α-淀粉酶的研究及应用[文献综述]
淀粉酶的研究进展[文献综述]
毕业论文文献综述生物工程淀粉酶的研究进展1. 淀粉酶简介淀粉酶是催化淀粉、糖原转化成葡萄糖、麦芽糖及其它低聚糖的一类酶的总称,广泛应用于淀粉工业、食品工业、医药、纺织、洗涤剂、青贮饲料、微生态制剂以及酿酒等行业[1]。
淀粉酶是最早用于工业化生产的酶,迄今为止仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一[2]。
不同种类的淀粉酶水解淀粉会生成不同的产物。
常见的淀粉酶可以分为以下几种:α-淀粉酶(EC3.2.l.1),也叫液化酶;β-淀粉酶(EC3.2.1.2);葡萄糖淀粉酶(EC3,2.1.3),也叫γ -淀粉酶,简称糖化酶(缩写GA或G):异淀粉酶(EC3.2.1.68)等[3]。
α-淀粉酶能随机地作用于淀粉的非还原端,生成麦芽糖、麦芽三糖、糊精等还原糖,所得产物的还原性末端葡萄糖单位碳原子为α构型,同时该酶能使淀粉浆的粘度下降;β-淀粉酶是从淀粉的非还原性末端切下一分子的麦芽糖,其产物还原性末端葡萄糖单位碳原子为β构型;葡萄糖淀粉酶是从底物非还原末端依次水解α-l,4糖苷键和分支的α-1,6-糖苷键,生成葡萄糖。
异淀粉酶是只水解糖原或支链淀粉分支点的α-1,6糖苷键,切下侧枝链[5]。
对淀粉酶的分类和作用机制研究较多,可按来源、产物的旋光度、作用机制等进行分类。
但近年随着酶学性质的研究的发展,对酶的作用机制、方式等研究不断取得新成果,分类学问题出现许多难点。
我国在食品方面研究和应用的微生物酶估计有30多种[6],其中淀粉酶有α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、异淀粉酶、普鲁兰酶、环糊精生成酶等。
2. 淀粉酶的生产2.1 淀粉酶的来源淀粉酶的来源很广泛,可以来自于植物、动物以及微生物。
大部分的淀粉酶存在于微生物中,微生物中主要的两种淀粉酶为α-淀粉酶及葡糖淀粉酶,此外,主要存在于植物中的β-淀粉酶也存在于少量微生物中。
α-淀粉酶可以从几种细菌、真菌和酵母中分离获得。
但是,由于细菌淀粉酶具有几个比较优良的特性,因此,细菌淀粉酶用的比较多,特别是淀粉液化芽孢杆菌已用于工业化生产[5]。
α淀粉酶
6制药和临床化学分析
已有报道,基于α一淀粉酶的液体稳定试剂已应用于全自动生化分析仪(CibaComingExpress)临床化学系统。
二α—淀粉酶的研究现状
1国内α一淀粉酶研究现状
1965年,我国开始应用淀粉芽孢杆菌BF一7658生产一淀粉酶,当时只有无锡酶制剂厂独家生产。1967年杭州怡糖厂实现了应用α一淀粉酶生产饴糖的新工艺,可以节约麦芽7%~10%,提高出糖率10%左右。1964年我国开始了酶法水解淀粉生产葡萄糖工艺的研究。l979年9月通过了酶法注射葡萄糖新工艺的鉴定,并先后在华北制药厂、河北东风制药厂、郑州嵩山制药厂等单位得到应用,取得了良好的经济效益。
2淀粉的液化作用和糖化作用
α一淀粉酶的主要市场是淀粉水解的产物,如葡萄糖和果糖。淀粉被转化为高果糖玉米糖浆(HFCS)。由于他们的高甜度,被用于饮料工业中软饮料的甜味剂。这个液化过程就用到在高温下热稳定性好的α一淀粉酶。α一淀粉酶在淀粉液化上的应用工艺已经相当成熟,而且有很多相关报道。
3纤维脱浆
由于α一淀粉酶是具有重要应用价值的工业酶,周内外很多课题组对它进行了研究。国内有代表性的研究单位有:四川大学,主要研究α一淀粉酶的生产菌株及其培养条件;江南大学,主要研究α一淀粉酶的结构以及应用性能,如耐热性、耐酸性;西北大学,主要研究α一淀粉酶的变性机理以及环境对α一淀粉酶的影响;华南理工大学,主要研究α一淀粉酶的固定化和动力性质;还有华中农业大学,中国科学院沈阳应用生态研究所,天津科技大学,南开大学生命科学学院,中国农业科学院,中国科学院微生物研究所等多家研究机构对多种α一淀粉酶生产菌的一淀粉酶基因进行了克隆以及表达研究。国外有代表性的研究单位有:加拿大的UniversityofBritishColumbia,他们对人胰腺的一淀粉酶结构和作用机理进行了深入的研究;丹麦的Carlsberg实验室主要研究大麦α一淀粉酶结构域与结合位点;美国的WesternRegionalResearchCenter主要研究大麦的α一淀粉酶与抗菌素的作用以及大麦α一淀粉酶的活性位点。
α-淀粉酶的应用及研究进展
α-淀粉酶的应用及研究进展作者:冯健飞来源:《现代农业科技》2010年第17期摘要介绍了α-淀粉酶的工业应用,包括面包焙烤工业、淀粉液化与糖化、纤维脱浆、造纸工业、除垢剂制造、制药与临床化学分析等,并概括了了α-淀粉酶国内外应用与研究进展,以期为α-淀粉酶的进一步研究提供参考。
关键词α-淀粉酶;工业应用;研究进展中图分类号 Q556.2 文献标识码A文章编号 1007-5739(2010)17-0354-02α-淀粉酶分布十分广泛,遍及微生物至高等植物。
其国际酶学分类编号为EC.3.2.1.1,作用于淀粉时从淀粉分子的内部随机切开α-1,4糖苷键,生成糊精和还原糖,由于产物的末端残基碳原子构型为A构型,故称α-淀粉酶。
现在α-淀粉酶泛指能够从淀粉分子内部随机切开α-1,4糖苷键,起液化作用的一类酶。
α-淀粉酶是一种十分重要的酶制剂,大量应用于粮食加工、食品工业、酿造、发酵、纺织品工业和医药行业等,它占了整个酶制剂市场份额的25%左右。
