存在于黑曲霉、米曲霉、根霉等丝状真菌和酵母中,同时也存在于人的唾液、动物胰腺及细菌中.已报道的产糖化酶真菌微生物有23个属35个种;细菌有3属3种[1]. 真菌产糖化酶组分多型性是常见的,Rhizopus nivenus 和Chalara paradoca[2,3]可分别产生5种和6种活性组分.陈冠军、罗贵民等人[4]采用硫酸铵分级沉淀,DEAE-纤维素离子交换层析、Sephadex G-150凝胶过滤等方法,从黑曲霉AS3.4309变异株B-11的发酵液中分离出三种电泳均一的糖化酶GⅠ、GⅡ、GⅢ,其相对分子质量分别为27000、53000和67000;等电点分别为3.38、3.59和3.52;分子含糖量分别为8.7%、18.3%和13.6%;最适温度均为70℃,实验结果证明,三种同工酶都由一条多肽链组成.相对分子质量小的GⅠ具有完整的催化部位结构,而GⅡ和GⅢ多于GⅠ的那部分肽段,则可能起着稳定活性部位和增强结合底物能力的作用.GⅢ比G Ⅱ多一个约含100个残基的肽段,这个肽段可能是GⅢ能被生淀粉吸附的原因所在.One等[5]利用固相Acarbose 柱从市售糖化酶(A.niger)中分离出六种活性组分,每种活性组分均可从可溶性淀粉中释放出单一的β-D-葡萄糖终产物.这六种组分的相对分子质量、沉降系数、化学组成、等电点、酶的动力学及其他性质上各异.但Y a2 suda[6]从Monascus sp.NO.3403中分离出两种组分,电泳和超离心结果证明有同质性、相对分子质量、碳氮含量、・161・自然杂志 25卷3期科技进展最适pH 、最适温度及Km 值都非常接近.管汉成、严自正、张树政[7]发现黑曲霉突变株T -21产生的葡萄糖淀粉酶也具有多型性,经凝胶电泳和酶活力显色得到5条以上具有淀粉酶活力的蛋白质带,并从中分离纯化出能被生淀粉吸附和水解生淀粉的G A Ⅰ和既不被生淀粉吸附又不水解生淀粉的G A Ⅱ.方善康和周凤臻[8]对黑曲霉S4的生淀粉糖化酶进行分离,分离出3个均为酸性糖蛋白的G Ⅰ、G Ⅱ和G Ⅲ.糖化酶的多型性可能由下述原因引起:一是基因调控、转录的方式不同;二是蛋白质合成的修饰作用不同,即结合糖量不同;三是在发酵过程中受到自身蛋白水解酶和糖苷酶的作用,由糖化酶的原始形式衍变成糖化酶的.此外培养基的成分和生长条件也对糖化酶组分多型性有影响.二、提高糖化酶活力的研究 几十年来我国科研工作者为提高糖化酶的活力进行了不懈的努力,常规的物理及化学诱变的方法仍然是方便有效的途径.谷海先等[9]对黑曲霉AN -149菌进行自然分离、紫外线和NTG 的复合诱变处理,得到了一株高产糖化酶的菌株WG-93,经30L 发酵罐试验,酶活力达29ku/ml (原糖化酶生产发酵水平为12ku/ml ).1993年,李俊刚等[10]对生淀粉糖化菌黑曲霉S -1原生质体采用(λ1=260nm ,λ2=266nm )能量为8m J 的激光直接照射,得到高酶活力的生淀粉糖化酶突变株,比出发株酶活力平均提高37.4%,最高突变株酶活力达到74.5u/ml ,比出发株提高91%.1998年,李俊刚等[11]又以黑曲霉523原生质体为对象,经激光、紫外线和亚硝基胍复合诱变,选育出生淀粉糖化酶高产突变株黑曲霉N L -3,其生淀粉酶活力为156u/ml.王海洪等[12]通过分离和筛选,得到一株分解小麦生淀粉能力较强的黑曲霉,其生淀粉糖化酶活力为171.5u/g ,α-淀粉酶活力为6.347u/g.DNA 重组技术发展以来,有人尝试将糖化酶基因克隆到埃希大肠杆菌和酵母菌中,构建了糖化酶高产工程菌.近几年来,罗进贤等人[13]将酵母T y 转座子的δ序列,黑曲霉糖化酶cDNA 及G 418抗性基因neo 重组进酵母整和型质粒Y iplac128获得含LEU2,neo 双标记基因,糖化酶cDNA 的高整和型表达载体Y I128D.17N ,转化CRF18(Y I128D.17N )糖化酶基因在该菌株获得高效表达,产物分泌到胞外.