葡萄糖淀粉酶
酶学
1、β—淀粉酶又称外切型淀粉酶(exoamylase)，它是从淀粉的非还原性末端以麦芽糖为单位顺次分解α—1．4糖苷键，同时使切下的麦芽糖还原性末端的葡萄糖残基构型转变成β型，故称为β—淀粉酶。
β—淀粉酶不能水解α—1．6糖苷键，也不能跨越α—1．6糖苷键，水解作用在α—1．6键前2-3个葡萄糖残基处停止。
2、萄糖淀粉酶又称糖化酶，是一种外切酶，它是从淀粉分子的非还原性末端依次水解α—1．4糖苷键切下葡萄糖，它亦可水解麦芽糖的α—1．4键和支链淀粉分支点的α－1．6键(只是水解速度极慢)，因此从理论上讲，葡萄糖淀粉酶可将淀粉100％水解成葡萄糖，故大量用作淀粉的糖化剂。
3、PE：果胶酯酶FG：聚半乳糖醛酸酶 a.内切PG（endo-PG）：从分子内部无规则的切断α-1，4键，可使果胶或果胶酸的粘度迅速下降，这类酶在果汁澄清中起主要作用。
由于酶只能裂开和游离羧基相邻的糖苷键，因此底物水解的速度和程度随它的酯化程度增加而快速下降。
最适pH4~5，霉菌中最多，植物番茄中含量高。
b.外切（exo-PG）：从分子末端逐个切断α-1，4键，生成半乳糖醛酸，粘度下降不明显。
pH5.0，钙激活。
4、酶联免疫测定原理：1.利用抗原与抗体的特异反应将待测物与酶连接。
2.通过酶与底物产生颜色反应，用于定量测定。
5、脂肪氧合酶：催化含顺、顺-1,4-戊二烯的不饱和脂肪酸及其酯的氢过氧化作用，通过分子加氧形成具有共轭双键的氢过氧化衍生物。
6、比活力(Specific activity) ：比活力是指单位蛋白质(毫克蛋白质或毫克蛋白氮) 所含有的酶活力(单位/毫克蛋白) 。
比活力是酶纯度指标，比活力愈高表示酶愈纯，即表示单位蛋白质中酶催化反应的能力愈大。
7、酶和细胞的固定化方法：固定化细胞是指固定在水不溶性载体上进行正常生命活动的细胞。
固定化酶是是指将水溶性酶与不溶性载体结合起来，成为不溶于水的酶的衍生物。
酶的固定化方法有非共价结合法（结晶法，分散法，物理吸附法，离子结合法），包埋法（微囊法，网格法），化学结合法（共价结合法，交联法）8、酵母蔗糖酶的部分纯化与酶活测定原理:1.破碎细胞法取得粗酶，利用蔗糖酶的耐热性将热不稳定杂蛋白除去；2.蔗糖酶作用于1-2糖苷键，水解成D和L型；3.果糖和葡萄糖偏碱下与3,5-二硝基水杨酸生成棕红物质，颜色与含量成正比关系。
第四章第一节淀粉酶的性质
按照水解淀粉酶的方式的不同，主要将淀 粉酶分为四大类：
1. а— 淀粉酶：它以糖原或淀粉为底物，从分子内部 切开а— 1，4糖苷键 而使底物水解，产物为糊精 和还原性糖；
2. β — 淀粉酶；从底物非还原性末端顺次水解每相隔 一个的а— 1，4糖苷键，切下的是麦芽糖单位；
曾对各种а- 淀粉酶制剂的水溶液作加热处理， 从底物非还原性末端顺次水解每相隔一个的а— 1，4糖苷键，切下的是麦芽糖单位；
а- 淀粉酶作用于淀粉时，可以从分子内部切开а- 1，4糖苷键而生成糊精和还原糖。
因此目前工业生产和使用上多采用细菌а- 淀粉酶。
每分钟升温1.5℃，直至80℃，发现各种酶的 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；
性的作用尤为明显
枯草杆菌液化型а- 淀粉酶（BLA）的耐热性因Na+、Cl-和底 物淀粉的存在而提高。
③ 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。
end
0）EDTA可以除去Ca2+ 。
粉酶。 ② NaCl与Ca2+共存时对提高а- 淀粉酶的耐热性的作用尤为明显
2、温度对酶活性的影响 不同来源的а- 淀粉酶的性质各不相同，其性质如 下表。 第一节 а— 淀粉酶的性质 葡萄糖淀粉酶（又名糖化酶）：从底物非还原性末端顺次水解а— 1，4糖苷键和分枝的а— 1，6糖苷键，生成葡萄糖； 目前已有许多微生物的а— 淀粉酶被高度纯化。 而加入Mg2+， Ca2+均可使其活性恢复。 而加入Mg2+， Ca2+均可使其活性恢复。 ② NaCl与Ca2+共存时对提高а- 淀粉酶的耐热性的作用尤为明显 ① a- 淀粉酶是一种金属酶，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。
淀粉酶
淀粉酶在生活中的应用摘要：淀粉酶是生产淀粉糖和发酵产品最重要的一种物质，对淀粉工业的发展起了巨大的促进作用。
淀粉酶分布非常广泛，是人们经常研究的一种酶。
从纺织工业到废水处理，这些酶都有不同规模的应用。
