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1、第九章几种工业酶制剂http://www.feeyo.com/ticket/?fafrom=%CE%E4%BA%BA&fato=%BA%BC%D6%DD&fadate=2009-10-26第一节碳水化合物酶(一)一、α-淀粉酶(一)性能:无规则地水解淀粉内部的α-1,4糖苷键,产物为葡萄糖、麦芽糖和糊精的混合物.因产物的末端葡萄糖残基中C碳原子为α—构形,故称为α—淀粉酶一般α—淀粉酶在pH值为5.5—8.0时活性较稳定,pH值小于4时,酶易失去活性.但有些α—淀粉酶是偏酸性或偏碱性的,如黑曲酶生产的α—淀粉酶最适合的pH值为4,在pH值为2.5、温度为40℃时,处理30min后仍有一定
2、的活性,但在pH值为7、温度为55℃,处理15min,α—淀粉酶几乎失活。而用米曲酶生产的α—淀粉酶则相反,在pH值为7、温度为55℃时,处理15min,酶活性无损失,但在pH值为2.5时,酶的活性完全消失。目前所用的α—淀粉酶主要有耐中温(60—70℃)和耐高温(90-95℃).根据酶反应动力学分析,温度每升高10℃,反应速度提高1—2倍,故耐高温。目前所用的α—淀粉酶主要有耐中温(60—70℃)和耐高温(90-95℃).根据酶反应动力学分析,温度每升高10℃,反应速度提高1—2倍,故耐高温。α—淀粉酶具有反应速度快、效率高、成本低等优势.α—淀粉酶是一种金属酶,Ca2+使α—淀粉酶保
3、持适当的构象,从而维持其最大的活性和稳定性.除Ca2+外,其它二价碱金属离子Ba2+、Mg2+等也有维持α—淀粉酶活性的作用.耐中温α—淀粉酶为适应生产工艺的高温条件,有时需添加Ca2+等稳定剂,但耐高温α—淀粉酶在Ca2+浓度很低时,稳定性就很好。在实际使用时,不需添加Ca2+等稳定剂。(二)真菌α—淀粉酶生产菌株诱变选育路线图谱出发菌株~米曲霉2197产酶148u/g↓紫外线突变株~米曲霉ZLA16产酶324u/g↓硫酸二乙酯突变株~米曲霉ZLB35产酶416u/g↓钴60γ—射线突变株~米曲霉ZLC06产酶685u/g↓微波突变株~米曲霉ZLD14产酶788u/g↓亚硝酸突变株~米
4、曲霉ZLE09产酶801u/g↓离子束突变株~米曲霉ZLF13产酶946u/g三、工业生产1、固体发酵斜面菌种—→三角瓶种子↓种曲↓接种→发酵→麸曲(粗酶)—→烘干→粗酶制品↓原料→蒸煮→扬凉超滤浓缩←—稀酶液↓乙醇沉析↓过滤—→酶泥(饼)↓低温烘干↓标准化—→成品2、液体深层发酵斜面菌种—→三角瓶种子(孢子悬浮液)↓种子罐↓接种↓发酵罐—→↓补料罐热处理→粗酶制品↓盐析↓压滤↓干燥↓粉碎↓混粉—→成品↓标准化—→成品无菌空气硫酸铵←硫酸铵废液填充料二、葡萄糖淀粉酶(糖化酶)(一)基本性能又称淀粉葡萄糖苷酶,糖化淀粉酶,糖化酶,γ-淀粉酶。淀粉酶的一种。可从淀粉分子的非还原性末端依次切断
5、α-1,4葡萄糖苷键,逐个生成葡萄糖。也能水解支链淀粉中分支点的α-1,6葡萄糖苷键,但水解速度较慢。糖化酶是采用现代生物技术生产的生物制剂。产品最适作用PH4.0-4.2,适宜于PH范围PH3.5-5.0,最适作用温度58-60℃。存在于霉菌、细菌、酵母中。常用的生产菌是霉菌,如根霉、曲霉、拟内孢霉、黑曲霉、红曲霉等。是一种应用广泛、生产量最多和酶产品。用途:该产品广泛用于生产白油、黄酒、酒精、啤酒、乳酸钙作糖化剂;用于以葡萄糖作发酵培养基的各种抗生素,有机酸、氨基酸、维生素的发酵,还大量用于生产各种规格的葡萄糖。(二)工业生产制备方法:以黑曲霉变异菌株经发酵制得的高效生物催化剂。1、
6、菌种:黑曲霉变异菌株2、种子制备3、发酵4、提取各制剂(三)用途(三)用途主用作糖化剂大米→浸泡→水洗→磨浆→调浆(加入淀粉酶)→液化→压滤→糖化(加入糖化酶)→升温→压滤→精制→浓缩a.液体糖浆b.葡萄糖异构酶异构化→精制→浓缩→果葡糖浆c.结晶→离心分离→干燥→结晶葡萄糖二、β-淀粉酶(一)基体性能外淀粉酶,作用于多糖的非还原端α-1,4糖苷键,产物为麦芽糖(主要产物)和糊精四、脱支酶(R酶)脱支酶是水解支链淀粉、糖原等大分子化合物中α一1,6糖苷键的酶,脱支酶可分为直接脱支酶和间接脱支酶两大类,前者可水解未经改性的支链淀粉或糖原中的α一1,6糖苷键,后者仅可作用于经酶改性的支链淀
7、粉或糖原,这里仅讨论直接脱支酶。根据水解底物专一性的不同,直接脱支酶可分为异淀粉酶和普鲁蓝酶两种。异淀粉酶只能水解支链结构中的α一1,6糖苷键,不能水解直链结构中的α—l,6糖苷键;普鲁蓝酶不仅能水解支链结构中的a一1,6糖苷键,也能水解直链结构中的α-1,6糖苷键,因此它能水解含α一1,6糖苷键的葡萄糖聚合物。脱支酶在淀粉制糖工业上的主要应用是和β一淀粉酶或葡萄糖淀粉酶协同糖化,提高淀粉转化率,提高麦芽糖或葡萄糖得率。淀粉的酶液化
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