吴晓萍等人[14]将切除了5’端非编码区50碱基对片段的黑曲霉糖化酶G A ⅠcDNA 与大麦α-淀粉酶基因重组进埃希大肠杆菌-酵母穿梭载体,构建重组表达质粒pM AG 11,转化酿酒酵母G RF18,获得含α-淀粉酶和糖化酶双基因的酵母工程菌G RF18(pM AG 11),在酵母PGK 基因启动子和终止信号的调控下,α-淀粉酶和糖化酶基因获得高效表达,99%的表达产物分泌至胞外.三、糖化酶的基因的研究 对黑曲霉糖化酶基因的研究有了不断的进展,尤其是对其结构基因和调控序列.Boel 等[15]首先从黑曲霉的染色体文库中分离出糖化酶的基因,它含有五个内含子,而泡盛曲霉中含有四个内含子.两种微生物都分泌糖化酶G A Ⅰ、G A Ⅱ,两种酶都由单一基因编码,有相类似的氨基末端氨基酸序列,在一级结构和C -端序列长度上稍有不同.唐国敏等克隆了突变株T 21的糖化酶cDNA ,并进行了测序[16],实现了糖化酶基因在酿酒酵母中的表达[17],并将糖化酶基因整合到酿酒酵母的基因组内,实现稳定表达[18],克隆并测定了糖化酶基因启动子区的功能[19],该课题组[20]在1996年以PCR 合成的糖化酶高产菌株黑曲霉T 21糖化酶基因5’近端非编码区588bp (Eco -BamHI )的序列为探针,从T 21染色体DNA 中克隆到近2.0kb 的糖化酶基因5’端非编码区序列,并以此序列为探针,从糖化酶低产菌株黑曲霉3.795(T 21的诱变出发株)的染色体DNA 中克隆到1.5kb 的糖化酶基因5’端非编码区序列,并从该二序列的分析测定中得到,黑曲霉糖化酶基因5’端非编码区被称为“核心启动子”(core prom oter )的T AT AAAT 框及G CAAT 框,分别在翻译起始点的-109bp 及-178bp 处,高产和低产菌株糖化酶基因5’端非编码区序列的分析比较结果表明,有9个部位的碱基发生了变化.在1998年[21]又对糖化酶高产菌株A.niger T 21和原始菌株Aniger 3.795的glaA5’上游区的序列进行了分析,证明两者在1.5kb 的区域内有九个部位的碱基不同.构建了以T 21和3.795glaA 基因转录调控区及A.nidulans trpC 基因终止子为表达元件的E.colihph 基因表达载体(pXH2和p G H1),用pXH2和p G H1分别转化A.niger T 21,对两种转化子的Hm B 抗性水平测定和S outhern 杂交分析显示,在转化子XH2C 和G H1C 中,pXH2和p G H1以相同拷贝数(2拷贝串联)整合到染色体DNA 的相同位置上,XH2C 的Hm B 抗性水平(3000μg/ml )为G H1C (1500μg/ml )的2倍.诱变引起的调控区序列改变使T 21黑曲霉糖化酶基因转录调控区的功能水平比3.795提高1倍.国内对糖化酶研究较多的还有关海山等人[22-24],主要研究不同真菌中糖化酶的基因克隆、表达和糖化酶的性质,在挖掘糖化酶资源方面做了大量工作.・261・Ziran Zazhi V ol.25N o.3科技进展四、扩大糖化酶的应用研究 糖化酶是工业上应用最广泛的酶类之一.除了利用糖化酶水解淀粉为葡萄糖而用于制糖业外,现在人们越来越多地开发糖化酶的新型用途.糖化酶在酿酒工业中也有广泛的应用.传统白酒[24]生产用曲中的微生物是依靠自然界带入的,未经筛选,其糖化力较低,耐酸耐热性都较差.糖化酶作用的pH 范围为3.0～5.5,最适作用范围为4.0～4.5,这使得白酒酿造过程中酸度不断增加,适宜发酵.糖化酶的应用,使粮醅入酵后发酵升温快,升温幅度大,提高原料的出酒率,缩短发酵周期,降低生产成本.在食用醋[25]生产中,应用TH -AATY 和糖化酶,可以解决企业自制酒母质量不稳定和夏季高温等生产难题,使食用醋生产正常进行,它不仅降低了原材料的消耗,减轻了工人的劳动强度,而且显著提高了淀粉利用率和出醋率,得到较好的经济效益.固定化糖化酶应用于糖结晶过程,可以提高糖的出产率[26].今后糖化酶将会被应用于更为广阔的空间.