关键词：淀粉酶；α-淀粉酶；β-淀粉酶；葡萄糖淀粉酶; 脱支酶; 水解酶Abstract ：Starch enzymes are one of the most important materials for manufacturing starch sugars and ferment products. They have contributed greatly to the development of the starch hydrolysis industry. Amylase is widely distributed，is a kind of enzyme that studying by people.From textile industry to wastewater treatment, these enzymes have different scale applications.Keywords ：starch enzymes; α- Amylase; β- Amylase;1, 4-D-Glucanglucohydrolase; 1, 6- α- D- Glucano-hydrolase; hydrolysis1. 酶的分类淀粉酶（amylase）是一种能水解淀粉、糖原和有关多糖中的O-葡萄糖键的酶，它属于水解酶类，是催化淀粉、糖元和糊精中糖苷键的一类酶的统称。
淀粉酶广泛分布于自然界，几乎所有植物、动物和微生物都含有淀粉酶。
它是研究较多、生产最早、应用最广和产量最大的一种酶, 其产量占整个酶制剂总产量的50 %以上。
按其来源可分为细菌淀粉酶、霉菌淀粉酶和麦芽糖淀粉酶。
根据对淀粉作用方式的不同，可以将淀粉酶分成四类：1) α- 淀粉酶，它从底物分子内部将糖苷键裂开；2) β- 淀粉酶，它从底物的非还原性末端将麦芽糖单位水解下来；3) 葡萄糖淀粉酶，它从底物的非还原性末端将葡萄糖单位水解下来；4) 脱支酶，只对支链淀粉、糖原等分支点的α- 1, 6- 糖苷键有专一性。
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。
葡萄糖淀粉酶
产品质量控制
酶活性检测
通过测定葡萄糖淀粉酶催化淀粉水解生成葡萄糖的速率，确定酶的活 性。
蛋白质含量测定
采用蛋白质定量方法，如BCA法、Lowry法等，测定葡萄糖淀粉酶中 的蛋白质含量。
纯度分析
通过电泳、质谱等技术，对葡萄糖淀粉酶的纯度进行分析，确保产品 质量。
稳定性评估
通过测定葡萄糖淀粉酶在不同温度、pH值和添加物条件下的稳定性， 评估产品的实际应用价值。
分离纯化技术
01
02
03
04
离心分离
通过高速离心机将发酵液中的 菌体和杂质去除，初步分离出
葡萄糖淀粉酶。
过滤技术
采用各种过滤介质，如滤布、 膜等，进一步去除小颗粒杂质
。
离子交换色谱
利用离子交换剂对不同离子亲 和力的差异，将葡萄糖淀粉酶
与其他杂质分离。
凝胶色谱
通过凝胶颗粒的孔径大小和葡 萄糖淀粉酶分子大小的差异，
结果分析
数据处理
对实验数据进行整理、计算和统计分析，提取有意义的信息。
结果解释
根据实验结果，解释葡萄糖淀粉酶的活性、性质和功能，为进一步研究提供依据。
葡萄糖淀粉酶的改良
05
与优化
基因工程方法
1 2 3
基因克隆与表达
通过克隆葡萄糖淀粉酶的基因，将其导入合适的 宿主细胞进行表达，以获得具有优良性能的酶。
葡萄糖淀粉酶的应用领域
食品工业
葡萄糖淀粉酶在食品工业中广泛应用，如用于生产高果糖 浆、葡萄糖浆等甜味剂，以及用于面包、糕点等食品的加 工过程中，改善食品的口感和品质。
酿造工业
在酿造工业中，葡萄糖淀粉酶可用于提高原料的糖化效率， 缩短糖化时间和降低能源消耗，从而提高生产效率和产品 质量。
葡萄糖淀粉酶
题目：葡萄糖淀粉酶结构与功能的研究食品学院学院食品科学与工程专业班级食科0905班学号6130112133学生姓名田顺风二〇一三年十二月葡萄糖淀粉酶结构与功能的研究田顺风（江南大学食品学院江苏省无锡）摘要：本文对葡萄糖淀粉酶在微生物中的分布进行了综述，对葡萄糖淀粉酶的基本结构及作用机理、理化性质及在实际应用中的问题和拟解决途径有了初步了解，并对葡萄糖淀粉酶的应用及研究现状进行了展望。
关键词：葡萄糖淀粉酶；基本机构；理化性质Research on the structure and function of glucoamylaseTian Shunfeng(Jiangnan University he School of Food Jiangsu Province WuXi) Abstract:In this paper, glucoamylase distributed in microorganisms are reviewed,and we have a preliminary understanding of the basic structure and mechanism of reaction of glucoamylase, physicochemical properties and problems in practical applications and ways to be solved.Also the application and research status of glucoamylase are discussed.Key words: glucoamylase; basic structure; physicochemical properties引言酶作为催化剂，本身在反应过程中不被消耗，也不影响反应的化学平衡。
