食品工业中的微生物酶制剂

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1、食品工业中微生物酶制剂王跃强鹤壁职业技术学院二零一四年四月酶是一种生物催化剂，具有催化效率高、反应条件温和和专一性强等特点，已经日益受到人们的重视，应用也越来越广泛。利用微生物生产生物酶制剂要比从植物瓜果、种子、动物组织中获得更容易。因为动、植物来源有限，且受季节、气候和地域的限制，而微生物不仅不受这些因素的影响，而且种类繁多、生长速度快、加工提纯容易、加工成本相对比较低，充分显示了微生物生产酶制剂的优越性。现在除少数几种酶仍从动、植物中提取外，绝大部分是用微生物来生产的。一、主要酶制剂及产酶微生物1.淀粉酶按照水解淀粉方式不同

2、可将淀粉酶分为：α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和普鲁兰酶（葡萄糖异构酶）。（1）α-淀粉酶（α-Amylase）也称液化淀粉酶它作用于淀粉时可从淀粉分子内部切开α-1,4糖苷键生成糊精和还原糖。但不能分解α-1,6糖苷键，因产物的末端葡萄残基C碳原子为α-构形故称。不同的1微生物种类产生的α-淀粉酶的性质也不同。工业上大规模生产α-淀粉酶主要微生物是细菌和霉菌，特别是枯草杆菌，中国和美国使用的液化酶都属于这一种。由微生物制备的酶制剂产霉量高，易于分离和精制，适于大量生产。从动植物中提取的α-淀粉酶，可以满足特殊需要，但由于成本高

3、、产量低，目前还不能实现工业化生产。霉菌α-淀粉酶大多采有固体曲法生产，细菌α-淀粉酶则以液体深层发酵为主。中国目前产量最大、用途最广的液化型α-淀粉酶——枯草杆菌BF7658，其最适pH6.5左右，pH<6或>10时，酶活力显著降低，最适温度为65℃左右，60℃以下稳定。在淀粉浆中酶的最适温度为80～85℃,90℃保温15min，保留酶活性87%。（2）β-淀粉酶（β-Amylase）早年是从麦芽、大麦、甘薯和大豆等高等植物中提取，近些年来发现不少的微生物能产β-淀粉酶，且其对淀粉的作用与高等植物的β-淀粉酶是相同的，而在耐热

4、性等方面优于高等植物β-淀粉酶，更适合于工业化应用。β-淀粉酶由淀粉的非还原端开始作用，逐次分解直链淀粉为麦芽糖，但分枝部分及内侧部分则不被分解而列残留下来，即β-极限糊精。生成的麦芽糖在光学上属于β-型。（3）糖化酶(Glucoamylase)也称葡萄糖苷酶其作用方式与β-淀粉酶相似，也由淀粉非还原端开始，逐次分解淀粉为葡萄糖，它也能水解α-1,6糖苷键，所以水解产物除葡萄糖外，还有异麦芽糖，这点β-淀粉酶不同。（4）葡萄糖异构酶（Isoamylase）也称普鲁兰酶、淀粉-1,6葡萄糖苷酶、R-酶等异构酶可以分解支链淀粉α-1

5、,6糖苷键，生成直链淀粉。52.果胶酶(Pectinases)果胶酶是指能分解果胶质的多种酶的总称，不同来源的果胶酶期特点也不同。根据不同的微生物来源将果胶酶分为：聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase,PG）、聚半乳糖醛酸裂解酶(polygaalcturomatelyase,PGL)、聚甲基半乳糖醛酸裂和果胶酯酶（pectinesterasesenzyme,PE）。3.纤维素酶（cellulases）纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一类酶的总称。纤维素酶可分为酸性纤维素酶和碱性纤维素酶。产生纤维素酶的微生物有很多，

6、如真菌、放线菌和细菌等，但作用机理不同。大多数的细菌纤维素酶在细胞内形成紧密的酶复合物，而真菌纤维素酶均可分泌到细胞外。54.蛋白酶（proteases）蛋白酶是水解蛋白肽键的一类酶的总称。按其降解多肽的方式分为：内肽酶和端肽酶。（1）酸性蛋白酶它在许多地方与动物胃蛋白酶和凝乳蛋白酶相似，除胃蛋白酶外，都是由真菌产生。多数酸性蛋白酶在pH2～5范围内是稳定的，一般在pH7，40℃条件下，处理30min立即使酸性蛋白酶失活，在pH2.7，30℃条件下可引起大部分酸性蛋白酶失活。生产酸性蛋白酶的微生物有：黑曲酶、米曲霉、方斋藤曲霉、

7、金黄曲霉、、拟青霉、微小毛霉、白假丝酵母、枯草杆菌等等。中国生产酸性蛋白酶的菌种为黑曲霉。（2）中性蛋白酶中性蛋白酶的热稳定性较差，枯草杆菌中性蛋白酶在pH760℃处理15min，失活90%，栖土曲霉中性蛋白酶55℃处理10min，失活80%，而放线菌中性蛋白酶热稳定性更差，只在35℃以下稳定，45℃迅速失活。而有的枯草杆菌中性蛋白酶在pH7和温度65℃时，酶活几乎无损失。此外，钙对中性蛋白酶的热稳定性有保护作用。生产中性蛋白酶的微生物有：桔草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酱油曲霉、米曲霉和灰色链霉菌等。（3）碱性蛋白酶碱性蛋白酶是一

8、类作用最适pH9～11范围的蛋白酶，由于其活性中心含丝氨酸，所以也叫丝氨酸蛋白酶。碱性蛋白酶作用位置是要求在水解肽键的羧基侧具有芳香族或疏水性氨基酸（如苯丙氨酸、酪氨酸等）它比中性蛋白酶的水解能力更强，能水解酯键、酰胺键和转肽的能力。碱性蛋白酶较耐热，55℃下保