淀粉酶的研究进展文献综述

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1、文献综述淀粉酶的研究进展1.淀粉酶简介淀粉酶是催化淀粉、糖原转化成葡萄糖、麦芽糖及其它低聚糖的一类酶的总称，广泛应用于淀粉工业、食品工业、医药、纺织、洗涤剂、青贮饲料、微生态制剂以及酿酒等行业[1]。淀粉酶是最早用于工业化生产的酶，迄今为止仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一[2]。不同种类的淀粉酶水解淀粉会生成不同的产物。常见的淀粉酶可以分为以下几种：α-淀粉酶（EC3.2.l.1），也叫液化酶；β-淀粉酶（EC3.2.1.2）；葡萄糖淀粉酶（EC3，2.1.3），也叫γ-淀粉酶，简称糖化酶（缩写GA或G）：异淀粉酶（EC3.2.1.68）等

2、[3]。α-淀粉酶能随机地作用于淀粉的非还原端，生成麦芽糖、麦芽三糖、糊精等还原糖，所得产物的还原性末端葡萄糖单位碳原子为α构型，同时该酶能使淀粉浆的粘度下降；β-淀粉酶是从淀粉的非还原性末端切下一分子的麦芽糖，其产物还原性末端葡萄糖单位碳原子为β构型；葡萄糖淀粉酶是从底物非还原末端依次水解α-l，4糖苷键和分支的α-1，6-糖苷键，生成葡萄糖。异淀粉酶是只水解糖原或支链淀粉分支点的α-1，6糖苷键，切下侧枝链[5]。对淀粉酶的分类和作用机制研究较多，可按来源、产物的旋光度、作用机制等进行分类。但近年随着酶学性质的研究的发展，对酶的作用机制、方式

3、等研究不断取得新成果，分类学问题出现许多难点。我国在食品方面研究和应用的微生物酶估计有30多种[6]，其中淀粉酶有α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、异淀粉酶、普鲁兰酶、环糊精生成酶等。2.淀粉酶的生产2.1淀粉酶的来源　　淀粉酶的来源很广泛，可以来自于植物、动物以及微生物。大部分的淀粉酶存在于微生物中，微生物中主要的两种淀粉酶为α-淀粉酶及葡糖淀粉酶，此外，主要存在于植物中的β-淀粉酶也存在于少量微生物中。　　α-淀粉酶可以从几种细菌、真菌和酵母中分离获得。但是，由于细菌淀粉酶具有几个比较优良的特性，因此，细菌淀粉酶用的比较多，特别是淀粉液化

4、芽孢杆菌已用于工业化生产[5]。不像其他的淀粉酶，微生物仅产生少量的β-淀粉酶，有杆菌（假单孢杆菌和梭状芽孢杆菌）等。　　葡糖淀粉酶具有多种来源，植物、动物及微生物，但是，商业上所用的葡糖淀粉酶也是来源于微生物，在所有微生物中，真菌是葡糖淀粉酶的主要来源。62.2淀粉酶的生产淀粉酶的生产主要有两种方法，即液态发酵和固态发酵。由于固态发酵具有经济上和工程上的优点，因此人们常常采用这种方法生产淀粉酶。　　2.2.1α-淀粉酶的生产杆菌是α-淀粉酶的最重要的来源而且可以用于酶的生产。解淀粉芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌可以生产耐热的α-淀粉酶，同时也可以进行生

5、产酶及淀粉的水解[5]。在乳清、玉米浆以及大豆粉的基础上，开发了一些简单而又便宜的培养基用于α-淀粉酶的生产，这种培养基也可以进一步开发成为工业生产α-淀粉酶用的培养基。一些研究表明，不同的碳源会影响α-淀粉酶的产量，乳糖、葡聚糖及可溶性淀粉有利于酶的产量的提高，当使用葡萄糖时，酶的产量非常高。溶氧率也是α-淀粉酶发酵生产时的一个重要的因素，高的溶氧率可以产生大量的酶。丝状真菌是胞外酶的最大的生产者，因此，用这些菌来生产α-淀粉酶也引起人们的兴趣，嗜热真菌是α-淀粉酶最好的生产菌，调节其生长条件和培养基成分，可以使酶的产量增加。固定化细胞培养技术

6、也用于α-淀粉酶的生产，用这种技术可以极大地提高酶的产量，如将地衣芽孢杆菌固定在膜上，生产的α-淀粉酶比游离细胞产量多176%。2.2.2β-淀粉酶的生产如前所述，β-淀粉酶主要来源于植物，因此用微生物生产β-淀粉酶的工作不多。可以产生β-淀粉酶的微生物有多黏芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、假单胞菌等。人们用来自于木薯、玉米、土豆、小麦和小麦麸等的废弃淀粉作为底物来生产β-淀粉酶，发现以木萝和小麦麸为底物的β-淀粉酶产量最高；还有人用固定化细胞的方法来生产β-淀粉酶，在所有的方法中，离子化的凝胶作用于β-淀粉酶的生产最有效。2.2.3葡糖淀

7、粉酶的生产用黑曲霉以固状培养的方式生产葡糖淀粉酶已作了大量的工作，这些研究包括农副业与工业的废弃物如小麦麸、米糠等对黑曲霉生长和活性的影响，此外，这些物质及湿度还明显地影响酶的生产。一些细菌和酵母也可以生产葡糖淀粉酶。发酵罐的设计和结构也影响酶的生产，如栽培木箱36小时所产生的酶的量相当于摇瓶培养96小时所产生的酶的量。此外，培养方法不同酶的产量也不一样，如分批培养比一次投料的效果更好。2.3淀粉酶的纯化和性质6运用于医药和治疗的淀粉酶需要更高的纯度，因此，开发出一种经济有效的方法对酶进行纯化从而获得具有活性的化学纯的酶是非常重要的。传统上，对发

8、酵罐中的淀粉酶的纯化分为几个步骤：培养物的离心、用超滤法获得选择一定浓度的上清液、用硫酸铵或有机溶剂如冷乙醇获得沉淀中的酶、粗制的酶用色