目前,工业生产上都以微生物发酵法大规模生产α-淀粉酶[1-4]。
1α-淀粉酶的工业应用1.1面包焙烤工业作为保鲜剂酶应用在焙烤工业中生产各种高品质的产品已经有几百年的历史。
最近几十年,麦芽α-淀粉酶和微生物α-淀粉酶被广泛用于焙烤工业。
这些酶用于面包工业,使这些产品体积更大,颜色更好,颗粒更柔软。
至今,焙烤工业中的α-淀粉酶一直是从大麦麦芽和细菌、真菌叶提取的。
现代化连续焙烤过程中,在面粉中添加α-淀粉酶不仅可以增加发酵率、降低生面团黏度(改进产品的体积和质地),增加生面团中糖的含量,改良面包的口感、外皮颜色和焙烤质量,还可以延长焙烤食品的保鲜时间。
在储存过程中,面包颗粒变得干燥、坚硬、表皮不再清脆,导致面包的口感变差。
这些变化统称为变质。
每年仅仅由于面包变质而造成的损失超过1亿美元。
各种传统的添加剂被用于防止食品变质,以改善焙烤食品的质地和口味。
最近,人们开始关注酶作为防腐剂、保鲜剂在生面团改良方面的作用,如支链淀粉酶和α-淀粉酶配合可以有效的用于防腐。
α-淀粉酶的制备及应用
工艺流程
实验步骤
• 1.培养基的制备与灭菌 • 发酵培养基:蛋白胨5g,酵母膏2.5g, 葡萄糖0.5g,可溶性淀粉2.5g, KH2PO4 1g,MgSO4.7H2O 0.25g, CaCl2.2H2O 0.1g, H2O 500ml, PH7.0。分装与100ml锥形瓶中,每 瓶50ml,121℃灭菌20min。
1.PH值对酶活性的影响
• α—淀粉酶通常在PH5.5—8.0时稳定,在 PH4.0以下易失活其作用的最适PH为 5.0—6.0,但不同来源的酶其最适PH值 差别很大。动物的α—淀粉酶在氮离子存 在时其最适作用PH为7.0,高等植物在 PH3.6以下时失活,耐酸性的α—淀粉酶 最适作用PH为4.0左右,在PH2.5—6.5 稳定;非耐酸的α—淀粉酶最适PH为6.5 左右,在PH5.5—9.5稳定。
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2.接种与产酶培养 • 将菌种接种于培养基斜面,35℃培养 三天,然后转接到摇瓶种子培养基, 摇瓶培养一定时间,当菌体进入对数 生长期时,以0.5%接种量接入固体培 养基,在厚层通风制曲箱内,通风保 持37—42℃,培养48小时出去风干。
3.提取 • 麸曲用1%食盐水3—4倍浸泡,3小时 后过滤,调节滤液PH=8,加硫酸铵溶 液沉淀酶,经离心,用浓酒精洗涤脱 水,40℃烘干、磨粉即为成品。
2.温度对酶活性的影响
• 温度对酶活性有很大影响,温度升高, 酶的反应速度就增加,一般每升高十 摄氏度,反应速度可增加2—3倍,但 是大多数酶都是蛋白质,温度过高则 可导致蛋白质变质,从而使酶失活。 在一定条件下,在某一温度时酶的反 应速度最大。这使得反应速度是最适 合反应温度。
实验器材
• 1.菌种:枯草芽孢杆菌JD—32 生产法 • 2.仪器:培养皿、试管、发酵 罐、灭菌锅、振荡培养箱、高 速冷冻离心机
α-淀粉酶研究
• 淀粉的液化和糖化作用 工业生产中往往与β-淀粉酶和普鲁兰酶
等脱枝酶配合使用,用以生产超高麦芽糖浆,其麦芽糖含量超过70利用α-淀粉酶,它能有选择性的去除淀粉浆而不伤害 纱线纤维,还能随机的使淀粉降解为易溶于水的糊精,因而容易被洗 掉。
• 造纸中改变粘度 淀粉酶在造纸工业中的用途主要是改良纸张涂层
国内α-淀粉酶应用价值
• 1965年,我国开始应用淀粉芽孢杆菌BF-7658生产α-淀粉 酶,当时只有无锡酶制剂厂独家生产。1967年杭州怡糖厂 实现了应用α-淀粉酶生产饴糖的新工艺,可以节约麦芽 7%~10%,提高出糖率10%左右。1964年我国开始了酶法 水解淀粉生产葡萄糖工艺的研究。l979年9月通过了酶法 注射葡萄糖新工艺的鉴定,并先后在华北制药厂、河北东 风制药厂、郑州嵩山制药厂等单位得到应用,取得了良好 的经济效益。与传统的酸法相比,可以提高收率10%,降低 成本15%以上。另外,我国以酶法进行柠檬酸生产、谷氨 酸发酵、糖化制啤酒、酒精发酵、黄酒酿造、酱油制造、 醋生产等方面也已经研究成功并投入生产。 • 由于我国淀粉资源丰富,淀粉酶应用范围广泛,淀粉酶工 业发展也必将促进我国其他工业的迅速发展。
α -淀粉酶及其应用探讨
学生姓名:高 裕 指导老师:张道雷
论文背景及意义
• α-淀粉酶是具有重要应用价值的工业酶,国内外很多研究机 构对它进行了研究。 • α-淀粉酶是一种十分重要的酶制剂,大量应用于粮食加工、 食品工业、酿造、发酵、纺织品工业和医药行业等,它占 了整个酶制剂市场份额的25%左右。 • α-淀粉酶在各行业中的广泛应用(面包焙烤工业,作为保 鲜剂、 用于淀粉的液化和糖化作用、淀粉脱浆、造纸中 改变粘度、除垢剂中的使用、医药行业中用于制备消化助 剂,将会使医疗效果更为有效)。
α-淀粉酶在制糖生产中的应用研究
α-淀粉酶在制糖生产中的应用研究随着人们生活水平的提高,糖在我们的日常饮食中扮演着非常重要的角色,而在糖的制造过程中,α-淀粉酶是一种非常重要的酶类,本文将以α-淀粉酶在制糖生产中的应用研究为题目,详细阐述它的应用情况、研究进展和未来发展趋势。
1.α-淀粉酶的概述α-淀粉酶,也称为淀粉酶α,是一种由人体和其他生物合成的酶类,它可以将淀粉分解为葡萄糖单元,从而被人体和其他生物利用。
在糖制造过程中,它是一种非常重要的酶类,它可以加速淀粉分解过程,使得糖的生产效率得到大大提高。
