淀粉酶

淀粉酶北京联合大学生物化学工程学院生物1101B1PPT汇报王旭资料收集张天东梁伟PPT制作罗忠智李维松北京联合大学生物化学工程学院生物1101B2淀粉酶概述一淀粉酶分类二淀粉酶生产工艺三淀粉酶发展前景目录淀粉酶概述一四一、淀粉酶概述定义淀粉酶属于水解酶类,是催化淀粉、糖元和糊精中糖苷键的一类酶的统称。广泛分布自然界中,几乎所有植物、动物和微生物都含有淀粉酶。地位是研究较多、生产最早、应用最广和产量最大的一种酶,其产量占整个酶制剂总产量的50%以上。北京联合大学生物化学工程学院生物1101B3功能动物：动物体内淀粉酶有很多，如唾液，血清，尿淀粉酶，作用大都相同，都是分解淀粉或糖原。植物：淀粉作为植植物能源，淀粉酶将大分子分解为小分子。微生物：作用同上，只不过它们不会自己合成淀粉北京联合大学生物化学工程学院生物1101B4用途果汁加工中的淀粉分解和提高过滤速度以及蔬菜加工、糖浆制造,葡萄糖等加工制造。药物制剂，辅料。酒，酱油等酿造物的生产。织物制造北京联合大学生物化学工程学院生物1101B5二、淀粉酶分类北京联合大学生物化学工程学院生物1101B6淀粉酶按来源分按作用方式分细菌淀粉酶霉菌淀粉酶麦芽淀粉酶α-淀粉酶葡萄糖淀粉酶脱支淀粉酶β-淀粉酶北京联合大学生物化学工程学院生物1101B7二、淀粉酶分类1、脱支酶定义：又叫异淀粉酶,其系统命名为支链淀粉α-1,6-葡聚糖水解酶,只对支链淀粉、糖原等分支点有专一性。发展史：该酶最早由日本丸尾等于1940年在酵母细胞提取液中发现。以后又相继在高等植物及其他微生物中发现这种类型的酶。应用北京联合大学生物化学工程学院生物1101B8二、淀粉酶分类2、葡萄糖淀粉酶定义：他能将淀粉全部水解为葡萄糖,通常用做淀粉的糖化剂,故习惯上称之为糖化酶。分布：葡萄糖淀粉酶只存在于微生物界,许多霉菌都可以生产葡萄糖淀粉酶。应用：一种重要的工业酶制剂,年产量约70000t,是中国产量最大的酶种。该酶广泛用于酒精、酿酒以及食品发酵工业中。北京联合大学生物化学工程学院生物1101B9二、淀粉酶分类3、β-淀粉酶定义：又称为麦芽糖苷酶,是一种外切酶。他作用于淀粉时从淀粉链的非还原端开始,作用于α-1,4-糖苷键,,由于作用于底物时发生沃尔登转位反应,使生成的麦芽糖由α-型转为β-型,故称β-淀粉酶。分布：β-淀粉酶广泛存在于大多数高等植物中,（大麦、小麦、甘薯和大豆等）。哺乳动物中不存在β-淀粉酶。微生物β-淀粉酶直到1974年才被发现,从此研究微生物来源的β-淀粉酶开始活跃起来。北京联合大学生物化学工程学院生物1101B10二、淀粉酶分类3、β-淀粉酶应用：在食品工业中作为糖化剂用于麦芽糖浆、啤酒、面包等制造，在医药工业上用于制造麦芽糖化酶，还可与α-淀粉酶作为消化剂。北京联合大学生物化学工程学院生物1101B11二、淀粉酶分类4、α-淀粉酶定义：α-淀粉酶，所产生的还原糖在光学结构上是α-型的,所以叫做α-淀粉酶。以随机作用方式切断淀粉、糖原、寡聚或多聚糖分子内的葡萄糖苷键,产生麦芽糖、低聚糖和α-1,4葡萄糖等,。分布：普遍分布在动物、植物和微生物中,是一种重要的淀粉水解酶,是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。北京联合大学生物化学工程学院生物1101B12二、淀粉酶分类α-淀粉酶是一种十分重要的酶制剂，大量应用于粮食加工、食品工业、酿造、发酵、纺织品工业和医药行业等，是应用最为广泛的酶制剂之一。北京联合大学生物化学工程学院生物1101B13三、生产工艺及其注意事项北京联合大学生物化学工程学院生物1101B14α-淀粉酶β-淀粉酶α-淀粉酶生产工艺芽孢杆菌产生α-淀粉酶分液化型和糖化型，目前只有液化型有用。我国淀粉酶工业使用得是枯草杆菌BF-7658。微生物制备酶制剂具有产量高，易分离和精制，成本较低。从动物或植物中提取，成本高，产量低，不能实现工业化。