酶有正催化作用，也有负催化作用，不只是加快反应速率，也有减低反应速率。
糊化度测定方法
糊化度的测量方法在不同的单元操作中，糊化度依次为：挤压（糊化度80％～95％以上），膨胀（糊化度为80％左右），蒸煮（糊化度为70％～80%）压缩（估计糊化度为60％～70％），加工成本的排列顺序则相反。
所以，在谷物食品的工业生产中，糊化度的测量确定和控制是至关重要的。
淀粉糊化后，其物理、化学特性会发生很大变化，如双折射现象消失、颗粒膨胀、透光率和粘度上升等，所以糊化度的测定方法也有多种，如双折射法、膨胀法、酶水解法和粘度测量法等。
不同的测定方法，得到的糊化度值会有相当大的差异，这是由于测定基础和基准等不同，产生差异是必然的。
当前比较认同的方法是酶法，其次是染料吸收法中的碘电流滴定法。
酶法又分为淀粉糖化酶法、葡萄糖淀粉酶法及β-淀粉酶法等，其基本原理都是利用各种酶对糊化淀粉和原淀粉有选择性的分解，通过对生成物的测量得到准确的糊化度。
1葡萄糖淀粉酶法通常，糊化淀粉容易被淀粉酶消化，因此可用消化相对百分率来准确计算糊化度。
1.1仪器与试剂搅拌器，玻璃均质器，l～2ml移液管，恒温水浴，台式离心机。
99％乙醇，2mol／L醋酸缓冲液（pH4.8），10mol／L氢氧化钠，2mol／L醋酸，2.63μ／ml葡萄糖淀粉酶液，0.025mol／L盐酸。
1.2测定步骤试样的调制：试样20g（或20ml），加入200ml浓度为99％的乙醇，投入高速旋转的家用混合器中连续旋转1min，使之迅速脱水。
生成的沉淀用3号玻璃过滤器抽滤，用约50ml浓度为99％的乙醇，接着用50ml乙醚脱水干燥后，放在氯化钙干燥器中，以水力抽滤泵减压干燥过夜，用研钵将其轻轻粉碎，仍保存在同样的干燥器中备用。
1.3 操作将100mg上述的干燥试料放入磨砂配合的玻璃均质器中，加8ml蒸馏水，用振动式搅拌机搅拌至基本均匀为止。
接着将均质器上下反复几次，使之成为均匀的悬浮液。
再用振动式搅拌机均匀化，随即各取悬浮液2ml注入2只容量为20ml的试管中，分别用作被检液和完全糊化检液。
唾液淀粉酶元素组成
唾液淀粉酶元素组成
唾液淀粉酶是由多种酶组成的复合物，其中包括：
1. α-淀粉酶（α-amylase）：主要负责将淀粉分解成糖分子，可将淀粉分解为糊粉状物质，并进一步将其分解为葡萄糖、麦芽糖和麦芽糊精等。
2. β-淀粉酶（β-amylase）：主要参与淀粉分解的后期，将淀粉链的非还原性末端酶解为2-3个葡萄糖分子。
3. α-1,4葡萄糖淀粉酶（α-1,4-glucosidase）：主要作用于淀粉消化的最后阶段，将葡萄糖麦芽糊精等短链糖分解为葡萄糖分子。
4. α-1,6葡萄糖淀粉酶（α-1,6-glucosidase）：参与淀粉消化的支链的分解，将α-1,6-葡萄糖键酶解为葡萄糖分子。
5. α-1,4-糖苷酶（α-1,4-glycosidase）：参与分解淀粉和糖类结构物中的连接两个葡萄糖残基之间的α-1,4-糖苷键，将其酶解为葡萄糖分子。
这些酶共同作用于淀粉分子的内部结构，将其分解为可被人体吸收利用的葡萄糖分子。
分解淀粉的酶
分解淀粉的酶淀粉是一种常见的多糖，由许多葡萄糖分子组成。
在人体消化过程中，淀粉需要通过酶的作用才能被有效地分解吸收。
这些酶是由胰腺和口腔中的唾液腺分泌的，它们分别是淀粉酶和唾液淀粉酶。
淀粉酶是一种胰腺酶，主要在小肠中发挥作用。
它能够将淀粉分解为较小的碳水化合物，如麦芽糖和葡萄糖。
具体而言，淀粉酶主要包括α-淀粉酶和β-淀粉酶两种。
α-淀粉酶是一种内切酶，它能够在淀粉分子内部断裂α-1,4-糖苷键，从而形成较短的淀粉片段。
这些片段进一步被其他酶分解，最终生成可被肠道吸收的单糖。
α-淀粉酶具有较高的催化效率和广泛的底物特异性，可以有效地分解多种淀粉。
β-淀粉酶是一种外切酶，它作用于淀粉分子的非还原端，通过断裂α-1,4-糖苷键释放出二糖分子。
这些二糖分子进一步被其他酶水解为葡萄糖。
β-淀粉酶主要存在于口腔中的唾液中，因此在咀嚼食物时就开始发挥作用。
除了淀粉酶和唾液淀粉酶外，还存在其他一些酶参与淀粉的分解过程。
例如，葡萄糖淀粉酶能够将淀粉分解为麦芽糖和葡萄糖，以及α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶能够进一步将麦芽糖和葡萄糖水解为单糖。
淀粉酶的作用不仅局限于人体内部，也被广泛应用于食品加工和工业生产中。
在食品加工中，淀粉酶可以用于制作面包、饼干、啤酒等产品，改善其质地和口感。
在工业生产中，淀粉酶可用于生物燃料的制备、纺织品的加工等领域。
尽管淀粉酶在食品加工和工业生产中发挥重要作用，但过量摄入淀粉酶可能会对健康产生负面影响。
长期过量摄入淀粉酶可能导致胰腺炎、胰腺癌等疾病。
因此，在食品和饮食选择上，我们应该适量摄入淀粉酶，并注意平衡饮食的原则。
总结起来，淀粉酶是一类能够将淀粉分解为较小碳水化合物的酶。
它们在人体消化过程中起着重要作用，并被广泛应用于食品加工和工业生产中。
然而，过量摄入淀粉酶可能对健康产生负面影响，因此我们应该适量摄入，并注意饮食的平衡。