五、糖化酶研究的展望 虽然对糖化酶的研究已有多年,但是仍有许多问题尚待进一步探索[27].基础研究领域将主要集中在糖化酶的结构研究,如糖链在糖化酶活性、稳定性及构象状态中所起的作用,进一步阐明糖化酶的多型性原因及糖化酶的热稳定性机制.应用研究之一仍将是进一步提高糖化酶的活力,利用诱变、DNA 重组技术或其他方法获得优良菌株,提高糖化酶基因在受体菌中的表达水平等,进一步优化糖化酶纯化工艺及保存条件;另一方面,诱变筛选耐热糖化酶产生菌或克隆耐热糖化酶基因,将是一个重要方向,因为耐热糖化酶在发酵业的应用将会大大降低能源消耗,从而降低生产成本,将给糖化酶在工业中的应用开辟更为广阔的前景.(2002年10月20日收到)武金霞 在职博士生,副教授,河北大学生命科学学院生物技术系,071002王 沛 河北大学生命科学学院2000级生物技术专业学生李晓明 河北大学生命科学学院2000级生物技术专业学生1 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和糖化酶在食醋生产中的应用试验.中国酿造,2001;111(1):2322425 柴宝华.固定化糖化酶在结晶糖中的应用.淮海轻工学院学报,2000;9(1):6226426 杨依军,李多川,沈崇尧.葡萄糖淀粉酶研究进展.微生物学通报,1996;23(5):3122315Progress and T rend of G lucoamylaseWu Jin 2xia ①,Wang Pei ②,Li X iao 2ming ③①Master ,Ph.D.Candidate ,Sssociate Pro fessor ,Department o f Biotech 2nology ,College o f Life Science ,H ebei Univer sity ,Baoding ,H ebei 071002②③Undergraduate ,College o f Life science ,H ebei Univer sity ,Baoding ,H ebei 071002K ey w ords glucoamylase ,enzyme activity ,multitype ,structural gene・361・自然杂志 25卷3期科技进展。
糖化酶可行性研究报告
糖化酶可行性研究报告一、研究背景随着现代生物技术的发展，糖化酶在食品、医药、生物燃料等领域都得到了广泛应用。
糖化酶是一类能够催化碳水化合物水解反应的酶，其作用是将多糖分解为较小的糖分子，便于生物体吸收和利用。
据统计，目前全球糖化酶市场规模已经超过10亿美元，且呈逐年增长趋势。
研究团队通过对糖化酶的理化性质、工艺优化、生物学性质等方面的深入研究，旨在探讨糖化酶在不同领域的应用潜力及可行性，提高其研究开发的效率和经济效益，促进相关产业的发展。
二、研究方法1. 文献综述：研究团队收集整理了关于糖化酶的相关文献资料，了解了糖化酶的分类、结构、功能和应用情况，为后续研究提供了理论基础。
2. 理化性质分析：通过离子交换色谱、凝胶过滤层析等技术手段对糖化酶的理化性质进行分析，包括酶活力、稳定性、耐热性等参数。
3. 工艺优化：通过单因素实验和响应面法优化糖化酶的生产工艺，包括酶的培养条件、发酵工艺、提取纯化等环节。
4. 生物学性质研究：通过对不同底物的糖化酶催化反应进行实验，探讨其对多糖类底物的适应性和效率。
5. 应用潜力评价：根据研究结果，综合评价糖化酶在食品、医药、生物燃料等领域的应用潜力及可行性。
三、研究成果与讨论1. 理化性质分析：研究团队发现，糖化酶具有较高的酶活力和稳定性，适用于不同温度和pH条件下的酶促反应，表现出优异的催化效果。
2. 工艺优化：通过优化培养条件和发酵工艺，研究团队获得了高活力和高产量的糖化酶，提高了酶的生产效率和经济效益。
3. 生物学性质研究：研究团队发现，糖化酶对不同多糖类底物均具有较好的催化效果，能够高效降解多糖为单糖，为生物体提供可利用的营养物质。
