酶催化水解对玉米淀粉结构的影响研究

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酶催化水解对玉米淀粉结构的影响研究

刘延奇１，李素云１，杨留枝１，于九皋２

（Ｉ．郑州轻工业学院，河南郑州４５０００２；２．天津大学理学院，天津３０００７２）

摘要：颗粒状玉米淀粉经仅．淀粉酶催化水解后，应用ＳＥＭ、Ｘ射线衍射和热失重（ＴＧ）对产品进行了分析。检测结果表明，０【一淀粉酶催化水解玉米淀粉时，其收率与酶的浓度和反应时间成反比；颗粒状玉米淀粉发生酶催化水解时，ｄ一淀粉酶首先使淀粉形成多孔状结构，并进一步使颗粒破裂，断裂的颗粒碎片上显示出淀粉颗粒内部具有层状的生长环结构；酶催化水解不能提高玉米淀粉颗粒的结晶度；酶解时间较长时，产品的热稳定性降低。

关键词：玉米淀粉；仪?淀粉酶；水解；结晶度；结构

中图分类号：ＴＳ２０１．１文献标识码：Ａ文章编号：１００３—６２０２（２００７）０６—００３０—０３

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淀粉的酶解反应一般都是在糊化状态下进行的，所使用的酶主要是淀粉酶，包括ｄ一淀粉酶、Ｂ一淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶等¨、２Ｊ。将天然玉米淀粉颗粒在低于糊化温度的情况下与ｄ一淀粉酶作用，这种方法主要是用于制备多孔淀粉∞、４Ｊ。本研究应用仅．淀粉酶水解玉米淀粉，目的是了解淀粉颗粒的内部结构以及酶解对淀粉结晶结构的影响。１实验材料与方法１．１实验材料１．１．１实验仪器ＷＤＰ型微生物多用培养箱，天津市仪器仪表厂；ＢＤＸ３３００型ｘ射线衍射仪，北京大学仪器厂；ＰｈｉｌｉｐｓＸＬ一３型环境扫描电子显微镜（ＥＳＥＭ）；ＺＲＹ—ＺＰ型综合热分析仪（ＴＧ）。１．１．２实验药品玉米淀粉药用级，水分１１％一１３％，河北省廊坊市淀粉厂；精制ＯＬ一淀粉酶，无锡市酶制剂厂；磷酸二氢钠，分析纯，天津市化学试剂三厂；氢氧化钠，分析纯，天津市森昌工贸有限公司。１．２淀粉的ｄ一淀粉酶水解

精确称取２．００ｇ仪．淀粉酶置于５０ｍｌ烧杯中，用ｐＨ值为６．０的磷酸二氢钠一氢氧化钠缓冲溶液溶解，并用玻璃棒搅研，将上层清液小心加入１００ｍｌ容量瓶中，不溶部分再加入少量缓冲液，如此反复４次，最后全部移入容量瓶中，用缓冲溶液定容至刻度，摇匀，通过Ｇ４型砂芯漏斗抽滤，滤液即为具有一定活力单位的酶溶液。取若干个６０ｍｌ玻璃瓶，分别加入５．００ｇ玉米淀粉，移取不同体积的缓冲溶液和酶溶液，保持总体积为５０ＩＩｌｌ。摇匀后密封，放入预先调好温度（２５、３５和４５ｃＣ）的培养箱中，调节振荡速度，分别反应一定时间后取出，用Ｇ４砂芯漏斗真空下抽滤，水洗多次，收集固体转移到事先已称重的表面皿上，放入烘箱中１０５。Ｃ干燥３ｈ，取出置于干燥器中，冷后称重并计算收率。

１．３性能测试

１．３．Ｉ扫描电子显微镜测试

样品用ＪｅｏｌＪＦＣ喷涂仪对样品进行镀金处理后，使用

ＰｈｉｌｉｐｓＸＬ一３型环境扫描电子显微镜（ＥＳＥＭ）进行观测并拍照。

１．３．２Ｘ射线粉末衍射和相应的结晶度的测定

用ＢＤＸ３３００型ｘ射线衍射仪进行测定，所用波长为１．５４２ｈ的单色ｃｕ～Ｋ仪射线。测试条件为：管压３６ｋＶ，管流２０ｍＡ，扫描速度４０／ｍｉｎ，扫描区域１０。～３０。，狭缝系统为ＤＳ／ＲＳ／ＳＳ＝１０／０．１６ｍｍ／１。，采样步宽０．０２。。样品的结晶度按照Ｋｏｍｉｙａ和Ｎａｒａ等人口。提出的方法进行计算。１．３．３热重量分析法（ＴＧ）

采用ＺＲＹ—ＺＰ型综合热分析仪对微晶及淀粉样品进行热失重分析，试样量５—１０ｍｇ。升温速率１００Ｃ／ｍｉｎ，扫描温度范围３０～５００℃。

２结果与讨论

２．１酶解玉米淀粉的袁观特性

图１是玉米淀粉在不同活性的ｄ一淀粉酶溶液中，于不同反应温度和时间下进行酶解所得到的若干种样品的扫描电子显微镜照片。从图１中可以看出，随着酶解温度的升高（图ｌｃ、ｅ、ｈ相比）、酶解时间的加长（图ｌｆ、ｈ）、酶活力的增高（图中ｇ和ｈ，以及ｄ和ｅ相比），酶解作用随之变大。淀粉颗粒的形状开始是表面光滑的无规形状（图１ａ），随着酶解的深入和产率的逐渐变小，颗粒表面出现很多细小的小孔，这收稿日期：２００７一０１—１６

作者简介：刘延奇（１９６４一），男，博士，副教授，从事天然聚合物改性及应用教研工作。３０　万方数据万方数据