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生化11109,淀粉酶的生产,淀粉是什么?,淀粉是由许多葡萄糖分子以-1,4或-1,6糖苷键连接而成的大分子物质。淀粉有直链淀粉和支链淀粉之分。,淀粉酶是什么?,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的统称。根据水解淀粉的方式不同,主要的淀粉酶有-淀粉酶、-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、脱支酶、环糊精葡萄糖转移酶等。,1.-淀粉酶,(EC3.2.1.1系统名:-1.4葡聚糖-4-葡聚糖水解酶)-淀粉酶是一种内切酶,它随机地从分子内部切开-1.4糖苷键(水解中间的-1.4键比分子末端的-1.4键概率大),遇到分支点的-1.6键不能切,但能跨越分支点而切开内部的-1.4糖苷键,由于产物的还原性末端葡萄糖残基上的C1碳原子呈-构型(光学),故称这种酶为-淀粉酶。,需要钙离pH范围温度范围水解极限分子量及其氨基酸组成,1.1-淀粉酶的基本性质,(一)需要钙离子,大多数-淀粉酶需要钙离子,钙离子可使-淀粉酶保持一定的空间构象,并可增宽其pH范围。NaCL与钙离子同时存在,可显著提高-淀粉酶的稳定性。,(二)pH范围,一般-淀粉酶的稳定pH范围为pH5-10,最适pH范围为pH5-6。另有少量菌种pH范围比较特殊。,(三)温度范围,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-淀粉酶热稳定性最好,最适温度可达90。枯草杆菌产-淀粉酶最适温度为70。霉菌产-淀粉酶最适温度为50。拟内孢霉所产-淀粉酶最不稳定,40即会失活。,(四)水解极限,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。各种酶的水解极限随产酶菌种不同有一定差异。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。,(五)分子量及其氨基酸组成,-淀粉酶的分子量约为50000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(如天冬氨酸、谷氨酸)含量较高。,淀粉在-淀粉酶的作用下很快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,对碘呈色反应为篮紫红无色,又叫液化酶。,1.2-淀粉酶的水解反应,水解直链淀粉,首先将淀粉降解为寡糖、麦芽三糖和麦芽糖,然后将寡糖、麦芽三糖进一步降解为麦芽糖和葡萄糖。水解支链淀粉,由于不能水解-1.6糖苷键,产物除麦芽糖、少量葡萄糖外,还有带-1.6键的小分子极限糊精。,1.3-淀粉酶的工业生产,目前工业大规模生产和应用的-淀粉酶主要来自枯草杆菌、地衣芽孢杆菌、和米曲霉。枯草杆菌BF-7658-淀粉酶;高温-淀粉酶;米曲霉固体培养法生产-淀粉酶.,米曲霉固体培养法生产-淀粉酶,工艺流程图,斜面培养米曲汁或麦芽汁斜面培养基,32-34,70-72h,此时几乎菌丝全部布满斜面,即成熟,接入种子瓶。种子瓶培养(三角瓶)麦麸玉米粉培养基,32-34,70-72h,培养至长出大量菌丝及黄绿色孢子。,种曲培养(曲盒)培养基与种子瓶相同,接种量0.5-1.0,料层厚1cm,培养3天。厚层通风培养麦麸谷壳培养基接种量0.5,34-36,28h。产品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消化药物。,2.-淀粉酶,(EC3.2.1.2系统名:-1.4葡聚糖麦芽糖水解酶)-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-1.4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型,故称为-淀粉酶。-淀粉酶不能水解-1.6糖苷键,也不能跨越-1.6糖苷键,水解作用在-1.6键前2-3个葡萄糖残基处停止。,-淀粉酶广泛存在于大麦、小麦甘薯、大豆等高等植物中,目前商品-淀粉酶绝大部份均是从植物中提取的,芽孢杆菌-淀粉酶生产量极低。,2.1-淀粉酶的来源,2.2-淀粉酶的性质,(一)最适pH:植物来源:pH5-6;细菌来源:pH6-7。(二)作用位点:淀粉的非还原末端-14糖苷键(三)-淀粉酶为外切酶(四)作用淀粉时
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