4. 应用潜力评价：综合研究结果，研究团队认为糖化酶在食品、医药、生物燃料等领域具有广泛应用潜力，可以用于生产果汁、酒精、抗生素等产品，推动相关产业的发展。
四、结论与展望通过研究分析，研究团队获得了关于糖化酶的理化性质、工艺优化、生物学性质等方面的深入认识，揭示了糖化酶在不同领域的应用潜力和可行性。
仙人掌酒的酿造中的糖化酶应用研究
仙人掌酒的酿造中的糖化酶应用研究在仙人掌酒的酿造中，糖化酶的应用成为了研究的焦点。
本文将探讨仙人掌酒生产中糖化酶的作用、应用以及相关研究进展。
一、糖化酶在仙人掌酒酿造中的作用糖化酶是一种能够催化糖的水解反应的酶类物质，它具有高效、特异性和可控制的特点。
在仙人掌酒的酿造过程中，糖化酶被广泛应用于酒精的发酵过程。
在仙人掌中，含有多种多糖，如纤维素和淀粉等。
而这些多糖是无法被酵母发酵产生酒精的。
因此，需要将这些多糖转化为可被酵母利用的单糖。
这时糖化酶的作用就显得尤为重要。
糖化酶通过催化反应，将多糖转化为单糖，如葡萄糖和果糖等。
这些单糖可以被酵母菌发酵产生酒精，从而完成仙人掌酒的酿造过程。
二、糖化酶在仙人掌酒酿造中的应用1. 优化酿造工艺糖化酶的应用可以帮助优化仙人掌酒的酿造工艺。
通过糖化酶的作用，可以将原料中的多糖高效转化为可被酵母发酵的单糖，提高酒精的产量和质量。
同时，糖化酶还能够帮助去除原料中的杂质和浊度，提高仙人掌酒的透明度和口感。
2. 增强酵母发酵能力糖化酶的应用还可以增强酵母的发酵能力。
由于仙人掌中的多糖是不容易被酵母利用的，因此在酿造过程中，常常使用糖化酶来改善酵母的发酵能力，使其能够更充分地利用原料中的糖分，提高酒精的产量。
3. 提高酒精质量和口感糖化酶的应用还可以提高仙人掌酒的酒精质量和口感。
通过糖化酶的作用，可以将多糖转化为单糖，使得酵母更容易发酵产生高品质的酒精。
另外，糖化酶还能够使得仙人掌酒口感更加细腻和柔和，增加其口感的层次感。
三、相关研究进展近年来，对于仙人掌酒酿造中糖化酶的应用进行了广泛的研究。
有研究发现，针对不同的仙人掌品种和酿造工艺，不同种类和浓度的糖化酶对仙人掌酒的酿造效果有着显著的影响。
此外，还有关于糖化酶的应用技术进行了改进和创新。
有学者提出了联合使用不同的糖化酶，通过适当的调整糖化酶的浓度和反应温度等因素，进一步提高仙人掌酒的酿造效果。
总结：糖化酶在仙人掌酒酿造中起着关键的作用。
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）。
淀粉糖化酶的研究概述
产学研理论与实践科技经济导刊 2016.34期淀粉糖化酶的研究概述宋立立（沧州师范学院 河北 沧州 061000）摘 要：本文对淀粉糖化酶的来源和作用机制做了详细的概述，并阐述了淀粉糖化酶在食品工业和发酵工业的应用价值。
关键词：淀粉糖化酶；作用机制；食品中图分类号：O629.8文献标识码：C文章编号：2096-1995(2016)34-0166-011 淀粉糖化酶的定义淀粉糖化酶又称葡萄糖淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶或糖化型淀粉酶。
是一种外切酶，可以水解淀粉1，4-α-糖苷键或1，6-β-糖苷键将淀粉分子从非还原末端水解生成β-D-葡萄糖，具有催化作用及水解生淀粉颗粒的能力。
2 淀粉糖化酶来源与作用机制淀粉糖化酶可以作用于淀粉、糊精或糖原等碳水化合物的非还原末端从而释放β-D-葡萄糖[1]，是水解淀粉产生葡萄糖的主要酶类，被广泛地应用于食品、医药、发酵等工业，具有很高的商业价值[2]。
糖化酶是糖苷水解酶的一种，是一种含有甘露醇、葡萄糖、半乳糖和糖醛酸的一条肽链的酸性糖蛋白。
葡萄糖淀粉酶于1949-1950年被日本科研人员从黑曲霉中分离出来发现的，是结晶体。
之后产酸菌株逐渐扩大到雪白根霉、米曲霉和拟内孢霉等等。
现在丹麦等国多采用黑曲霉生产糖化酶；日本采用根霉、拟内孢霉生产；俄罗斯重点研究泥内孢霉的糖化酶生产工艺。
目前，现代工业生产中广泛应用黑曲霉、泡盛曲霉、米根霉和臭曲霉为淀粉糖化酶的主要生产菌株。