食品加工中重要的酶
第二节食品加工中重要的酶一、淀粉酶凡催化淀粉水解的酶，称为淀粉酶。
淀粉酶是糖苷水解酶中最重要的一类酶。
因水解淀粉的方式不同，可将淀粉酶分为四类：α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和脱支酶。
（一）α-淀粉酶α-淀粉酶广泛存在于动物、植物和微生物中。
在发芽的种子、人的唾液、动物的胰脏内含量甚多。
现在工业上已经能利用枯草杆菌、米曲霉、黑曲霉等微生物制备高纯度的α-淀粉酶。
天然的α-淀粉酶分子中都含有一个结合得很牢固的Ca2＋，Ca2＋起着维持酶蛋白最适宜构象的作用，从而使酶具有高的稳定性和最大的活力。
α-淀粉酶是一种内切酶，以随机方式在淀粉分子内部水解α-1,4糖苷键，但不能水解α-1,6糖苷键。
在作用于淀粉时有两种情况：第一种情况是水解直链淀粉，首先将直链淀粉随机迅速降解成低聚糖，然后把低聚糖分解成终产物麦芽糖和葡萄糖。
第二种情况是水解支链淀粉，作用于这类淀粉时终产物是葡萄糖、麦芽糖和一系列含有α-1,6糖苷键的极限糊精或异麦芽糖。
由于α-淀粉酶能快速地降低淀粉溶液的黏度，使其流动性加强，故又称为液化酶。
不同来源的α-淀粉酶有不同的最适温度和最适pH。
最适温度一般在55～70 ℃，但也有少数细菌α-淀粉酶最适温度很高，达80 ℃以上。
最适pH一般在4.5～7.0之间，细菌中α-淀粉酶的最适pH略低。
（二）β-淀粉酶β-淀粉酶主要存在于高等植物的种子中，大麦芽内尤为丰富。
少数细菌和霉菌中也含有此种酶，但哺乳动物中还尚未发现。
β-淀粉酶是一种外切酶，它只能水解淀粉分子中的α-1,4糖苷键，不能水解α-1,6糖苷键。
β-淀粉酶在催化淀粉水解时，是从淀粉分子的非还原性末端开始，依次切下一个个麦芽糖单位，并将切下的α-麦芽糖转变成β-麦芽糖。
β-淀粉酶在催化支链淀粉水解时，因为它不能断裂α-1,6糖苷键，也不能绕过支点继续作用于α-1,4糖苷键，因此，β-淀粉酶分解淀粉是不完全的。
β-淀粉酶作用的终产物是β-麦芽糖和分解不完全的极限糊精。
糖化酶
酶活测定方法
▪ 亚碘酸盐法（碘量法） ▪ 费林法 ▪ 3，5—硝基水杨酸法（DNS法） ▪ 葡萄糖氧化酶发（NOVO法分光光度测定
淀粉葡萄糖苷酶） ▪ （补）用萃取化学公司法测定淀粉葡萄糖
苷酶
参 酶 酶 其生 影 糖 发 目 国 菌 概 考 活 的 应淀 响 化 酵 前 内 株
本
文 测 分 用粉 酶 酶 生 的 外 的 念 节
献 定 离 的糖 活 的 产 用 研 发 方 和 研化 力 一 工 途 究 现 和 法 纯 究酶 的 般 艺 （ 情 及
内 容
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） ）育
） 解用
（ 回 顾
、 性 质 及
参考文献：
• ５．郑集 陈钧辉 著，普通生物化学（第 三版），高等学校教材，（２００３）
• ６．王镜岩 朱圣庚 徐长法 著，生物化 学（第三版 上），高等教育出版社， （２００４）
糖化酶的酶活
在40℃，PH5.5条件下，1小时分解可溶性 淀粉产生1毫克葡萄糖所需的酶量定义为一个 糖化酶酶活力单位，以mg/g.h表示。
糖化酶的一般性质
1、最适pH为4-Байду номын сангаас；最适反应温度为50-60℃ 2、根据不同来源的糖化酶水解淀粉限度分为
根霉型糖化酶： 可以水解淀粉至100%，属于这种糖化酶产生菌
如
德氏根霉（Rh.delemar）、拟内孢霉等。
黑白霉型糖化酶：水解淀粉至80%便终止作用，属于这种糖化酶 产生菌如黑曲霉、宇佐美曲霉、泡胜曲霉、米 曲霉、河自根霉等。
原理：糖化酶可以水解淀粉１,4-α-糖苷键或
葡萄糖淀粉酶
VVm：是通气比的单位 （立方米／立方米﹡分钟） 通气比是指每分钟通气量与罐体 实际料液体积的比重 通气比=通气速率／发酵体积
发酵：
培养基配比为玉米粉12%，黄豆饼4%， 麸皮1%，α-淀粉酶添加量为100U／g （淀粉），pH调至4.5以下。于 30~32℃下通风培养90~110h。通风量 1~12h为0.5VVm，12~14h为0.பைடு நூலகம்VVm， 24~28h为1VVm，84h后为0.8VVm。 培养84h后每隔8h测定pH、还原糖、酶 活、并镜检菌体形态。当pH降到3.4， 还原糖降到1.8%以下，酶活力上升至 13600U ／ml以上时，即可放罐。
固体孢子培养： 在茄型瓶中加入10g麸皮和10ml睡，拌 均后灭菌30min，冷却后接入一环斜面 菌种，于31℃培养6~7d备用。
种子罐培养：
玉米粉6%，黄豆饼粉2%，麸皮2%。 在31℃下通风培养32h,通风量为 0.5VVm。当pH下降到3.8，酶活在 500U／ml左右，镜检菌丝生长正常， 无杂菌污染时即可接入二级种子罐 或发酵罐。
葡萄糖淀粉酶的性质
• 糖化酶是一种糖蛋白。 • 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 。 • 一般性质