2.α-淀粉酶在糖的制造中的应用糖的制造一般分为两个步骤:首先是将淀粉转化为糖汁,然后再通过蒸发和结晶等工艺,将其中的水分蒸发掉,得到干糖。
而在将淀粉转化为糖汁的过程中,α-淀粉酶扮演着非常重要的角色,可以加速淀粉的分解,使得糖汁中的葡萄糖含量大大提高,从而提高糖的生产效率。
具体来说,α-淀粉酶主要通过水解反应将淀粉降解为糖汁,其反应方程式如下:淀粉+α-淀粉酶→糖汁其中,α-淀粉酶可以将淀粉分解为各种长度不同的糖链,而这些糖链可以被其他酶类如葡萄糖异构酶、蔗糖酶等降解为单糖,从而产生糖汁。
目前,在糖的制造中,常用的α-淀粉酶主要来源于微生物或植物,如大肠杆菌、枯草杆菌、木霉属等。
这些来源不同的α-淀粉酶在制糖生产中的应用情况也有所不同。
3.研究进展近年来,随着科技的进步,人们对α-淀粉酶的研究也得到了不断的深入。
研究表明,α-淀粉酶不仅可以在制糖生产中应用,还可以在其他领域如医学、食品加工等得到广泛的应用。
3.1制糖生产中的应用研究随着人们生活水平的提高,对糖的需求量不断增加,而将α-淀粉酶应用于糖的制造中可以大大提高生产效率,从而降低糖的生产成本,增加企业利润。
针对α-淀粉酶在制糖生产中的应用研究,国内外研究人员也进行了大量的实验和研究。
这些研究主要涉及到α-淀粉酶的酶学特性、生物反应器的设计、工艺条件的优化等方面,以提高α-淀粉酶的利用率和糖的产量。
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。
真菌α-淀粉酶的研究和应用
真菌α-淀粉酶的研究和应用16120901 20092348 王德美摘要:α-淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中,能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等,是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。
α-淀粉酶在现代淀粉糖浆、焙烤制品、啤酒酿制及生料酒精等行业已得到广泛的应用。
随着现代制糖工业与发酵工业的发展及其对真菌α-淀粉酶的使用需求,使得真菌α-淀粉酶在现代工业酶制剂中占有重要地位。
对真菌α-淀粉酶的研究和利用,为满足国内市场需求、调整我国酶制剂工业结构和带动相关食品或发酵行业的发展等具有重要意义。
关键词:真菌α-淀粉酶,可发酵性糖,固态发酵,冷冻沉析,食品应用1.真菌α-淀粉酶的结构及其催化机制1.1真菌α-淀粉酶的结构与大多数α-淀粉酶类似,真菌α-淀粉酶通常含有三个结构域,分别称为A、B和C。
结构域A为酶的催化反应中心区域,其典型结构为(a/b)8TIM-桶状结构,结构域B和结构域C基本上位于结构域A得到对立两端【1】。
其中,Ca2+的保守结合位点位于结构域A和结构域B之间的表面区域,而大多数情况下Ca2+的存在对于α-淀粉酶家族保持其酶活力和稳定性是必须的。
结构域B位于TIM-桶状结构域的第三个β-折叠和第三个α-螺旋之间,该区域富含不规则的β-片层结构,在不同的淀粉酶中的大小和结构差异较大,被认为与α-淀粉酶的第五特异性有关。
同时,通过定点突变或随机突变结果表明,该部位在淀粉酶中核能相对比较脆弱,与α-淀粉酶的总体稳定性关联密切,其中部分氨基酸的改变对酶的pH稳定性和热稳定性影响较为显著。
结构域C形成α-淀粉酶蛋白质羧基端,并含有α-淀粉酶家族所特有的希腊钥匙β-sandwich结构,通常认为其通过将结构域A的疏水区域与溶剂相隔离以稳定催化区域或TIM桶状结构【2】。
1.2真菌α-淀粉酶的催化机制通过X-射线晶体结构、化学修饰和定点突变等手段,表明Asp206、Glu230和Asp2973个氨基酸可能是α-淀粉酶、家族的核心催化位点【3】。
耐高温α淀粉酶研究进展
耐高温α 淀粉酶研究进展郑元木摘要: 耐高温α-淀粉酶是重要的工业用酶之一,本文简要综述了该酶结构、性质、作用机制、分离纯化方法及生产工艺流程和用途。
关键词:耐高温α-淀粉酶;作用机制;生产工艺;用途α-淀粉酶全称为α-1,4-葡聚糖水解酶(EC3.2.1.1),作用于淀粉时,可从分子内部切开α-1,4-糖苷键而生成糊精和还原糖,由于产物的末端葡萄糖残基C1碳原子为α-构型,故得名为α-淀粉酶[1]。
耐高温α-淀粉酶不同于中温α-淀粉酶和α-淀粉酶普通高温,具有优越的耐热性能、酶活力高和较宽的pH适应范围等特性,故在工业中得到广泛的应用。
1 结构、功能、作用机制比较不同来源的耐高温α-淀粉酶氨基酸序列发现,虽然有的氨基酸序列相似性不足30%,但它们的三级结构极为相似,这也表明三级结构是催化活性的关键因素[2]。
耐高温α-淀粉酶都是由三个结构域组成,即为结构域A、结构域B、结构域C。
地衣芽孢杆菌是生产耐高温α-淀粉酶最重要的菌种,以地衣芽孢杆菌耐高温α-淀粉酶为例(结构如图一)[3]。
结构域A为8个α-螺旋和8个β-折叠交替组成的α/β桶状结构,该结构较为刚性,维持酶的基本构象。
结构域B具有较大的柔性,推测它可能与底物特异性结合有关,主要由一个或几个β-折叠构成。
结构域C构成α-淀粉酶的碳端,由反平行β-折叠组成,它包含的氨基酸少,距离活性位点远,缺乏柔性,目前它的功能尚不清楚。
α-淀粉酶的催化活性口袋位于结构域A和B之间,在α/β桶状结构的底部。
此外,在结构域A和B之间还发现有一个或几个钙离子及其他金属离子结合位点,推测它可能与稳定酶的结构有关。