根据其结构具有相似性等特点，Coutinho和Rilly将淀粉糖化酶划分为5个亚家族。
一个为亚家族的淀粉糖化糖化酶来源于细菌Clostridium。
另外有两个亚家族包括来自于酵母的糖化酶，其中来源于真菌，像毛霉菌等真菌糖化酶含有糖苷键。
当酶与淀粉颗粒接触后，复合体中的水分子颗粒都可以破坏支链淀粉颗粒内部的螺旋氢键，淀粉结合域SBD位于C-端，因此比较容易使糖苷键断裂。
酵母的淀粉糖化酶只含有催化区域，在其催化区域内部，淀粉糖化酶吸附淀粉颗粒有利于酶的水解作用，糖化酶的催化区包含有13个Ⅱ一螺旋，其中的12个一螺旋形成一个(α/α)-桶状折叠，很容易破坏淀粉颗粒的结构从而促进酶解。
糖化酶研究进展
酶学糖化酶的研究进展2013年糖化酶的研究进展摘要:糖化酶是世界上生产量最大和应用范围最广的酶制剂,在工业中具有重要的应用价值。
本文从微观学角度出发，主要介绍了糖化酶的结构和催化作用机制；另外介绍了糖化酶的分离纯化手段及其功能应用；最后提出了研究中存在的问题以及解决办法，并对糖化酶应用研究的前景进行了展望。
关键词：糖化酶；结构；催化机制；分离纯化；功能STUDYING STRUCTURE AND FUNCTION OFGLUCOAMYLASEAbstract:Glucoamylase is the enzyme which has the most output and the vastest application in the world . From the perspective of microscopic science, This review introduces the structure and catalytic mechanism of glucoamylase; additionally introduced separation and purification methods and application of glucoamylase; In the end, put forward the application, the problems and solutions of glucoamylase research, provide future application prospect.Keywords: glucoamylase；structure ；Catalytic mechanism；Purification；function糖化酶又称为葡萄糖淀粉酶(glucoamylase),全称是α-（1-4）-葡聚糖—葡萄糖水解酶，它的底物是葡萄糖分子通过α-（1-4）-糖苷键连成的高分子，水解产物是葡萄糖，酶学编号是E3.2.1.3[1]。
糖化酶固定化的研究进展 王永明
糖化酶固定化的研究进展姓名:王永明院系:食品化工系专业：食品生物技术班级：12食品生物技术学号：2012030119日期：2013年12月日糖化酶固定化的研究进展摘要：主要从包埋法、共价结合法、吸附法和交联法四个方面介绍了固定化糖化酶的研究进展情况，并提及其他固定化方法，论述了固定化糖化酶的稳定性的研究进展，指出了糖化酶的研究方向和发展趋势。
以及糖化酶的研究趋势。
关键词：白酒生产固定化固定化方法稳定性研究糖化酶是酶制剂工业中应用最广泛，用量传统白酒生产所使用的曲中微生物是依靠最大的一种淀粉酶，其主要作用是分解淀粉，产自然界带入的，未经筛选，其糖化力较低，生葡萄糖。
我国传统白酒的生产大多使用淀粉酸耐热性能都较差，这在客观上减弱了对杂雀质原料，一般以曲为糖化剂，成本高，出酒率危害的自卫能力。
随着白酒工业的发展，利用糖化酶代替部上的陈曲，以减少曲本身的杂菌含量，却又阶分曲，以提高出酒率，降低生产成本，已被众低了糖化力;传统白酒的制曲温度很高，如雀多白酒企业普遍采用，尤其近几年活性干酵母香型曲顶温高达65 C，有益微生物在高温下大的出现，更使糖化酶在白酒中的用量飞速增长，量死亡，必然导致糖化力的急剧下降，所以传即使一向在工艺技术上十分谨慎的名酒厂也都统白酒的用曲量很大，浓香型酒用曲量为原料在生产中使用了糖化酶，或者在丢糟中应用了的25%左右，酱香型酒高达80%左右。