葡萄糖淀粉酶的使用优点
• 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。
葡萄糖淀粉酶
1.2．淀粉酶的分类及性质
经典题型：
比较α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、β-淀粉酶、异 淀粉酶的作用位点（即水解键）及其产物； 以支链淀粉为原料，制造果葡糖浆，需要哪 些酶参加催化反应？
4
淀粉酶的分类及性质
系统名称
α-1.4葡聚 糖-4-葡聚 糖水解酶
常用名
α-淀粉 酶或 液化酶
作用特性
水解产物
1淀粉酶
淀粉酶是能催化淀粉水解转化成葡萄糖、 麦芽糖及其他低聚糖的一群酶的总称。 糖酶中的淀粉酶是用途最广、产量最大的 一种酶。
1.1 淀粉的相关概念
（1）直链淀粉和支链淀粉： 淀粉是由葡萄糖通过α-1.4糖苷键构成的直链 淀粉和α-1.6糖苷键结合的支链淀粉所组成。 不同的淀粉酶对糖苷键具有选择性
50
66.0
酵母乳 糖酶
4.0 12.0 12.0 13.0 14.0 4.0
大肠杆菌乳 糖酶
2.0 9.0 10.0 9.0 11.0 4.0
17
2.2.2 不同pH介质对乳糖酶活性的影响
细菌乳糖酶最适pH在7.0，霉菌乳糖酶最适 pH接近于5.0，酵母乳糖酶最适pH在6.0。
牛奶、脱脂牛奶、炼乳的pH对酵母乳糖酶很 适合；
炼乳、冰淇淋等乳制品，由于温度变化，常常 有乳糖结晶析出，呈颗粒状结构
生活在亚洲一些地区的居民，由于体内缺乏乳 糖酶而不能代谢乳糖，对牛奶有过敏性反应， 出现腹泻。
15
2.1乳糖酶催化的反应
水解过程至少包括3个步骤，最后一步表现为 水解或转苷活性。步骤如下：
① 酶十乳糖→酶-乳糖； ② 酶－乳糖→半乳糖基一酶+葡萄糖； ③ 半乳糖基－酶十受体→半乳糖基－受体+酶
葡萄糖糖化酶_葡萄糖淀粉酶_概述说明以及解释
葡萄糖糖化酶葡萄糖淀粉酶概述说明以及解释1. 引言1.1 概述葡萄糖糖化酶和葡萄糖淀粉酶是两种在生物体中起重要作用的酶。
它们在碳水化合物消化和代谢过程中发挥着关键的功能，并在食品工业、生物制药等领域具有广泛的应用前景。
本文将对这两种酶进行综述，包括其定义、功能、结构特点以及应用领域。
1.2 文章结构本文将按照以下方式组织内容：首先，我们将介绍葡萄糖糖化酶，包括其定义和功能；接着，将详细描述葡萄糖糖化酶的结构特点；最后，我们会探讨葡萄糖糖化酶在不同应用领域中的作用。
随后，我们会转向葡萄糖淀粉酶，对其定义、功能、结构特点和应用领域进行详细介绍。
之后，我们会比较和区分这两种酶，从功能、结构以及应用方面进行对比。
最后，在结论部分总结主要观点和发现，并展望未来这两种酶在相关领域的研究和应用方向。
1.3 目的本文的目的是通过概述和解释葡萄糖糖化酶和葡萄糖淀粉酶的定义、功能、结构特点以及应用领域，增进读者对这两种酶的了解。
同时，通过比较与区别这两种酶，帮助读者更好地理解它们之间的异同。
本文可以为科学工作者、食品工业从业人员以及其他对碳水化合物消化与代谢有兴趣的人提供参考和指导。
2. 葡萄糖糖化酶：2.1 定义和功能：葡萄糖糖化酶是一类重要的酶，主要功能是催化葡萄糖与其他碳水化合物间的转化反应。
它能将多种底物中的葡萄糖分子逐步剥离出来，并使其转化成其他形式的碳水化合物。
该酶在生物体内起着至关重要的作用，参与了糖代谢、能量供应以及多种生理过程。
2.2 结构和特点：葡萄糖糖化酶通常为复合蛋白，由多个不同结构和功能的亚基组成。
每个亚基都具有特定的底物识别位点和催化活性位点，以确保葡萄糖与底物之间的高效反应。
此外，葡萄糖糖化酶还具有高度专一性，只催化特定类型的底物。
其结构也可受到环境条件（如温度和pH值）的影响。
2.3 应用领域：由于其重要功能和广泛适用性，葡萄房恶果湘笷席裁碛悄垩淌牡缦臣毡讼锢隽称。
它十分常匪和化工灚肚浊于石油精炼、食品加工、酒精生产等工业过程中的底物转化；同时也用于饲料添加剂、保健品以及制药行业的特定合成过程。
变性淀粉测定标准(精)
变性淀粉PH值的测定1．原理通过测量两个浸液电极的电位差来测量样品溶液的PH值。
2．仪器(1). pH计，玻璃电极，甘汞电极。
(2). 标准缓冲溶液pH4和7。
3．测定步骤将电极与pH计连接好，打开电源预热一定时间，并将温度补偿开关旋至被测溶液温度相同的数值，调节仪器的零点，用标准液进行定位后，移去缓冲溶液，用蒸馏水冲洗电极并用滤纸吸干电极上的水待用。
称取 6g（士0.1g）样品，放入 400ml烧杯中加入 194ml纯水，搅拌使样品分散，并把烧杯置于沸水浴中，水浴液面应高于样品液面，搅拌淀粉乳直至淀粉糊化（大约5min），在冷水浴中立即冷却到室温（大约25℃），从水浴中取出并搅拌淀粉糊以破坏任何已形成的凝胶。
用磁力搅拌器以足够的速度搅拌淀粉糊，使其在溶液表面产生小的旋涡。
在淀粉糊中插入已标定好的电极，待读数稳定后，记录PH值至0.1个pH单位。
蛋白质的测定(一)凯氏法见GB12309—90小麦淀粉、豌豆淀粉及蚕豆淀粉的换算系数为5．70。