耐高温α-淀粉酶属于水解酶类,能随机水解淀粉、糖原及降解物内部的α-D-1,4糖苷键,使溶液的粘度迅速下降,产生可溶性糊精、低聚糖及少量麦芽糖、葡萄糖。
对于耐高温α-淀粉酶作用机制的研究,Nielsen JE[4]等提出了如图二模型。
该模型认为催化中心位于α/β桶状结构的底部,Glu261和Asp231是起催化作用的两个重要残基。
α-淀粉酶(中温)使用方法及作用
α淀粉酶(中温)运用办法及感化导读:α淀粉酶(中温)是采取优秀菌株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)经液体深层发酵.精制而成的高效生物制剂,普遍运用于啤酒等临盆中.产品特征淀粉酶为水解酶类,能在较高温度下随机水解淀粉.糖原及其降解物内部的α1.4葡萄糖苷键,产生可溶性糊精和少量低聚糖,使得胶状淀粉溶液的粘度敏捷降低,过度水解可产生少量葡萄糖和麦芽糖.酶活气单位的界说1mL液体酶,于60℃.pH=6.0前提下,1h液化1g可溶性淀粉所需的酶量,即为1个酶活气单位,以u/mL暗示.感化前提温度:PH值:最适温度规模:70℃~75℃;最适pH规模:5.0~6.0;有用温度规模:60℃~85℃.有用pH规模:5.0~7.0.感化功能使淀粉液化更完整,醪液分层更显著,色度低,缩短糊化和过滤时光,进步装备和原料运用率;可实现无麦芽糊化操纵,以进步辅料比例,从而降低啤酒临盆成本,改良啤酒品德,进步经济效益.规格及尺度淀粉酶为浅褐色液体系体例剂,酶活气≥3,000u/mL,因发酵原料.周期等身分的影响,色彩会稍有差别,但不会影响运用功能.本产品相符国度尺度GB8275《食物添加剂α淀粉酶制剂》.本产品相符食物安然国度尺度GB2760《食物安然国度尺度食物添加剂运用尺度》和GB25594《食物安然国度尺度食物工业用酶制剂》的相干划定.运用量在啤酒酿造进程中,运用辅料时,推举加量为辅料干重的0.04~0.08%(即每吨辅料参加0.4~0.8L),与α淀粉酶(耐高温)搭配运用后果更佳;然而,因为糖化原料构成及工艺参数的差别,本品的最佳添加量应经由过程在糖化车间中进行不合添加量的实验来肯定.假如工艺中需调剂料液的pH,请在调剂完成后再参加酶液.运用安然酶制剂是蛋白质,吸入尘土或悬浮微粒可能会产生过敏感化,导致人们产生过敏反响.假如长时光接触某些酶,可能会刺激皮肤.眼睛和粘膜;飞溅和强烈搅动可能造成可吸入的粉尘.建议穿戴具有呵护感化的衣服.手套和眼睛或脸部呵护物.储存淀粉酶属生物活性物资,应置于低温.湿润处保管,防止阳光直射及长期与外界接触.本产品原封装在15℃以下低温阴凉湿润情况,保质期12个月。
a-淀粉酶的生产与应用
α-淀粉酶的合成与应用谷君摘要:酶, 发酵,生产,合成,应用关键词:生产应用一,淀粉酶的产生菌及酶的特性(1)淀粉酶可由微生物发酵产生,也可从植物和动物中提取,目前I业生产上都以微生物发酵法进行大规模生产淀粉酶。
在 1 9 0 8年和 1 9 1 7年德国的 B o k i i n 和 F Af r o n t [ 日先后由细菌中生产出 d .淀粉酶,用于纺织品脱浆。
1 9 3 7年日本的福本口获得了产生a 一淀粉酶的括革杆菌。
第二次世界大战后,由干抗生素的发明,使得微生物I业大步前进, 1 9 4 9年Ⅱ - 淀粉酶开始采用深层通风培葬法进行生产。
1 9 7 3年耐热性淀粉酶投入了生产r 4 3 。
随淀粉酶的用途日蓝扩大,产量日见增多,生产水平也逐步提高。
近些年我们国家的酶制剂行业发展较快,从 1 9 6 5年开始应用解淀粉芽孢杆菌B F 一7 6 5 8生产淀粉酶,当时仅无锡酶制剂厂独家生产,近年在国内生产酶制剂的厂家已发展到 l 2 O多个,其中约有 4 O 左右的I厂生产淀粉酶,产品也由单一的常温I业用 d 一淀粉酶,发展到现在有I业用也有食品鼓,既有常温也有耐热的,剂型上有固体的也有液体淀粉酶。
酶制剂I业现已成为近代I业生产中不可缺少的组成部门,它对社会的贡献远远超过酶I业本身。
(2)世界上许多国家都以枯草杆菌,地衣芽孢杆菌生产细菌淀粉酶和米曲霉生产的真苗淀粉酶为主要产品,在工业生产中使用的菌种,最初都是从自然中得到的,通过筛选和诱变育种工作,可改变菌种的特性,提高 n 一淀粉酶的活力。
O n t t r u p 以地衣芽孢杆苗AT C C 9 7 9 8为出发菌株,用 Y射线, N T G以及 uV反复 7次诱变,使其 n 一淀粉酶的产量为原苗株的 2 5 倍。
A n d r e e v a 等将枯草杆菌孢子悬浮液经 5 0 ℃加热处理 3 0分钟,酶合成速度提高了 2 —2 、 7倍,可见采用诱变育种是行之有效的方法,但也有一定的局限性和缺点,由于发生平顶效应使之育种效果降低,利用转化法改良菌种,在枯草杆菌 n 一淀粉酶的生产苗上已取得可喜的结果 K a z u m a s a 等采用转化和诱变结合的方法.使 n 一淀粉酶产量比亲株高 l 5 0 0 - -2 0 0 0倍近年来,随生物工程技术的发展,基因工程技术已应用到菌种的改造方面。
a-淀粉酶的应用研究进展
菌 的淀粉 酶 中 ,也 有高 达 7 %分 解 限度 的 。 0
2 一 淀粉酶 的应 用
21 工 业 应 用 .
本身 的热 稳定性 决定 的 ,所 以该酶 被广 泛应 用 于啤 酒酿 造和 酒精 T业 等 I 。
2 12 水 洗 工 业 ..