然而，由于我国白酒企业的技术水平但是，用曲量也不能无限制地增加，用胜参差不齐，各种白酒的生产工艺千差万别，因量增加后，曲中杂菌数量也相应加大，不仅刘而糖化酶在我国传统白酒生产中的应用就很难出酒无益，而且对酒质有影响，行业有“曲大有一个科学规范的标准，有些企业应用时比较酒苦”之说。
所以，出于对传统白酒的香味、冈盲目，在使用的方法、用量、目的上显得很混格、质量考虑，在不彻底改变传统工艺的情次乱，最终的使用效果自然不够理想。
为了真正下，利用糖化酶改善传统白酒的糖化发酵状玩发挥科学技术第一生产力的作用，让糖化酶这提高出酒率是可行的，也是必要的。
糖化酶研究进展及其在食品工业中的应用_钟浩
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｇｌｕｃｏａｍｙｌａｓｅ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｅｎｚｙｍｅ． Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｅ ｓｔｒａｉｎｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐｏｌｙｔｙｐｉｓｍ， ｅｎｚｙｍｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ， ｇｅｎｅ， ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｃｔｕａｌｉｔｙ ｉｎ ｆｏｏｄ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｎ ｇｌｕｃｏａｍｙｌａｓｅ ｗａｓ ｓｕｍｍａｒｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｇｌｕｃｏａｍｙｌａｓｅ； ｐｒｏｐｅｒｔｙ； ｇｅｎｅ； ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
中图分类号： ＴＳ２０１．２＋５ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００９－ ６２２１（ ２００８） ０３－ ０００１－ ０４
糖化酶，全名葡萄糖淀粉酶（ Ｇｌｕｃｏａｍｙｌａｓｅ ＥＣ． 的生产。糖化酶是我国产量最大、应用范围最广的
３．２．１．３．） ， 又称为淀粉 α－ １， ４ 葡萄糖苷酶、γ－ 淀粉 酶制剂。
ｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ） 和根霉（ Ｒｈｉｚｏｐｕｓ） ， 通过固体培养法 糖苷键的比速率仅为 α－ １， ４ 糖苷键的 ０．２％。它们
和液体深层培养法生产糖化酶。各国使用的产糖 也能作用于支链淀粉的 α－ １， ６ 键， 但是速度也很
化酶菌株有所不同， 我国主要使用根霉、黑曲霉及 慢， 因此分解产物都是葡萄糖。糖化酶对淀粉的分
用酿酒酵 母 进 行 淀 粉 原 料 发 酵 时 ， 淀 粉 液 化 后 的 糖 化 酶 菌 株 中 真 菌 有 ２３ 个 属 ３５ 个 种 ， 它 们 分 别
糖化酶作用机理范文
糖化酶作用机理范文糖化酶是一类在生物体内催化糖分子与其他分子结合的酶。
它们通过加速糖类分子的化学反应，从而产生新的化合物。
糖化酶在生物体内起着关键作用，包括能量代谢、消化、免疫应答等方面。
糖化酶作用的机理主要包括两个步骤：底物结合和催化反应。
在底物结合过程中，糖化酶通过与底物分子的特定结合位点相互作用，使底物分子与酶结合形成酶底物复合物。
催化反应则是在酶底物复合物中进行的，糖化酶通过降低活化能，促使底物分子发生化学反应。