（二）分光光度法测定蛋白质1．原理在催化剂存在下，用硫酸裂解淀粉及其衍生物。
然后碱化反应产物，并进行蒸馏使氨释放，同时用硫酸溶液收集。
加入奈氏试剂，用分光光度计测定铵盐，并转换成氨含量。
注：奈氏试剂：红棕色浓度低时，没有沉淀产生，但溶液呈黄色或棕色。
2．试剂在测定过程中，只可使用分析纯的试剂和蒸馏水，或至少纯度相当的水。
（1）浓质量分数 9 6％，为1.84g／ml。
（2）NaOH溶液质量分数 40％，为1.43g／ml。
（3）催化剂 9 7g 硫酸钾和 3g 无水硫酸铜。
（4）硫酸铵。
（5）0.1 mol／L 标准溶液。
（6）奈氏试剂将100g碘化汞和70g碘化钾溶于100ml水中，另将244g氢氧化钾溶于内有700ml水的1000ml容量瓶中，并冷却至室温。
将上述碘化汞和碘化钾溶液慢慢注入容量瓶中，边加边摇动。
加水至刻度，摇匀，放置至少2天。
试剂应保存在棕色玻璃瓶中，置暗处。
淀粉酶类
二、糖化酶产生菌的酶系组成
霉菌产生的淀粉酶是一种复合酶，生产糖化酶 的菌种(霉菌)同时也生产α—淀粉酶和葡萄糖苷 转移酶，这三种酶的比例因菌种不同而异，亦 会受营养条件，培养条件的变化而变化。 （一）米曲霉以产α—淀粉酶为主，生产糖化 酶、葡萄糖苷转移酶较少。 （二）黑曲霉以产糖化酶为主，葡萄糖苷转移 酶较强，α—淀粉酶较弱。 （三）德氏根霉以产糖化酶为主， α—淀粉酶 较强，不产葡萄糖苷转移酶。
枯草杆菌BF—7658于60年代中期投入 生产，经一系列诱变后其产酶水平提 高至500U/ml。 （1）菌株形态 呈短杆状，两端钝圆，单独或成链状。 （2）培养基 淀粉培养基： 马铃薯培养基：
2、发酵工艺
（1）斜面培养 马铃薯斜面培养基，37℃ ，3天，此时 几乎全部形成孢子，接入种子罐。 （2）种子罐培养 37℃，12-14h，培养至对数生长期 （细胞密集、粗壮、整齐）。 （ 3）发酵罐 接种量5％，工艺特点为低浓度发酵高 浓度补料。
第一节 α—淀粉酶
第二节 β—淀粉酶
第三节 葡萄糖淀粉酶 第四节 脱支酶
第一节 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。
提取流程：
3、使用
最适温度90-95℃ 最适pH5.5-7.5 每吨淀粉用酶400-600ml，95-100℃ 液化20min，可使30-40％淀粉糖浆 液化，DE值（还原糖含量）为14-20。
第四章 第五节糖化酶
第三章 复习题
1、定义：厚层通风制曲、液体深层发酵
2、按照水解淀粉的方式不同，淀粉酶主要分为哪四类？ 3、请画一幅米曲霉固体发酵工艺流程图 4、简述如何根据霉菌生长规律进行固体发酵制曲？ 5、制曲不当常出现哪些问题？如何进行防治？ 6、何谓液体深层发酵？这种发酵方式有何特点？
7、举例说明液体深层发酵工艺流程？ 8、影响a-淀粉酶液体深层发酵生产的因素有 哪些？ 9、影响发酵染菌的主要因素有哪些？如何进 行判断？ 10、发酵前、中、后期染菌对发酵有何影响？ 如何进行控制？ 11、如何去除糖化酶中的葡萄糖转苷酶？（举 3种以上方法）
3、去除葡萄糖苷转移酶的方法
由于葡萄糖苷转移酶严重影响葡萄糖收率，异麦芽 糖还有碍葡萄糖的结晶，因此我们研究用以下方法去 除转苷酶。 ① 调节pH法：调节pH使转苷酶失活的最简便方法。 因为无论是哪一种糖化酶，它们的最适pH值均为酸 性，黑曲霉C-5-11为4.5，黑曲霉165为3～3.5。 一般当pH值倾向中性时，a-淀粉酶、转苷酶活性 高，而糖化酶活性低； 当pH值倾向于酸性时，糖化酶活性高，而另两种 酶的活性降低。
也可以保持原有水平。
培养温度：将黑曲霉接种在察氏培养基中，34℃培
养具有形成孢子的能力，而升高温度无论孢子着
生还是糖化酶活性的生产均无影响，因此认为用
察氏斜面时，采用30℃培养为宜。
2、促进剂的效果
许多研究表明，向黑曲霉或根霉培养基中添加少量 某些物质可促进产酶。如 ① 0.1%糖酯，或Span等分子中以-OH基为主的含硫 疏水性基团。 ② 脂肪酸和酯类 ③ 0.01%植酸质、植酸钙、肌醇以及谷氨酸等氨基 酸。 ④ 微量元素：钼盐、铬盐等。
③加入表面活性剂 常用试剂为烷基苯磺酸钠、木素、单宁酸等，能有 效去除转苷酶。 如在黑曲霉发酵液在pH 2-4，加入0.01-0.5% 十 二烷基硫酸镁、二辛基琥珀酸磺酸钠等，15-40℃处 理数分钟可除去转苷酶。
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题目：葡萄糖淀粉酶结构与功能的研究食品学院学院食品科学与工程专业班级食科0905班学号6130112133学生姓名田顺风二〇一三年十二月葡萄糖淀粉酶结构与功能的研究田顺风（江南大学食品学院江苏省无锡）摘要：本文对葡萄糖淀粉酶在微生物中的分布进行了综述，对葡萄糖淀粉酶的基本结构及作用机理、理化性质及在实际应用中的问题和拟解决途径有了初步了解，并对葡萄糖淀粉酶的应用及研究现状进行了展望。