21 食 品 工业 .. 1
以玉米 和 木薯 淀 粉 为 原料 ,采用 双 酶 ( 淀 粉
萄糖淀粉酶等。文章综述 了 O 淀粉酶的研究进展 、应 用、检测方法 以及酶争 陛质 。 / 一
关键词: 一 淀粉 酶 ;研 究进 展 ;检 测 方 法 中 图分 类 号 :T 9 5 84 文 献 标 志 码 : A 文 章编 号 : 10 — 0 4 2 1) 8 0 1— 3 Q 2 :Q 1 0 10 8 (0 2 0 - 0 2 0
收稿 日期 :2 1- 5 1 020— 6
由于淀粉 廉价 、易获取 、易 去除 ,所 以在 现代
作者简 介:丁皓 (9 7 ) 18 一 ,男,湖北武汉人 ,主要从事饲料 酶制剂理化性质 的研究 。
1 饲料博览 2 1 年第8 2 02 期
Sm r u may综
述
纤 维制 造 工艺 中被 用 作为 防止 纱线 断 裂而 加 的一层
Re e r h Pr gr s f h - m ya eA p ia i n s a c o e so e a a t ls p l t c o
DI NG o W ANG a , Ha , Gu n XU , Li CHENG n Yi g
(Wu a u h ilg o, t.W u a 3 0 4 C ia) h nS n yB oo yC .L d, h n4 0 7 , hn
α - 淀粉酶的应用与发展
100 年前,酶制品就被应用在食品工业方面 。 食品工业方面, α - 淀粉酶主要被广泛应用于烘焙工业中,主要是用于面包的 加工, 比如能增加面包的体积,面质松软可 口,通过对面包组织结构的改善,改变其柔软 度与外表光泽,还 能够提高面包的保质期和保鲜期,酶类特殊的作用更是能够提 高 面包的发酵速度。 在清洁行业, α -淀粉酶也有着很好的作用。在社会飞速 发展的今天,清洁剂,α - 淀粉酶由于其 温和无害的性质,并且 清洗时不需要用到高温,现如今的洗衣 粉 中就有着α -淀粉酶的加入。如今α -淀粉酶几乎应用到了 大部分的清洁剂中。 在造纸工业中, α -淀粉酶很好的保护纸张表面的作 用,可以使其免受机器加工的 损伤,同时也能将纸质进行改良, 使纸张的硬度和受用度都能得到提高。人们平时 所用的 淀粉却有着很高的局限性,比如浓度太高,在这种情况下,就需 要加入 α - 淀粉酶来对淀粉进行降解,使其浓度能够达到造纸工业的标准。 在生物工程行业, α - 淀粉酶也有着广泛的应用。由于近 几年来生物工程发展迅 猛, α - 淀粉酶在此领域的应用价值也 被逐渐挖掘出来,主要是被应用在医药和临 床行业。在医药方 面, α -淀粉酶主要用于助消化剂和一些有助消化的药物,因为 其特有的耐酸性,再经过适当的开发会非常适合胃酸性环境。
英国在1963年证实其安全性, 1995 年美国批准 α - 淀粉酶可 以用于烘焙工业
全剧终
α - 淀粉酶的应用与发展
---presented by ning Zhou
引 言
α -淀粉酶是一种从微生物到高等植物广泛遍布的酶, α - 淀粉酶作为酶类的一种,被应用于各个领域,在医药和食品 行业等更是被广泛应用。可以说随着 α - 淀粉酶的更多研究 与提取方式的高效发展,其被应用的行业也会随之产生进步, 而目前大规模生产 α -淀粉酶的方法是微生物发酵法,虽然说 α -淀粉酶在植物和动物中也能够提取,但是自从第二次世界 大 战后抗生素出现,微生物发酵法也成为了大规模生产的主 流。
酶学论文
α-淀粉酶在食品工业的应用进展综述 摘要: α-淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中,能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等,是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。
目前,α-淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业。
本文对α-淀粉酶来源、分类、作用机理及其应用进行了相关综述。
关键词: α-淀粉酶;分类;作用机理;应用Abstract: α-amylases are universally distributed throughout the animal, plant and microbial kingdoms.They can hydrolyse starch molecules to give diverse products including dextrins and progressively smaller polymers composed of glucose units. α-amylases are one of the most popular and important form of industrial amylases.These enzymes are applied in baking industry, the processing of starch, fermentation, brewing industry, textile and paper industries. In this paper, the α-amylase source, classification, mechanism of action and the application of α-amylase are reviewed.Key words: α-amylase; Classification; mechanism; application1 α-淀粉酶的定义根据淀粉酶对淀粉的水解方式不同,可将其分为α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶等(图1)[1]。
α-淀粉酶在食品工业应用研究
α-淀粉酶在食品工业应用研究α-淀粉酶在食品行业的应用研究摘要:α-淀粉酶作为淀粉酶的一种,广泛应用于工业生产,在食品、医药、造纸、酿造以及饲料等工业中发挥着越来越重要的作用。
文章综述了α-淀粉酶的酶学性质和在食品工业的应用,以及对α-淀粉酶未来发展的思考,如何进一步研究,使其应用价值得到更好的发挥。
关键词:淀粉酶;α-淀粉酶;应用;展望。
1概述淀粉酶(amylase,Amy,AMS),广泛存在于自然界,几乎所有的植物、动物和微生物都含有淀粉酶。
依据对淀粉作用方式的不同分为:α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、支链淀粉酶和异淀粉酶等;而根据淀粉酶来源的不同又可以分为:细菌淀粉酶、真菌淀粉酶、动物淀粉酶和植物淀粉酶[1]。