北京联合大学生物化学工程学院生物1101B15菌种细菌芽孢杆菌枯草杆菌真菌曲霉真菌α-淀粉酶VS细菌α-淀粉酶酶菌种最适作用温度产物应用真菌α-淀粉酶曲霉如米曲霉55℃左右，超过60℃开始失活主要是高含量的麦芽糖和一些低聚糖及少量的葡萄糖淀粉酶糖浆、低聚糖、啤酒、烘焙食品、等细菌α-淀粉酶细菌如芽孢杆菌、枯草杆菌中温70℃~80℃耐高温90℃~105℃主要产物是糊精只能用于发酵工业北京联合大学生物化学工程学院生物1101B16α-淀粉酶生产工艺生产方法：北京联合大学生物化学工程学院生物1101B17固体曲法生产（霉菌为主）液体深层发酵法（细菌为主）固体曲法生产（霉菌）以麸皮为主要原料，添加少量米糠或豆饼的碱水浸出液作为补充氮源。在相对湿度90％以上，芽孢杆菌用37℃，曲霉用32～35℃培养36~48h后，立即在40℃左右烘干或风干即得工业用的粗酶。北京联合大学生物化学工程学院生物1101B18北京联合大学生物化学工程学院生物1101B19α-淀粉酶的固态发酵生产活化菌种摇瓶扩培厚层通风培养麸曲烘干粗酶产品抽提过滤沉淀离心脱水烘干调配成品生产流程保藏菌种液体培养法生产α-淀粉酶以麸皮、豆饼、米糠和玉米浆等作为主料，添加硫酸铵、氯化铵等无机氮作为补充氮源，此外还要添加镁盐、磷酸盐和钙盐等。发酵液中固形物的含量为5％~6％，最高可达15％，为了降低发酵液的黏度，利于氧的溶解和菌体的生长，可以加入适量α-淀粉酶进行液化，霉菌32℃，细菌37℃。通气搅拌的时间为24~48h。北京联合大学生物化学工程学院生物1101B20北京联合大学生物化学工程学院生物1101B21α-淀粉酶的液态深层发酵生产生产流程活化菌种摇瓶扩培种子罐扩培发酵液板框压滤滤液沉淀干燥调配成品絮凝发酵罐发酵活化培养基：麸皮5％、豆饼粉3％，蛋白胨0.25％，琼脂2％，溶解过滤后分装试管，灭菌20min即可，菌种移植后35℃培养48h。种子培养基：豆饼1％、蛋白胨0.4％、酵母膏0.4％、氯化钠0.05％，溶解后调pH值7.1～7.2，灭菌20～30min。麸曲培养基：麸皮70％、米糠20％、木薯粉或豆饼粉10％、烧碱0.5％，加水使含水量达60％左右，蒸煮1h，冷却到38~40℃即可。北京联合大学生物化学工程学院生物1101B22厚层通风培养：麸曲培养基冷却到38～40℃接入0.5％左右的种子，拌匀后在厚层通风培养室内38~41℃下，培养20h左右出曲风干即得粗晶。精制：麸曲用1％食盐水浸泡3h（用量3~4倍），然后过滤，调滤液pH至5.5～6.0，然后加入冷至10℃的酒精使最终浓度为70％沉淀酶，沉淀经离心，无水酒精洗涤脱水后，25℃下烘干粉碎，加入填充料等即为精制酶制剂。北京联合大学生物化学工程学院生物1101B23影响因素可使用单因素正交实验进行优化北京联合大学生物化学工程学院生物1101B24培养基成分菌种生长时期温度PH金属离子溶氧量（通气）β-淀粉酶的生产工艺植物提取：主要从大麦，小麦和大豆中提取。微生物生产：目前研究主要是芽孢杆菌的腊状芽孢杆菌，多粘芽孢杆菌，巨大芽孢杆菌，环状芽孢杆菌和链霉菌。北京联合大学生物化学工程学院生物1101B25植物提取北京联合大学生物化学工程学院生物1101B26原料浸泡活化过滤超滤浓缩吸附沸腾干燥粉碎混粉化验包装植物提取活化：使用某些离子，或一些激活剂处理，使得酶的活性增强混粉：就是把粉体混均匀。混分时间就是把粉体混均匀的时间。验证混粉效果：用激光粒度仪，松装比，光谱仪去测试分布北京联合大学生物化学工程学院生物1101B27微生物生产参照α-淀粉酶生产工艺！北京联合大学生物化学工程学院生物1101B28习题1.β-淀粉酶存在于（）。A.高等植物B.动物C.微生物D.ABC2.做培养基优化使用_________________。3.脱支酶作用位点______________。北京联合大学生物化学工程学院生物1101B29北京联合大学生物化学工程学院生物1101B30