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淀粉酶的分類及應用
時間:2022-11-26
    淀粉酶的概述
    淀粉酶屬于水解酶類,是催化淀粉、糖原、糊精中糖苷鍵水解的一類酶的總稱。淀粉酶廣泛分布于自然界,幾乎所有植物、動物和微生物都含有淀粉酶。通常通過淀粉酶催化水解織物上的淀粉漿料,由于淀粉酶的高 效性及專一性,酶退漿的退漿率高,退漿快,污染少,產品比酸法、堿法更柔軟,且不損傷纖維。淀粉酶的種類很多,根據織物不同,設備組合不同,工藝流程也不同,所用的退漿方法有浸漬法、堆置法、卷染法、連續洗等,由于淀粉酶退漿機械作用小,水的用量少,可以在低溫條件下達到退漿效果,具有鮮明的環保特色。
    淀粉酶是研究較多、生產早、產量大和應用廣泛的一種酶。特別是20世紀60年代以來,由于淀粉酶在淀粉糖工業生產和食品工業中的大規模應用,酶的需求量與日俱增,雖然到目前為止,各類新酶層出不窮,總產量也在不斷增加,但淀粉酶的產量仍舊占到整個酶制劑產量的50%以上。
    2淀粉酶的分類
    按微生物來源劃分:
    可分為細菌淀粉酶、真菌淀粉酶、霉菌淀粉酶。
    按反應溫度劃分:
    可分為中溫淀粉酶和高溫淀粉酶,中溫淀粉酶在70度,高溫淀粉酶在90~105度。
    按水解淀粉不同位置劃分:
    可分為α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶(糖化酶)、異淀粉酶。
    1α-淀粉酶
    α-淀粉酶(α-amylase)又稱為液化型淀粉酶,是一種催化淀粉水解生成糊精的淀粉酶。該酶作用于淀粉和糖原時,所產生的還原糖在光學結構上是α-型的,所以將此酶叫做α-淀粉酶。
    α-淀粉酶(α-1,4-D-葡萄糖-葡萄糖苷水解酶)普遍分布在動物、植物和微生物中,是一種重要的淀粉水解酶,主要機理是以隨機作用方式切斷淀粉、糖原、寡聚或多聚糖分子內的葡萄糖苷鍵,產生麥芽糖、低聚糖和α-1,4葡萄糖等,是工業生產中應用廣泛的酶制劑之一。
    2β-淀粉酶
    β-淀粉酶(β-Amylase)又稱為麥芽糖苷酶,是一種外切酶。系統名稱為1,4-α-D-葡聚糖麥芽糖水解酶(1,4-α-D-Glucan maltohydrolase,EC.3.2.1.2)。他作用于淀粉時從淀粉鏈的非還原端開始,作用于α-1,4-糖苷鍵,順次切下麥芽糖單位,由于該酶作用于底物時發生沃爾登轉位反應(Walden inversion),使生成的麥芽糖由α-型轉為β-型,故稱β-淀粉酶。
β-淀粉酶廣泛存在于大多數高等植物中,如大麥、小麥、甘薯和大豆等中。哺乳動物中不存在β-淀粉酶。微生物的β-淀粉酶從其對淀粉的作用來看,與高等植物的β-淀粉酶大體上是一致的,而在耐熱方面卻優于高等植物的β-淀粉酶,更適于工業應用。
    3葡萄糖淀粉酶
    葡萄糖淀粉酶(E.C.3.2.1.3)系統名為α-1,4-葡聚糖-葡萄糖水解酶,又稱γ-淀粉酶,他能將淀粉全部水解為葡萄糖,習慣上稱之為糖化酶。葡萄糖淀粉酶是一種重要的工業酶制劑,是中國產量大的酶種。
    葡萄糖淀粉酶只存在于微生物界,許多霉菌都可以生產葡萄糖淀粉酶,它是唯 一用150m3大發酵罐大量廉價生產的酶,因為其培養條件不適于雜菌生長,污染雜菌問題較少。
    4異淀粉酶

    異淀粉酶又稱淀粉α-1,6-糖苷鍵的脫支酶(EC.3.2.1.68),此酶作用于枝鏈淀粉分子分枝點處的α-1,6-糖苷鍵,將支鏈淀粉的整個側鏈切下變成直鏈淀粉。


    3產生淀粉酶的菌類
    1、α-淀粉酶主要由枯草桿菌、芽孢桿菌、吸水鏈霉菌、黑曲霉、擴展青霉、米曲霉和根霉發酵提純而成;
    2、β-淀粉酶主要由巨大芽孢桿菌、多黏芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、假單胞菌、鏈霉菌、曲霉、根霉和內孢霉發酵提純而成;
    3、糖化酶主要由根霉、黑曲霉、擬內孢霉、紅曲霉以及雪白根霉、德氏根霉、黑曲霉、泡盛曲霉、海棗曲霉、臭曲霉、紅曲霉等的變異株發酵提純而成;
    4、異淀粉酶主要是由嫌氣桿菌、芽孢桿菌及某些假單孢桿菌發酵提純而成。
    4淀粉酶的應用領域
    1α-淀粉酶
    面制品加工領域:
    加入真菌α-淀粉酶可增強酵母的繁殖能力,可以縮短面包面團的發酵時間。
    工業生產領域:
    分別以玉米和木薯淀粉為原料,采用α-淀粉酶和不同枝切酶的雙酶協同作用,研究適合工業化生產麥芽低聚糖的工藝。
    醫藥工業領域:
    有助于卵巢癌與卵巢良性腫瘤的鑒別診斷;為齲病的病因學研究和預防提供了理論依據;黑曲霉α-淀粉酶因具有耐酸性,適用于制造助消化的藥物,開發適合于胃酸性環境的耐酸性α-淀粉酶,用于制備消化助劑,將會使醫療效果更為有效。
    2β-淀粉酶
    食品加工領域:
    用于生產淀粉糖、麥芽糖漿、飴糖、高麥芽糖漿、麥芽糖醇,替代真α菌淀粉酶節約成本。
    工業生產領域:
    在制醋時常用β-淀粉酶代替部分麩曲節省成本,在白酒和其他工業中也可以用其作糖化劑。
    醫藥工業領域:
    β-淀粉酶的一個重要用途是制造麥芽糖,醫學上常用該酶和α-淀粉酶一道作為消化劑使用。
    3葡萄糖淀粉酶
    食品加工領域:
    通常用做淀粉的糖化劑,故習慣上稱之為糖化酶。該酶廣泛用于釀酒和食品發酵工業中。
    工業生產領域:
    通常用作酒精發酵工業中。
    4異淀粉酶
    糖類研究領域:
    異淀粉酶對α-1,6-糖苷鍵所處位置的嚴格要求,使他成為研究糖類結構很有價值的工具。
    飼料使用領域:
    在飼料的谷物淀粉中,直鏈淀粉含量僅占20%,支鏈淀粉含量高達80%,而α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶都不能迅速地水解支鏈淀粉,添加適量的異淀粉酶使其轉變為直鏈淀粉,使其更利于其他淀粉酶的水解,提高谷物淀粉的利用率。
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