其中,α-淀粉酶(α-amylase)属于葡萄糖水解酶家族13(GH13),国际酶学分类编号为 EC 3.2.1.1[2],能随机切开淀粉、糖原等大分子内部的α-1,4-葡萄糖苷键,将其水解成糊精、低聚糖和葡萄糖等一系列小分子[3,4],使淀粉黏度迅速下降。
由于产物的末端残疾C原子为α构型,故称α-淀粉酶[5]。
不同来源的α-淀粉酶性质有一定的区别,工业上主要是应用真菌和细菌产生的α-淀粉酶。
2α-淀粉酶性质由于α-淀粉酶来源广泛,其酶学和理化性质会有一定区别,为了满足不同工业生产需要,需要充分了解所使用α-淀粉酶的来源以及其性质,主要有以下三个方面:2.1温度和pH值不同温度和pH值条件下,α-淀粉酶的活力会有所不同,只有在最适温度和pH值条件下,酶的稳定性最好,其活力最强,才能更好地发挥作用[6,7]。
2.2底物和其他酶类一样,α-淀粉酶也具有底物特异性,不同来源的淀粉酶反应底物各有不同,α-淀粉酶对淀粉及其衍生物具有高度的特异性。
2.3金属离子α-淀粉酶中含有金属离子Ca2+,可以维持酶本身的特殊构象,保证酶的活性和稳定性,一旦被其他金属离子取代,酶活性将受到影响。
但也有报道称Ca2+是否游离对酶的活性没有影响[8]。
α-淀粉酶的研究及应用[文献综述]
毕业论文文献综述生物工程α-淀粉酶的研究及应用淀粉酶是一种水解酶,是目前发酵工业上应用最广泛的一类酶。
淀粉酶一般作用于可溶性淀粉、直链淀粉、糖原等α-1,4-葡聚糖,水解α-1,4-糖苷键的酶。
根据作用的方式可分为α-淀粉酶(EC3.2.1.1.)与β-淀粉酶(EC3.2.1.2.)。
因α-淀粉酶作用于淀粉时从淀粉分子的内部随机切开α-1,4糖苷键,生成糊精和还原糖,而β-淀粉酶从非还原性末端逐次以麦芽糖为单位切断α-1,4-葡聚糖链生成分子量比较大的极限糊精,且α-淀粉酶分布更广泛,已是一种十分重要的酶制剂,α-淀粉酶大量应用于粮食加工、食品工业、酿造、发酵、和医药行业等,它占了整个酶制剂市场份额的25%左右[1]。
目前工业生产上都以微生物发酵法大规模生产α-淀粉酶。
但随着社会需求的增大,工业生产对α-淀粉酶的需求量也越来越大,急需寻找满足生产需要的具新型特征的酶制剂。
因此本文主要讨论以α-淀粉酶为代表的淀粉酶的研究及应用。
1 α-淀粉酶的研究1.1 α-淀粉酶分离纯化方法的研究高纯度α-淀粉酶是一种重要的水解淀粉类酶制剂,可用于研究酶反应机理和测定生化反应平衡常数等。
分离纯化α-淀粉酶的方法很多,一般都是依据酶分子的大小、形状、电荷性质、溶解度、稳定性、专一性结合位点等性质建立的。
要得到高纯度的α-淀粉酶,往往需要将各种方法联合使用。
盐析沉淀、凝胶过滤层析、离子交换层析、疏水作用层析、亲和层析和电泳等,是蛋白质分离纯化的主要方法。
用吸附树脂法、40%乙醇从α-淀粉酶发酵液中分离高活性α-淀粉酶,用离子交换法和透析法对初酶液进行脱盐处理,最后用DEAE-纤维素纯化α-淀粉酶,所得酶活力为60153U/g,酶活性回收率为66.04%[2]。
另通过乙醇沉淀、离子交换层析和凝胶过滤层析等方式,从白曲霉菌A. kawachii的米曲粗抽出液中,分离纯化到两个耐酸性α-淀粉酶比活性极高的组分。
用疏水吸附法和DEAE-cellulose(二乙氨基乙基-纤维素)柱层析法分离纯化α-淀粉酶,所得酶活力为110 000 U/g。
α淀粉酶产生菌的研究进展综述
α-淀粉酶产生菌的研究进展综述1309030202 刘铭迪【摘要】:α-淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中,能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等,是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。
目前,α-淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业。
本文对α-淀粉酶产生菌的研究进展进行了相关综述。
【关键词】:α淀粉酶产生菌;耐受;性质;应用【正文】:α一淀粉酶(α一1,4一D一葡萄糖一葡萄糖苷水解酶)普遍分布在动物、植物和微生物中,是一种重要的淀粉水解酶。
它以随机作用方式切断淀粉、糖原、寡聚或多聚糖分子内的α一1,4葡萄糖苷键,产生麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等,是工业生产中应用最为广的酶制剂之一。
它可以由微生物发酵制备,也可以从动植物中提取。
不同来源的α淀粉酶的性质有一定的区别,工业中主要应用的是真菌和细菌α一淀粉酶。
目前,α一淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业,是一种重要工业用酶。
如在淀粉加工业中,微生物α一淀粉酶已成功取代了化学降解法;在酒精工业中能显著提高出酒率。
其应用于各种工业中对缩短生产周期,提高产品得率和原料的利用率,提高产品质量和节约粮食资源,都有着极其重要的作用。
1、α一淀粉酶的性质不同来源的α一淀粉酶的酶学和理化性质有一定的区别,它们的性质对在其工业应用中的应用影响也较大,在工业生产中要根据需要使用合适来源的酶,因此对淀粉酶性质的研究也显得比较重要。
目前关于不同来源仅一淀粉酶性质的研究已经很多,但将它们进行完整归纳的比较少,本文将其性质进行总结,为以后α一淀粉酶的应用提高相关依据。
1.1 底物特异性α一淀粉酶和其它酶类一样,具有反应底物特异性,不同来源的淀粉酶反应底物也各不相同,通常α一淀粉酶显示出对淀粉及其衍生物有最高的特异性,这些淀粉及衍生物包括支链淀粉、直链淀粉、环糊精、糖原质和麦芽三糖等。
(整理)α-淀粉酶综述
α-淀粉酶综述佚名2013-10-06摘要:α-淀粉酶分布十分广泛,遍及微生物至高等植物。
α-淀粉酶是一种十分重要的酶制剂,大量应用于粮食加工、食品工业、酿造、发酵、纺织品工业和医药行业等,是应用最为广泛的酶制剂之一。
本文概述了α-淀粉酶的发现和应用发展史、分离纯化及结构的研究史、催化机制及其研究史、工业化生产和应用现状与发展趋势等。
关键词:α-淀粉酶发现应用分离纯化结构催化机制研究史发展趋势α- 淀粉酶( α- 1,4- D- 葡萄糖- 葡萄糖苷水解酶) 普遍分布在动物、植物和微生物中, 是一种重要的淀粉水解酶。
其作用于淀粉时从淀粉分子的内部随机切开α-1,4糖苷键,生成糊精和还原糖。
由于产物的末端残基碳原子构型为α构型,故称α-淀粉酶。
现在α-淀粉酶泛指能够从淀粉分子内部随机切开α-1,4糖苷键,起液化作用的一类酶。
1 α-淀粉酶的发现和应用史1.1 α-淀粉酶的发现啤酒是最古老的酒精饮料,发酵是其关键步骤,其中所包含的糖化过程就是把淀粉转化为糖。
