一直链淀粉和支链淀粉淀粉颗粒中的淀粉分子

淀粉简介
• 支链淀粉和直链淀粉虽然是由大量葡萄糖单位 构成，但葡萄糖分子中具有还原性的醛基，在 α-1，4结合和α-1，6结合中构成糖苷键，支链 淀粉分子中虽然有几十个甚至几百个分支末端， 但其中只有一个分枝末端具有还原性，称为还 原性末端。
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• 直链淀粉和支链淀粉，由于分子大小以及结构 的不同，它们的性质也有差别。直链淀粉易溶 于温水，溶解后粘度较低，支链淀粉要加热后 才开始溶解，形成的溶液粘度较大。两种淀粉 性质的比较，如下图所示：
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• 支链淀粉分子同样取有螺旋卷曲，但由于支链 淀粉每个分支的平均长度较短，因此分子中每 段螺旋的因数较少，碘分子不能进入支链淀粉 的分支点。若葡萄糖单位，不能形成一圈螺旋 时，则不与碘液起呈色作用，当链长达30个葡 萄糖单位时，则呈蓝紫色，链更长时就呈蓝色 或深蓝色。 • 淀粉溶液加热时，可以使淀粉分子中的螺旋卷 曲伸长开来，因而与碘的呈色作用消失，当冷 却时可以恢复螺旋卷曲，仍出现呈色作用。
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• 直链淀粉和支链淀粉的分子大小都不是均一的， 并且分子之间大小相差很大，直链淀粉分子大小 可以在50—250个葡萄糖单位的范围之内。一般 认为在支链淀粉中每隔8—9个葡萄糖单位就可以 有一个分支。各种植物的淀粉颗粒中，含有支链 淀粉和直链淀粉的比例是不同的，一般的淀粉颗 粒中，几乎大约含有80％的支链淀粉和20％的直 链淀粉。表1—36说明某些原料含有直链淀粉的 数量。
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②来源于不同菌种的 α- 淀粉酶的热稳 定性差异很大, 一般由霉菌产生的α-淀粉 酶的耐热性较差, 最适温度在45º C-55º C, 由芽孢杆菌产生的 α- 淀粉酶的热稳定性 较高, 枯草杆菌在65 º C时稳定性较好, 嗜 热脂肪芽孢杆菌, 凝结芽孢杆菌产生的α淀粉酶的耐热性较好, 在有钙离子存在的 条件下, 90º C 处理的半衰期为90分钟。
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• 淀粉是大多数植物积累的碳水化合物，它的化 学成分是：C：44.4％； H：6.2％；O：49.4％， 化学式(C6H10O5)n，淀粉可以称为“单纯多 糖”，因为它只含有一种单糖，即以葡萄糖为 基本单位互相连接起来，但淀粉的成分并不是 均一的，它可以用热水分成二部分：一部分为 溶解于热水，水溶液粘度较小，称为直链淀粉， 另一部分为热水难溶解，水溶液成糊状，粘度 较高，称为支链淀粉，由于淀粉的来源不同， 两种组成分的比例也不同。
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• (一)直链淀粉和支链淀粉 • 淀粉颗粒中的淀粉分子，根据其化学结构的特 点，可以分为直链淀粉和支链淀粉两类：直链 淀粉是由大量葡萄糖分子以α-D-l，4糖苷键脱 水缩合(简称α-l，4结合)，组成不分支的链状 结构。支链淀粉也是由大量葡萄糖分子脱水缩 合组成，连接成一种不规则树枝状的结构，在 它的结构中除了α-1，4结合以外，还具有由α-1， 6结合构成的分支，形成分支状的结构。
淀粉酶类
• 自从有了酶的概念, 人们就对淀粉酶有了认识, 淀粉酶是最早的工业酶制剂, 到目前为止, 淀粉 酶也是在工业上用途最广的工业酶制剂。最早 由德国于1926年, 投入工业化生产, 为利用微生 物发酵生产酶制剂奠定了工业基础。
• 此后逐渐搞清了淀粉酶的作用方式和淀粉酶的主要类型 ; 按淀粉酶水解淀粉的作用方式不同, 目前倾向于将淀粉 。 酶分为4大类: ① α-淀粉酶: 以淀粉和糖原为底物, 从淀粉分子内部 切开α-1,4糖苷键, 而使底物水解, 水解的产物是糊精; ② β-淀粉酶: 从底物的非还原性末端顺次水解下一个 麦芽糖分子; ③ 葡萄糖淀粉酶: 从底物的非还原端顺次水解下一个 葡萄糖分子, 其能够水解α-1,4糖苷键和α-1,6糖苷键, 水 解的产物是葡萄糖; ④ 脱枝酶( 解枝酶、异淀粉酶): 仅作用于糖原或支链 淀粉的α-1,6糖苷键
1.1 α-淀粉酶的一般性质
• 11.1.1 酶蛋白分子特性 • 分子量一般在50,000左右, 枯草杆菌的液化型 α-淀粉酶结晶的分子量为96,900; 用葡聚糖凝胶 分子筛层析方法 , 可得到分子量 5000(PK2) 和 10,000(PK1)的两个组分, 进一步分析发现, PK2 是由一个亚基构成的单体 , PK1 是由两个分子 量相等的亚基构成 ; 由一个锌原子两个亚基连 接起来, 当用EDTA处理后, 使二聚体解离成单 体。 • 霉菌的α-淀粉酶的一个突出的特点, 是在酶 蛋白分子上含有一定量的碳水化合物, 属于糖 蛋白类。
1α-淀粉酶
• α-淀粉酶(α-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖水解酶)存在于 植物 , 哺乳动物组织和微生物中 . α- 淀粉酶作用 于淀粉时, 从分子内部切开α-1,4糖苷键, 其产物 是糊精和还原糖 , 糊精和还原糖的比例因 α- 淀 粉酶的来源不同而异 , 产物的末端葡萄糖残基 的C1原子为α构型, 故称为α淀粉酶 • 我国对α淀粉酶的研究较为突出, 生产菌种枯 草杆菌 BF7658α淀粉酶现已广泛用于食品、发 酵、制药、纺织、等工业。
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• (二)淀粉与碘液的呈色作用 • 淀粉与碘液接触后，可以出现蓝色或篮紫色， 这种呈色原理，一般认为是由于淀粉分子具有 螺旋状的卷曲，能使淀粉与碘形成淀粉--碘的 复合物，因而显示颜色。直链淀粉的分子是由 大量葡萄糖单位构成的不分支的链状结构，这 种链具有螺旋式的卷曲，平均每六个葡萄搪单 位形成一圈螺旋，整个直链淀粉分子的螺旋圈 数是很大的。当碘液与淀粉接触时，碘分子能 进入淀粉分子的螺旋内部，平均每六个葡萄糖 单位(每圈螺旋)可以束缚一个碘分子，整个直 链淀粉分子可以束缚大量的碘分子，这就形成 了淀粉-碘的复合物。
1.1.2 催化特性
• ①一般 α- 淀粉酶在 pH5.5- 8 的范围稳定 , 当pH值低于4.0时, 酶活力容易失活, 酶活 力的最适pH5-6 ; 而来源于哺乳动物的α淀粉酶能被氯离子所激活, 在氯离子存在 的条件下, 其最适pH值为7.0; 微生物产生 的α-淀粉酶, 因菌种或菌株不同, 有一定 的差异。