关键词：葡萄糖淀粉酶；基本机构；理化性质Research on the structure and function of glucoamylaseTian Shunfeng(Jiangnan University he School of Food Jiangsu Province WuXi) Abstract:In this paper, glucoamylase distributed in microorganisms are reviewed,and we have a preliminary understanding of the basic structure and mechanism of reaction of glucoamylase, physicochemical properties and problems in practical applications and ways to be solved.Also the application and research status of glucoamylase are discussed.Key words: glucoamylase; basic structure; physicochemical properties引言酶作为催化剂，本身在反应过程中不被消耗，也不影响反应的化学平衡。
酶有正催化作用，也有负催化作用，不只是加快反应速率，也有减低反应速率。
与其他非生物催化剂不同的是，酶具有高度的专一性，只催化特定的反应或产生特定的构型。
目前已知的可以被酶催化的反应有约4000种，已有数百计的酶被纯化到结晶的形式。
根据蛋白质分子的组成和盘曲折叠方式，酶可分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
一级结构指蛋白质分子中肽链的氨基酸残基的排列顺序，由于半胱氨酸侧链巯基经氧化后形成—s—s—键，因此在蛋白质分子的链内或链间都有可能形成二硫桥键；二级结构指蛋白质分子肽链本身的三维空间的规律性，主要由肽链骨架之间的羰基和亚氨基间形成的氢键来维系；三级结构为蛋白质分子又可按照一定方式再盘曲折叠，主要由盐键、氢键、疏水键等所维系。
这样折叠后，蛋白质的肽链虽很长，但由于二、三级结构的存在，多数蛋白质在空间构型上却是紧密的球状分子；四级结构指由多条各自具有一级、二级、三级结构的肽链通过非共价键连接起来的结构形式，亚基之间主要由各表面暴露的侧链形成的键（如疏水键）所维系。
葡萄糖淀粉酶（glucoamylase）的系统名称为α-1,4-葡聚糖葡萄糖苷水解酶或γ-淀粉酶，简称糖化酶[1]，是一种单链的酸性糖苷水解酶，具有外切酶活性。
它从淀粉或类似物分子的非还原末端顺序切开α-1,4-糖苷键，生成β-葡萄糖。
此外，它也能水解α-1,6-糖苷键和α-1,3-糖苷键。
目前，糖化酶的研究主要集中在耐热高产菌株的筛选；糖化酶的热稳定性机理；利用DNA重组技术构建优良工程菌株等方面。
酶的本质是蛋白质，因此也可用分离纯化蛋白质的方法分离纯化蛋白酶，传统分离纯化蛋白质的方法是利用沉淀原理进行的，已广泛应用于实验室及工业规模蛋白质等生物产物的回收、浓缩和纯化。
目前，用于蛋白酶的分离纯化的沉淀方法主要有有机溶剂沉淀法、盐析沉淀法、等电点沉淀法、热变性沉淀法等。
葡萄糖淀粉酶的简要特征如表1。
表1葡萄糖淀粉酶—GA系统命名及别名α-1，4-葡萄糖苷酶糖化酶γ-淀粉酶淀粉葡糖糖苷酶主要来源黑曲霉（A. niger)泡盛曲霉（A. awamori）米根酶（Rhizopus oryzae）臭曲霉（A. foetidus）作用机制快速水解α-1,4-糖苷键缓慢水解α-1,6-糖苷键和α-1,3-糖苷键将淀粉水解成β-葡萄糖应用领域轻工、食品、医药、发酵等行业1糖化酶在微生物中的分布及组分多型性工业用糖化酶主要是从霉菌、酵母等真菌中提取的，从细菌中也可得到热稳定的糖化酶，已报道的糖化酶中真菌为19个属35个种(含未确定种)，细菌为3属3种[2]。
真菌产糖化酶组分多型性是常见的，Rhizopus nivenus和Chalara paradoca可分别产生5种和6种活性组分。
Svensson等从市售的糖化酶中分离出GⅠ和G Ⅱ两种组分，这两种糖化酶均由单一的糖基化多肤链组成。
氰化片段和N-末端氨基酸序列证明它们具有相当的同源性。
对生淀粉水解能力GⅠ高于GⅡ，对于可溶性淀粉的水解GⅡ仅为GⅠ活性的75%，但对α-1,4-，α-1,6-键邻接处碳链水解能力相同。
One等利用固相Acathose柱从市售糖化酶(A.niger)中分离出6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6种组分的分子量、沉降系数、化学组成、等电点、酶的动力学及其它性质上各异。
培养基的成分和生长条件对糖化酶组分型性也有影响。
天然的糖化酶在微生物的培养或酶的制备过程中可能受葡萄糖苷酶和蛋白酶的作用而变成多型性。
Aspergillus awamorivar.kawachi的GⅠ可被蛋白酶或葡萄糖苷酶水解成GnⅡ。
Takahash认为Rhizopus糖化酶转化成三种活性组分主要是蛋白酶的作用。
