淀粉酶的生产.ppt

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1、生化生化111 111 0909淀粉是什么？淀粉是什么？淀粉是由许多葡萄糖分子以淀粉是由许多葡萄糖分子以-1，4或或-1，6糖苷键连接而成的大糖苷键连接而成的大分子物质。淀粉有直链淀粉和支链分子物质。淀粉有直链淀粉和支链淀粉之分。淀粉之分。淀粉酶是什么？淀粉酶是什么？淀粉酶属于水解酶类，是催化淀淀粉酶属于水解酶类，是催化淀粉、糖原、糊精中糖苷水解的一类酶粉、糖原、糊精中糖苷水解的一类酶的统称。的统称。根据水解淀粉的方式不同，主要根据水解淀粉的方式不同，主要的淀粉酶有的淀粉酶有-淀粉酶、淀粉酶、-淀粉酶、葡淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、脱支酶、环糊精葡萄糖萄糖淀粉酶、脱支酶、环糊精葡萄糖转移酶等。转移酶

2、等。1.-1.-淀粉酶淀粉酶z(EC3.2.1.1(EC3.2.1.1系统名：系统名：-1.4-1.4 葡聚糖葡聚糖-4-4-葡葡聚糖水解酶聚糖水解酶)z-淀粉酶是一种内切酶，它随机地从分子淀粉酶是一种内切酶，它随机地从分子内部切开内部切开-1.4-1.4糖苷键糖苷键(水解中间的水解中间的-1.4-1.4键比分子末端的键比分子末端的-1.4-1.4键概率大键概率大)，遇到分，遇到分支点的支点的-1.6-1.6键不能切，但能跨越分支点键不能切，但能跨越分支点而切开内部的而切开内部的-1.4-1.4糖苷键，由于产物的糖苷键，由于产物的还原性末端葡萄糖残基上的还原性末端葡萄糖残基上的C1C1碳原子呈

3、碳原子呈-构型构型(光学光学)，故称这种酶为，故称这种酶为-淀粉酶。淀粉酶。v需要钙离需要钙离vpHpH范围范围 v温度范围温度范围v水解极限水解极限v分子量及其氨基酸组成分子量及其氨基酸组成1.1-1.1-淀粉酶的基本性质淀粉酶的基本性质 （一）需要钙离子（一）需要钙离子 大多数大多数-淀淀粉酶需要钙离子，粉酶需要钙离子，钙离子可使钙离子可使-淀淀粉酶保持一定的空粉酶保持一定的空间构象，并可增宽间构象，并可增宽其其pHpH范围。范围。NaCLNaCL与与钙离子同时存在，钙离子同时存在，可显著提高可显著提高-淀淀粉酶的稳定性。粉酶的稳定性。（二（二）pHpH范围范围 一般一般-淀粉酶的稳定淀粉

4、酶的稳定pHpH范围为范围为pH5-10pH5-10，最适，最适pHpH范围为范围为pH5-6pH5-6。另有。另有少量菌种少量菌种pHpH范围比较特殊。范围比较特殊。（三（三）温度范围）温度范围各种的热稳定性和最适温度也有一定差异。各种的热稳定性和最适温度也有一定差异。地衣芽孢杆菌产地衣芽孢杆菌产-淀粉酶热稳定性最好，淀粉酶热稳定性最好，最适温度可达最适温度可达9090。枯草杆菌产枯草杆菌产-淀粉酶最适温度为淀粉酶最适温度为7070。霉菌产霉菌产-淀粉酶最适温度为淀粉酶最适温度为5050。拟内孢霉所产拟内孢霉所产-淀粉酶最不稳定，淀粉酶最不稳定，4040即即会失活。会失活。（四四）水解极限水

5、解极限水解极限：当水解液中还原性不再增水解极限：当水解液中还原性不再增加时的水解率，称为该酶的水解极限。加时的水解率，称为该酶的水解极限。各种酶的水解极限随产酶菌种不同有各种酶的水解极限随产酶菌种不同有一定差异。一定差异。水解不同来源的淀粉（支链、直链淀水解不同来源的淀粉（支链、直链淀粉含量不同）水解极限也不同。粉含量不同）水解极限也不同。（五）分子量及其氨基酸组成（五）分子量及其氨基酸组成 -淀粉酶的分子量约为淀粉酶的分子量约为5000050000左右，但不同来源的酶其分子量和左右，但不同来源的酶其分子量和氨基酸组成也有所不同，共同点是氨基酸组成也有所不同，共同点是含硫氨基酸（如蛋氨酸、胱氨

6、酸）含硫氨基酸（如蛋氨酸、胱氨酸）较少，而二羰酸氨基酸（如天冬氨较少，而二羰酸氨基酸（如天冬氨酸、谷氨酸）含量较高。酸、谷氨酸）含量较高。淀粉在淀粉在-淀粉酶的作用下很快淀粉酶的作用下很快被切割成分子较小的糊精、低聚糖、被切割成分子较小的糊精、低聚糖、麦芽糖、葡萄糖等，引起粘度下降，麦芽糖、葡萄糖等，引起粘度下降，对碘呈色反应为篮紫红无色，对碘呈色反应为篮紫红无色，又叫液化酶。又叫液化酶。1.2-1.2-淀粉酶的淀粉酶的水解反应水解反应u水解直链淀粉，首先将淀粉降解为水解直链淀粉，首先将淀粉降解为寡糖、麦芽三糖和麦芽糖，然后将寡寡糖、麦芽三糖和麦芽糖，然后将寡糖、麦芽三糖进一步降解为麦芽糖和糖