这个转化过程的机理一直都没有被弄清楚,直到淀粉的发现。
在19世纪早期,许多科学家都在研究谷物提取物中淀粉的消化机理。
Nasse(1811年)发现,从生物体中提取的淀粉能过被转化为糖,而从被沸水杀死的植物细胞中提取的淀粉不能被转化为糖。
Kirchhoff(1815年)做了一个巧妙的实验。
他将4份的冷水加入到2份的淀粉中,并边加边搅拌。
之后加入20份的沸水使其形成一层厚厚的淀粉糊。
在淀粉糊还是余温的时候,加入被粉碎的麸质(或麦芽),然后在40-60°列式温度下水浴。
1-2小时后发现,淀粉糊开始缓慢液化。
8-10小时后,淀粉糊被转化为一种甜的溶液。
之后,他将其通过过滤和蒸发浓缩得到了糖浆,品尝后发现,其和发酵液一样甜。
在操作的过程中,他注明了实验过程中仅添加了非常少的麸质,并且得到的糖浆与淀粉的量成正比。
此外,如果在加入麸质前加入几滴高浓度的硫磺酸,最终就没有糖生成。
【2017年整理】α-淀粉酶在畜禽生产中的作用机理及应用进展
【2017年整理】α-淀粉酶在畜禽生产中的作用机理及应用进展α-淀粉酶在畜禽生产中的作用机理及应用进展摘要随着近代酶技术及生物技术的发展~高效能生物活性物质——酶制剂已能大规模地工业化生产~并被应用于饲料工业中~许多实验和实际应用结果都表明~饲用酶制剂作为一种饲料添加剂能有效地提高饲料的利用率、促进动物生长和防治动物疾病的发生~与抗生素和激素类物质相比~具有卓越的安全性~引起了全球范围内饲料行业的高度重视。
饲用酶种类繁多~淀粉酶作为其中的一种~在畜禽生产中取得了相当好的效果。
本文主要介绍淀粉酶的组成、基本性质以及在畜禽生产中的应用。
关键词:α-淀粉酶畜禽生产作用机理应用进展正文:1、α-淀粉酶的简介1.1 α-淀粉酶的定义淀粉酶是一类能分解淀粉糖苷键的酶的总称,广泛存在于动植物和微生物中,是利用最早、用途最广、工业产量最大的酶制剂品种。
按照水解淀粉酶的方式,淀粉酶主要可分为四大类:α-淀粉酶(α-amylase)、β-淀粉酶(β-amylase)、,,1葡萄糖淀粉酶(glucoamylase)和异淀粉酶(isoamylase)。
其中,α-淀粉酶(α-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖苷酶,EC3.2.1.1)多是胞外酶,其作用于淀粉时可从分子内部随机地切开淀粉链的α-1,4糖苷键,而生成糊精和还原糖,产物的末端残,,,,2-3基碳原子构型为α-构型,故称α-淀粉酶。
1.2 α-淀粉酶的分类和结构依α-淀粉酶产物不同可将它们分为糖化型和液化型两种:液化型α-淀粉酶,能将淀粉酶快速液化,其终产物为寡聚糖和糊精:糖化型α-淀粉酶有较强的酶切活性,在水解可溶性淀粉时,随着水解时间的延长而产生寡聚糖,麦芽糖直至葡萄糖。
按照其使用条件可以分为低温型、中温型、高温型、耐酸耐碱型。
按产生,,4菌不同又可以分为细菌、真菌、植物和动物淀粉酶。
研究表明所有α-淀粉酶均为分子量在50ku左右的单体,由经典的三个区域(A、B、C)组成:中心区域A由一个(β/α)8圆筒构成;区域B由一个小的β-折叠突出于β和α之间构成;而C-末端球型区域C则由一个Greek-key33 基序组成,为该酶的活性部位,负责正确识别底物并与之结合。
α一淀粉酶的研究及应用
α一淀粉酶的研究及应用
孔显良;?王俊英
【期刊名称】《微生物学通报》
【年(卷),期】1989(016)005
【摘要】淀粉酶是水解淀粉的酶类,广泛存在于动植物和微生物中。
它是最早用于工业生产并迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一。
早在1915年法国Boiden等开始由枯草杆菌生产细菌淀粉酶,并在工业上用于纺织品退浆。
1959年。
【总页数】6页(P282-287)
【作者】孔显良;?王俊英
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TQ925.1
【相关文献】
1.淀粉酶研究及应用进展 [J], 戴经铨
2.超早期肠内营养支持对重症急性胰腺炎患者血淀粉酶尿淀粉酶恢复时间的影响[J], 郭晓梅; 吾红光; 毛春英; 饶美霞
3.不同腹腔镜手术时机对重症急性胰腺炎患者血淀粉酶及尿淀粉酶水平的影响研究[J], 李继广
4.血清淀粉酶、胰淀粉酶与TAP联合检测应用于急性胰腺炎早期诊断的意义 [J], 周亚童;苏传生
5.“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”中淀粉酶的选择 [J], 黄丽仪;张莉宏
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毕业论文文献综述生物工程α-淀粉酶的研究及应用淀粉酶是一种水解酶,是目前发酵工业上应用最广泛的一类酶。
淀粉酶一般作用于可溶性淀粉、直链淀粉、糖原等α-1,4-葡聚糖,水解α-1,4-糖苷键的酶。
根据作用的方式可分为α-淀粉酶(EC3.2.1.1.)与β-淀粉酶(EC3.2.1.2.)。
因α-淀粉酶作用于淀粉时从淀粉分子的内部随机切开α-1,4糖苷键,生成糊精和还原糖,而β-淀粉酶从非还原性末端逐次以麦芽糖为单位切断α-1,4-葡聚糖链生成分子量比较大的极限糊精,且α-淀粉酶分布更广泛,已是一种十分重要的酶制剂,α-淀粉酶大量应用于粮食加工、食品工业、酿造、发酵、和医药行业等,它占了整个酶制剂市场份额的25%左右[1]。
目前工业生产上都以微生物发酵法大规模生产α-淀粉酶。
但随着社会需求的增大,工业生产对α-淀粉酶的需求量也越来越大,急需寻找满足生产需要的具新型特征的酶制剂。
因此本文主要讨论以α-淀粉酶为代表的淀粉酶的研究及应用。
1 α-淀粉酶的研究1.1 α-淀粉酶分离纯化方法的研究高纯度α-淀粉酶是一种重要的水解淀粉类酶制剂,可用于研究酶反应机理和测定生化反应平衡常数等。
分离纯化α-淀粉酶的方法很多,一般都是依据酶分子的大小、形状、电荷性质、溶解度、稳定性、专一性结合位点等性质建立的。
要得到高纯度的α-淀粉酶,往往需要将各种方法联合使用。
盐析沉淀、凝胶过滤层析、离子交换层析、疏水作用层析、亲和层析和电泳等,是蛋白质分离纯化的主要方法。
用吸附树脂法、40%乙醇从α-淀粉酶发酵液中分离高活性α-淀粉酶,用离子交换法和透析法对初酶液进行脱盐处理,最后用DEAE-纤维素纯化α-淀粉酶,所得酶活力为60153U/g,酶活性回收率为66.04%[2]。
另通过乙醇沉淀、离子交换层析和凝胶过滤层析等方式,从白曲霉菌A. kawachii的米曲粗抽出液中,分离纯化到两个耐酸性α-淀粉酶比活性极高的组分。
用疏水吸附法和DEAE-cellulose(二乙氨基乙基-纤维素)柱层析法分离纯化α-淀粉酶,所得酶活力为110 000 U/g。