A.niger 产生的四种组分糖化酶GⅠ、GⅡ、GⅢ、GIV在培养过程中对两种蛋白酶有不同的敏感性。
2糖化酶的基本结构及作用机理2.1糖化酶中的糖和蛋白组成糖化酶是一种糖蛋白，通常碳水化合物占4%-18%，但S.diastaticus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、葡糖胺和甘露糖。
A.niger糖化酶I中的碳水化合物以糖昔键与L-苏氨酸和L-丝氨酸相连接，其组分为20个甘露糖、11个2-0-D甘露毗喃-D-甘露糖结构的双糖，8个三糖和5个四糖，三糖和四糖是由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-半乳糖以1.3或1.6糖苷键构成的。
在糖化酶中这种糖残基的排列在其热和酸碱稳定性上有着特殊的意义。
大部分糖化酶的氨基酸组成都已确定。
不同组分糖化酶的氨基酸组成不同，A.nigerGⅡ的616个氨基酸序列中，1-512残基与GⅠ相一致[3]。
到目前为止已有多种糖化酶根据它的氨基酸序列推断出它的DNA序列，并在工程菌株的构建上得到广泛的应用。
A.niger糖化酶和A.saitoi糖化酶中色氨酸残基起着酶与底物结合的作用。
不同来源的糖化酶最适结合位点的氨基酸序列具有5个高度同源片段(S1一S5)，但S5不具备催化活性。
Boel等[4]首先从A.niger的染色体文库中分离出糖化酶的基因，它含有5个内含子，而A.awamori中含有4个内含子。
它们均含有第5个内含子，这个长169bp序列参与GⅠ、GⅡmRNA的加工过程。
在含淀粉培养基上编码A.awamori 糖化酶的2.3kb mRNA成数百倍地增长，而在含木质素培养基上则无此片段。
用2.3kb糖化酶特异性mRNA制备的cDNA探针，从A.awamori染色体文库中筛选出了3.4kb的糖化酶基因，序列分析后推断可能的氨基酸序列，结果证明与已知的A.awamori糖化酶和A.niger糖化酶的氨基酸序列一致。
Toshihiko等构建了水解生淀粉的Rhizopus oryzae糖化酶基因的物理图谱。
糖化酶是糖苷水解酶（Glycoside hydrolase）的一种。
一般糖苷水解酶由催化域、连接域及结合域组成。
根据这5个结构域的位置关系，真菌糖化酶属于糖苷水解酶的第15族，以别于第13族的α-淀粉酶及第14族的β-淀粉酶。
黑曲霉糖化酶有型Ⅰ（GAⅠ）和Ⅱ型（GAⅡ）2种类型。
型糖化酶由3个功能区组成，即催化域（Catalytic domain，CD）、淀粉结合域（Starch binding domain，SBD）及用于连接CD与SBD的O-糖基化连接域（O-glycosylation connected domain）。
黑曲霉Ⅰ型糖化酶CD为N端的1~470残基，Mr为55000；SBD为C端的509~616残基，Mr为12000。
GAⅠ经过限制性水解可转化为GAⅡ，GAⅡ缺少SBD，少数GAⅡ甚至缺少O-糖基化连接域。
2.2催化域的结构及催化机制泡盛曲霉X100的糖化酶CD中含有13股α-螺旋，除α-螺旋外11均参与折叠成“桶”状（α/α）6结构，桶的核心为一个口袋结构，催化中心位于其中，α-螺旋1、3、5、7、9和11位于桶状结构的表面，α-螺旋2、4、6、8、10和13位于桶状结构的内部。
黑曲霉及子囊菌酵母糖化酶CD的构型与泡盛曲霉X100的CD构型基本相似，但子囊菌酵母CD含有X100股CD螺旋，其中的12股α-螺旋形成与泡盛曲霉、黑曲霉CD类似（α/α）6结构。
Sauer[5]等认为黑曲霉糖化酶水解α-1,4-糖苷键的机制是典型的酸碱催化，Glu179和Glu400分别为催化中心的质子供体和质子受体，Glu179提供的质子传递给淀粉链中易断裂键的糖苷氧上，形成含氧碳正离子，在Glu400协助下接受水的亲核攻击而使糖苷键断裂（图1）。
同时，使水解产生的α-D（+）-葡萄糖变成β-D（+）-构型。
图1黑曲霉糖化酶催化过程中的电子传递路径2.3淀粉结合域的结构及结合淀粉的分子机制糖苷水解酶的底物结合域，又称多聚糖结合域（Polysaccharide binding domain，PBD）[6]，在不同的酶中，PBD有不同的名称。
在淀粉酶中，称为淀粉结合域（Starch binding domain，SBD）。
PBD对酶的功能有重要作用，如果PBD 缺失，酶水解可溶性底物的速率不变，但水解非水溶性底物的速率大大降低，如GAⅡ（缺少SBD）水解非可溶性淀粉的速率只有GAⅠ的1/25。
SBD上有2个结合位点（位点1和位点2），可同时结合2分子的底物。
Sorimachi等以淀粉类似物β-环式糊精（β-cyclodextrin，βCD）为底物，发现βCD 的非极性面结合到位点1和位点2的特定氨基酸的芳香环上，且该2位点的氨基酸残基是保守的。
正常情况下淀粉颗粒中的淀粉链之间是相互平行的，而结合在SBD的2个位点上的2条淀粉链的方向几乎是相互垂直的。
由此可以推断，SBD 扭转了淀粉链的方向，使更多的底物向催化域中心靠近。