实验 淀粉的液化糖化

实验淀粉的液化糖化

一、实验目的

掌握淀粉液化糖化的原理、试剂、仪器设备及操作要点。

二、实验原理

发酵过程中，有些微生物不能直接利用淀粉，因此，当以淀粉为原料时，必须先将淀粉水解成葡萄糖，才能供发酵使用。一般将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化，所制得的糖液称为淀粉水解糖。发酵生产中，淀粉水解糖液的质量，与生产菌的生长速度及产物的积累直接相关。

可以用来制备淀粉水解糖的原料主要有薯类(木薯、甘薯)淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉等，根据原料淀粉的性质及采用的水解催化剂的不同，水解淀粉为葡萄糖的方法可分为酸解法、酸酶结合法和酶解法。实验室中常采用酶解法制备淀粉水解糖。

酶解法是指利用淀粉酶将淀粉水解为葡萄糖的过程。酶解法制葡萄糖可分为两步：第l步是利用α-淀粉酶将淀粉液化为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，这个过程称为液化；第2步是利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解，转变为葡萄糖的过程，在生产上称为糖化。淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下进行的，故也称为双酶水解法。

酶法液化原理

淀粉的酶法液化是以α-淀粉酶为催化剂，该酶作用于淀粉的α-1,4糖苷键，从内部随机地水解淀粉，从而迅速将淀粉水解为糊精及少量麦芽糖，所以也称内切淀粉酶。淀粉受到α-淀粉酶的作用后，其碘色反应发生如下变化：蓝→

紫→红→浅红→不显色(即碘原色)。

酶法糖化原理

淀粉的糖化是以糖化酶为催化剂，该酶从非还原末端以葡萄糖为单位顺次分解淀粉的α-1,4糖苷键或α-1,6糖苷键。因为是从链的一端逐渐地一个个地切断为葡萄糖，所以称为外切淀粉酶。

淀粉糖化的理论收率

因为在糖化过程中，水参与反应，故糖化的理论收率为111.11％，如下所示：

（C

6H

10

O

5

)n+H

2

O→nC

6

H

12

O

6

16218180

100.00 111.11

DE值

用DE值表示淀粉水解的程度或糖化程度。糖化液中还原性糖以葡萄糖计，占干物质的百分比称为DE值。

液化DE值与糖化DE值的关系

液化程度应控制适当，太低或太高均不利。原因是液化程度低，则粘度大，难操作；同时，由于液化程度低，底物分子少，水解机会少，影响糖化速度；液化程度低，易发生老化；但液化超过一定程度，则不利于糖化酶与糊精生成络合结构，影响催化效率，造成糖化液的最终DE值低。一般液化DE值应控制在12-18％。

糖化时间与糖化酶用量关系表

为加快糖化速度，可以提高酶用量，缩短糖化时间。但酶用量太高，反而使复合反应严重，最终导致葡萄糖值降低。在实际生产中，应充分利用糖化罐的容量，尽量延长糖化时间，减少糖化酶用量。

三、仪器设备

（1）玉米粉（2）高温α-淀粉酶（3）糖化酶（4）量筒（5）水桶（6）水浴锅（7）滴定管（8）电炉（9）白瓷板（10）三角瓶（11）pH试纸（12）烘箱

四、实验步骤

4.1液化

称取2.0g左右的淀粉原料置于250mL烧杯中，加入50mL水，搅拌均匀配制成淀粉乳，将烧杯置于沸水浴加热15min，使淀粉糊化。将糊化的试样，放置冷却至60℃以下，调节pH值至6.5，加入0.5%液化酶溶液20mL，60℃水浴1h，经常搅拌，达到所需的液化程度(DE值：12-18％)，碘反应呈棕红色。液化结束后，沸水浴10min。

4.2糖化

将料液用盐酸将pH调至4.5，同时降温至60℃。加入0.1%糖化酶溶液20mL，60℃保温6~8小时后，当用无水酒精检验无糊精存在时，将料液加热煮沸5min。降温，过滤，定容至100mL，取样分析还原糖浓度（按实验一操作）。

五、结果计算

液化液的DE值=液化液中还原糖质量(以葡萄糖计)/干物质×100%

淀粉转化率(指100份淀粉中有多少份淀粉被转化为葡萄糖)=糖化液中还原糖质量*0.9/试样中淀粉质量×100%。

六、思考题

试分析淀粉液化和糖化的影响因素。