7、、麦芽三糖进一步降解为麦芽糖和葡萄糖。葡萄糖。u水解支链淀粉，由于不能水解水解支链淀粉，由于不能水解-1.61.6糖苷键，产物除麦芽糖、少量葡糖苷键，产物除麦芽糖、少量葡萄糖外，还有带萄糖外，还有带-1.6-1.6键的小分子极键的小分子极限糊精。限糊精。1.3-1.3-淀粉酶的工业生产淀粉酶的工业生产 目前工业大规模生产和应用的目前工业大规模生产和应用的-淀淀粉酶主要来自枯草杆菌、地衣芽孢杆粉酶主要来自枯草杆菌、地衣芽孢杆菌、和米曲霉。菌、和米曲霉。a)a)枯草杆菌枯草杆菌BF-7658-BF-7658-淀粉酶；淀粉酶；b)b)高温高温-淀粉酶；淀粉酶；c)c)米曲霉固体培养法生产米曲霉固体培

8、养法生产-淀粉酶淀粉酶.米曲霉固体培养法生产米曲霉固体培养法生产-淀粉酶淀粉酶工工艺艺流流程程图图斜面培养斜面培养 米曲汁或麦芽汁斜面培养基，米曲汁或麦芽汁斜面培养基，32-3432-34，70-72h70-72h，此时几乎菌丝全，此时几乎菌丝全部布满斜面，即成熟，接入种子瓶。部布满斜面，即成熟，接入种子瓶。种子瓶培养（三角瓶）种子瓶培养（三角瓶）麦麸玉米粉培养基，麦麸玉米粉培养基，32-3432-34，70-72h70-72h，培养至长出大量菌丝及黄绿，培养至长出大量菌丝及黄绿色孢子。色孢子。种曲培养（曲盒）种曲培养（曲盒）培养基与种子瓶相同，接种量培养基与种子瓶相同，接种量0.5-0.5-

9、1.01.0，料层厚，料层厚1cm1cm，培养，培养3 3天。天。厚层通风培养厚层通风培养 麦麸谷壳培养基接种量麦麸谷壳培养基接种量0.50.5，34-34-3636，28h28h。产品产品 培养好的麸曲直接烘干即为工业级培养好的麸曲直接烘干即为工业级粗酶，水浸醇沉后粉碎加糖可作为助粗酶，水浸醇沉后粉碎加糖可作为助消化药物。消化药物。2.-2.-淀粉酶淀粉酶z(EC3.2.1.2(EC3.2.1.2系统名：系统名：-1.4-1.4葡聚糖麦芽糖葡聚糖麦芽糖水解酶水解酶)z-淀粉酶又称外切型淀粉酶，它是从淀粉淀粉酶又称外切型淀粉酶，它是从淀粉的非还原性末端以麦芽糖为单位顺次分解的非还原性末端以麦芽

10、糖为单位顺次分解-1.4-1.4糖苷键，同时使切下的麦芽糖还原糖苷键，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性末端的葡萄糖残基构型转变成型，故型，故称为称为-淀粉酶。淀粉酶。-淀粉酶不能水解淀粉酶不能水解-1.61.6糖苷键，也不能跨越糖苷键，也不能跨越-1.6-1.6糖苷键，水糖苷键，水解作用在解作用在-1.6-1.6键前键前2-32-3个葡萄糖残基处停个葡萄糖残基处停止。止。-淀粉酶广泛存在于大麦、小麦淀粉酶广泛存在于大麦、小麦甘薯、大豆等高等植物中，目前商甘薯、大豆等高等植物中，目前商品品-淀粉酶绝大部份均是从植物中淀粉酶绝大部份均是从植物中提取的，芽孢杆菌提取的，芽孢杆菌-

11、淀粉酶生产量淀粉酶生产量极低。极低。2.1-2.1-淀粉酶的来源淀粉酶的来源2.2-2.2-淀粉酶的性质淀粉酶的性质（一）最（一）最适适pHpH：植物来源：植物来源：pH5-6pH5-6；细菌来源：细菌来源：pH6-7pH6-7。（二）作用位点：淀粉的非还原末端二）作用位点：淀粉的非还原末端-1-14 4糖苷键糖苷键（三）（三）-淀粉酶为外切酶淀粉酶为外切酶（四四）作作用用淀淀粉粉时时还还原原性性增增加加，但但粘粘度度不不易易下下降降，糊糊化缓慢化缓慢（五）（五）-淀粉酶较淀粉酶较-淀粉酶分子量大淀粉酶分子量大（六）水解作用：（六）水解作用：1 1、直链淀粉：可以完全水解成麦芽糖、直链淀粉：可以完全水解成麦芽糖 2 2、支链淀粉：麦芽糖和大分子、支链淀粉：麦芽糖和大分子-极限糊精极限糊精2.3 2.3 植物植物-淀粉酶的提取淀粉酶的提取（一）麦麸提取（一）麦麸提取-淀粉酶淀粉酶（二）从甘薯淀（二）从甘薯淀粉废液中提取粉废液中提取-淀粉酶淀粉酶（三）从大豆蛋（三）从大豆蛋白质废水中提白质废水中提取取-淀粉酶淀粉酶