用硫酸铵沉淀和垂直板制备凝胶电泳对地衣芽孢杆菌A. 4041耐高温α-淀粉酶进行分离纯化,得到3种电泳均一的组分。
通过超滤、浓缩、脱盐和聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳,对利用基因工程菌生产的重组超耐热耐酸性α-淀粉酶进行纯化,得到电泳纯级的超耐热耐酸性α-淀粉酶,纯化倍数为11. 7,活力回收率为29. 8%[3]。
但上述方法存在的共同问题是,连续操作和规模放大都比较困难。
双水相技术具有处理容量大、能耗低、易连续化操作和工程放大等优点。
应用双水相系统PEG/磷酸盐分离纯化α-淀粉酶,增加PEG浓度有助于酶富集上相。
同样用PEG/磷酸盐双水相体系从发酵液中直接萃取分离低温α-淀粉酶,分配系数及回收率分别为4. 8和87%[4]。
PVP(聚乙烯吡咯烷酮)和硫酸铵对酶活力具有保护作用,利用PVP/硫酸铵液-固萃取体系分离提取耐高温α-淀粉酶,酶活力回收率高,体系成相时间短,操作时不需双水相体系所用的分液漏斗和离心操作,用倾液法即可实现相分离,因此,与双水相体系相比,液-固萃取体系具有更大的优越性[5]。
1.2 α-淀粉酶活力测定方法的研究测定α-淀粉酶活力的方法已不少于200种,其共同之处是,被测样品与某种多糖底物溶液保温反应后测之,很难标准化。
碘-淀粉比色法测定α-淀粉酶活力的优点是,操作简便,试剂便宜,比色精确、敏感。
因此,成为受推荐的淀粉酶活力测定方法。
盛勤芳[6]提出要提高糖化型淀粉酶活力测定的准确性须注意酶反应时间的选择和酶的控制。
严控制测定时间十分重要,为了保证10min内(初速度时间范围内)50℃,底物(淀粉液)必须预保温5-10min。
为了能得到准确的测定结果,在实验设计中,对空白与样品滴定值之差(B-A)一般控制在1.0-2.6ml;若(B-A)小于1.0ml,表明酶浓度过小;若(B-A)大于2.6ml,表明酶浓度偏高。
(B-A)这个值可以通过调整酶的稀释倍数,使之控制在1.0-2.6ml范围内。
1.3耐高温α-淀粉酶的研究大多数淀粉酶生产的研究是以25-37℃[7,8]的温度范围的中温菌开展的。
但是为了节约生产成本,α-淀粉酶最好在高温糊化(100-110℃)和液化(80-90℃)过程中保持活性,因此有必要寻找耐更高温度的耐高温α-淀粉酶。
生产耐高温α-淀粉酶的菌种有地衣芽孢杆菌、枯草杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、凝聚芽孢杆菌、酸热芽孢杆菌以及普通高温放线菌等。
解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和嗜热脂肪芽孢杆菌是最常用在温度37-60℃[9]生产淀粉酶的芽孢杆菌。
海洋红嗜热盐菌,作为一种海洋嗜热菌产生α-淀粉酶最高耐热温度为61℃[10]。
用随机整合法在地衣芽孢杆菌中表达了耐高温α-淀粉酶基因,筛选出的阳性菌中α-淀粉酶基因表达水平比供体菌提高了20倍[11]。
对超嗜热菌强烈火球菌的α-淀粉酶PFA基因序列进行密码子优化在巴斯德毕赤酵母中高效表达,得到α-淀粉酶活力最高为220 U/L[12]。
1.4耐酸性α-淀粉酶的研究目前,国内外市场中常用的淀粉酶为中温、高温以及碱性α-淀粉酶,在酸性条件下,其酶活性降低很明显,甚至失去活性。
随着我国淀粉质原料深加工工业的发展,工艺条件的不断改变,一些淀粉原料深加工工艺需要在较低的pH值条件下进行。
所以,开发新型耐酸性α-淀粉酶迫在眉睫。
自1963年日本学者首次发现耐酸性α-淀粉酶以来,能产生耐酸性α-淀粉酶的微生物大多为芽孢杆菌和曲霉。
从酒曲中选育得到的嗜酸性的黑曲霉产酶菌株Tx-78,通过液体发酵,酒精沉淀以及二次离子交换层析得到最适pH为4. 0,最适反应温度为70℃,具有良好的耐酸性和热稳定性的耐酸性α-淀粉酶制剂[13]。
蔡恒等[14]把α-淀粉酶的基因改造后,克隆到穿梭质粒pBE2中,构建了含突变α-淀粉酶基因的分泌型诱导表达载体pBSAT,含有pBSA T的菌株可将突变α-淀粉酶分泌到胞外,分泌的α-淀粉酶具有较高的耐酸性。
2 淀粉酶的应用2.1 在食品工业中的应用各种酶制剂在食品工业中的应用已有上百年的历史,最近几十年α-淀粉酶广泛地应用于焙烤工业中α-淀粉酶用于面包加工中可以使面包体积增大,纹理疏松;提高面团的发酵速度;改善面包心的组织结构,增加内部组织的柔软度;产生良好而稳定的面包外表色泽;提高入炉的急胀性;抗老化,改善面包心的弹性和口感;延长面包心储存过程中的保鲜期。
目前,焙烤工业使用的α-淀粉酶主要来自大麦麦芽、真菌和细菌。
1955年,美国批准真菌α-淀粉酶作为面包添加剂。
1963年,英国证实了它们的安全性[15]。
现在,α-淀粉酶已经在全世界范围内使用。
2.2 在造纸工业中的应用淀粉酶在造纸工业中的用途主要是改良纸张涂层淀粉,由于造纸施胶过程中要保持淀粉乳的粘度,压扎机也要根据所造纸的级别来调整施胶的粘度,而且天然淀粉的粘度较高需经处理降低其粘度后才能用于表明施胶,因此需要用α-淀粉酶间歇式或连续降解淀粉来调整淀粉乳的粘度。
2.3 在清洁剂生产中的应用酶是现代高效清洁剂的成分之一。
酶在清洁剂中最大的功能就是使清洁剂更温和无害。
早期的自动洗碗机的清洁剂非常粗糙,容易在进食时对人体造成伤害,而且对陶瓷、木质餐具也会造成损害。
而将酶制剂用于清洁剂以后,可以在较低的清洗温度下就到达很好的清洗效果。
1975年,α-淀粉酶开始用于洗衣粉中。
现在,几乎90%以上的液体清洁剂中都含有α-淀粉酶[16]。
2.4在医药行业中的应用从最早的J. Takamine博士第一个使用米曲霉进行α-淀粉酶工业生产,这一淀粉酶被称之为塔卡淀粉酶作为一种助消化剂开始,淀粉酶在医药行业的应用主要是作为助消化剂[17]。
黑曲霉α-淀粉酶因具有耐酸性,适用于制造助消化的药物,开发适合于胃酸性环境(pH2. 0左右)的耐酸性α-淀粉酶,用于制备消化助剂,将会使医疗效果更为有效[18]。
另外分析血链球菌群中的细菌与α-唾液淀粉酶的结合能力,可有效鉴定不同血链球菌群中各菌株。
研究唾液α-淀粉酶与致龋血链球菌粘附的关系,为龋病的病因学研究和预防提供了理论依据[19]。
3 结论综上所述,α-淀粉酶是使用最广泛的酶之一。
除食品和淀粉行业对它们的需求不断增加,同时它们也用在诸如纸张纸浆、清洁剂和医药等其他行业。
由于应用领域的扩大,对特异性的淀粉酶的需求越来越多。
许多研究者对其进行了深入的研究,现研究重点放在了发展微生物α-淀粉酶的耐热性和耐酸碱性上,这将扩展其使用的范围,提高使用效率。
无论如何,随着科技的发展、研究的深入,淀粉酶将会得到更加广泛的应用。
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