糖化酶及其在酒类中的应用

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水解α-1,6糖 苷键
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水解α-1,4糖 苷键
构型变化,形成 β-D-葡萄糖
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底物 特异性
糖化酶的性质
热稳定性
pH稳定性
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糖化酶的热稳定性
糖化酶一般对热很稳定，如热硫化氢梭 菌（CLostridium thermohydrosulfuricum ） 糖化酶至于50%的淀粉溶液中，在70 ℃下十 分稳定，即使在85℃下处理１h其酶活性仍保 持50%。 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。
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糖化酶的pH稳定性
一般糖化酶都具有较窄的pH值适应范围， 但最适pH一般为4.5～5.5。
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糖化酶的底物特异性
其底物亲பைடு நூலகம் 性与底物的 碳链长度呈 线性关系， 碳链越长底 物亲和力就 越大；
糖化酶所水 解的底物分 子越大其水 解速度就越 快。
酶的水解速度还 受到底物分子排 列上的下一个键 影响，邻近α-1,4 链的α-1,6糖苷键 较独立的α-1,6糖 苷键更易被打开。
Skinnier 等
淀粉及衍 酸性水解淀粉及其衍生物为载体 生物 固定糖化酶 甲壳素、 戊二醛
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淀粉底 物法
1g 固体酶粉(或 1 mL 液体酶)于 40 ℃、pH 4.6 的条件下，1h分解 可溶性淀粉，产生1mg 葡萄糖，即为一个酶活 力单位，以 U/g(U/mL) 表示。 麦芽糖20g/L， pH4.30，反应温度 37 ℃，反应时间 30min下，每分钟裂 解1μmol麦芽糖所需 酶量为一个酶活力单 位 U。
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电泳活性染色法
采用Starch-Page在分离胶中加入淀粉作 为糖化酶的作用底物，电泳结束后温浴一定 时间，糖化酶所在部位胶板中的淀粉被酶解， 其余部分的淀粉依然存在，碘液染色后，糖 化酶存在的部位呈现透明区域，且透明度与 酶活力成正比，没有被水解的部位则被染成 蓝色。
包埋法
共价 结合法
其他
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糖化酶的分布
其他
细菌 真菌
人的唾液与动 物胰腺
3个属，3个种。 23个属，35个种。
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糖化酶的结构
糖化酶一般包括催化域(catalyticdomain， CD)、淀粉结合域(Starch-binding domain， SBD)及连接CD与SBD的O-糖基化连接域(Ogly-cosylatedlinkerdomain)。
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糖化酶多型性
糖化酶具有多型性，如Rhizopus nivenus 可以产生5种活性成分。 陈冠军、罗贵民等人从黑曲霉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。这三种成分的 相对分子质量、等电点、化学组成、含糖量各 异。
类型
GⅠ GⅡ
GⅢ
相对分 子质量
27000 53000
67000
等电点 含糖量
3.38 3.59
3.52
最适温 度
70℃ 70℃
70℃
8.7% 18.3%
13.6%
多型性的原因
基因调控、 转录的方式 不同。
蛋白质合成 的修饰作用 不同
发酵中受到 自身蛋白质 水解酶和糖 苷酶的作用。
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糖化酶的作用机制
酶的性质
Demand 等
三醋 酸纤 维
包埋率达90%,稳定性良好,在 45℃下作用于30%液化淀粉,得 到98%的葡萄糖,工作3个月仍保 持原活力。
Tanara等
海藻 酸钙
包埋率高,但酶活力只有原来的 21%～30%。
Thomas
聚乙 烯醇
表观活力很低
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共价结合法
共价键结合是指酶的一些官能团如氨基、羧 基、羟基、巯基、咪唑基等以共价键形式与不溶 性载体结合。 常用载体包括天然高分子(纤维素、淀粉、胶 原及衍生物等)、合成高聚物(尼龙、多聚氨基酸等) 和无机支持物(多孔玻璃、金属氧化物等)。 这种方法的最大优点就是酶和载体结合极其 牢固，即使用高浓度的底物或盐类溶液，也不会 使酶脱落。最大缺陷是常引起酶蛋白高级结构发 生变化，破坏了酶的活性中心。
研究人
载体
处理方法
酶的性质
Weetall 等
先用氧化锆涂层多孔玻璃或多孔 陶瓷,然后硅烷化,最后用重氮基 多孔玻璃 、醛基和异硫氰基衍生物偶联糖 化酶。 纤维素
酶活较高,45℃下能连续 生产3个酶半衰期,估计 能使用5.3年。
黎高翔
酶活力10000u/g载体,相 对氨基苯磺酰乙基纤维素重氮化 对活力为15%～20%的糖 物偶联糖化酶 化酶 酸性水解淀粉聚丙烯腈 接枝共聚物的酶活最高, 失活率最低 活力为游离酶的67%
糖化酶的 电泳 活力测定 麦芽
活性 染色 法
糖底 物法
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淀粉底物法
糖化酶从淀粉分子非还原性末端开始， 分解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，计算出酶活力。
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麦芽糖底物法
糖化酶水解麦芽糖生成α- D-葡萄糖，在 葡萄糖脱氢酶(GlucDH)试剂中加入变构酶可 将其转化成β- D-葡萄糖。在GlucDH 的作用 下，β-D-葡萄糖与NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷 酸)发生反应生成 NADH，后者即等于葡萄糖 初始浓度，可用于分光光度法在340nm 测定 其数值。
酶的固定化
吸附法 交联法
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包埋法
包埋法是指将糖化酶包埋在凝胶的微小 空格内或半透膜的微型胶囊中，载体的孔径 不能大于酶分子，以免糖化酶渗出。常用的 载体有聚丙烯酰胺、三醋酸纤维、聚乙烯醇 等，其中前两者效果最好，而且被广泛使用。
研究人
载体
处理方法 溶于二氯甲烷的三醋酸纤维 和糖化酶在冷冻下混合搅拌 制成乳浊液,在甲苯中凝固,得 到多孔性的三醋酸纤维包埋 的糖化酶。 用聚环乙亚胺和30%季胺化的 聚环乙亚胺分别处理海藻酸 钙，然后用它包埋糖化酶 光化学交联法固定糖化酶于 聚乙烯醇
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糖化酶
糖化酶，全名葡萄糖淀粉酶 (Glucoamylase EC.3.2.1.3.)，又称为淀粉α1,4葡萄糖苷酶、γ-淀粉酶，是一种含甘露糖、 葡萄糖、半乳糖和糖醛酸的糖蛋白。它的分 子量为6万～10万，是糖苷水解酶的的第15 族，是由一系列微生物分泌的具有外切酶活 性的胞外酶，以不同的形式存在于不同的菌 中。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。