糖化酶的底物结合是通过多种相互作用力来实现的。
这些相互作用力包括氢键、离子键、范德华力等。
底物分子与酶结合后，酶底物复合物的构象也发生变化，形成了更稳定的结构。
在催化反应过程中，糖化酶通过提供适当的环境条件来加速化学反应。
首先，酶能够提供合适的酸碱条件，将底物的pH调整到最适反应的范围内。
其次，糖化酶能够引入特定的功能基团，与底物分子形成氢键或其他化学键。
这样一方面可以提供反应所需的能量，另一方面也可以调整底物结构，促使特定的反应发生。
最后，糖化酶还可以通过特定的构象调整来促进底物分子间的相互作用，从而提高底物转化的效率。
糖化酶的催化反应通常包括两种主要类型：水解和转移反应。
在水解反应中，糖化酶通过加水反应将底物分解为两个分子。
这种反应常见于消化道中，如胰蛋白酶对蛋白质的水解。
在转移反应中，糖化酶将底物的一个官能团转移至另一个化合物上，形成一个新的化合物。
这种反应广泛存在于生物体内，如糖转移酶将底物的糖基转移至另一个分子上，如脂质或蛋白质。
糖化酶的催化反应过程可以被描述为一个具有多个步骤的机制。
在这个机制中，酶底物复合物首先发生亲和力相互作用，然后底物分子通过特定的构象调整使得反应所需的键结构形成，最后通过提供活化能使反应发生。
整个过程可以被简化为以下几个步骤：底物结合、基团重排、活化能降低、反应进行、生成产物、产物释放。
总之，糖化酶是一类在生物体内催化糖分子与其他分子结合的酶。
糖化酶稳定性的研究
了酶分子的热稳定性。亲水黄原胶大分子的 加入使得水的自由度变小, 加强了酶蛋白分 子的疏水相互作用。黄原胶大分子上的一些 疏水基团与酶分子表面的疏水区域或孔发生 疏水相互作用, 使酶吸附于大分子介质上, 增 加了酶分子表面的亲水性, 也就提高了酶的 稳定性[6 ]。 212 金属离子对糖化酶热稳定性的影响
用合适的金属离子稳定或者激活酶也是 酶工业上很实用的一种手段。几种金属离子 对糖化酶热稳定性的影响见表1。
金属离子
浓度 mm o l L - 1 残余酶活 %
表1 金属离子对糖化酶热稳定性的影响
20 1315
N a+ 50
1518
100 1119
20 1314
C a2+ 50
1114
100 1018
4 邬显章1酶的工业生产技术. 吉林: 吉林科技 出版社, 1988
5 B jo rn O b rink et a l. Eu r. J. B iochem. , 1972 (28) : 94～ 97
6 罗贵民. 生物化学与生物物理进展, 1992, 19 (2) : 85～ 88
7 B umm P J et a l. B io techno l. L etters, 1989, 11 (8) : 541～ 548
本文在研究黄原胶、钠离子、甘油对糖化 酶有较好热保护作用的基础上, 通过正交实 验得出一个最佳的稳定剂配方, 并进行了储 存实验。
1 材料与方法
111 主要试剂及仪器 黄原胶 (食品级) , 扬州金湖黄原胶厂生
产; 糖化酶浓缩液 (食品级) , 无锡酶制剂厂
生产;
其余试剂为国产分析纯; PH S23C 型 酸 度 计; M A 11C 型 电 子 天 平; SK2快速混匀器; 电热恒温水浴锅; 电热干燥箱; 移液枪 等。 1. 2 方 法 1. 2. 1 糖化酶酶活力测定 N a2S2O 3滴定法[4 ]。 1. 2. 2 酶热稳定性的测定 将配好的加有保护剂的酶液和对照酶液 在 pH 4. 4、65℃下处理2 h 后, 立即用冷水冷 却、稀释至适宜倍数, 测其酶活。 1. 2. 3 相对增加酶活 相对酶活= (样品酶液残余酶活- 对照 酶液残余酶活) 对照酶液残余酶活×100%
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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。
国内的酶制剂生产企业较多，但大都是低端常规酶和复合型酶，原因是高活力菌种的研发滞后，缺少尖端的科研人才。