第四章 第五节糖化酶.ppt

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1、第四节葡萄糖淀粉酶葡萄糖淀粉酶[Glucoamylase,系统名为淀粉a-1，4葡聚糖葡萄糖水解酶，a-1，4–Glucanglucohydrolase（EC3.2.1.3）]，它被大量用作淀粉糖化剂，习惯上简称糖化酶。一、葡萄糖淀粉酶的性质1、糖化酶的一般性质糖化酶的适宜为pH3.5-5.0，最适pH为4.5，适宜的催化反应温度50℃～60℃，最适温度为60℃。2、糖化酶生产菌种及其酶系工业上用得最广的菌种为：根霉、黑曲霉、泡盛曲霉、根霉等。由此可见霉菌是生产糖化酶的主要生产菌种。各种菌种麸曲抽提液水解可溶性淀粉的

2、酶活性类型酶活性a-淀粉酶糖化酶葡萄糖苷转移酶非发酵性糖生成量米曲霉6.600.370.03少黑曲霉0.845.061.19中泡盛曲霉3.302.620.90多德氏根霉2.06.00少3、糖化酶的类型：①多数黑曲霉产生的糖化酶水解淀粉到80%便终止作用，而大多数的根霉糖化酶可以水解到100%，前者称为黑曲霉型糖化酶，后者称为根霉型糖化酶，这两类糖化酶对各种底物的水解能力有很大差异。②黑曲霉糖化酶的耐酸性及耐热性比米曲霉强4、淀粉中磷酸根对糖化酶活性的影响根茎植物淀粉分子中含有较多的磷酸，妨碍了曲霉型糖化酶的糖化力。根

3、茎植物（如马铃薯）淀粉分子中的磷酸，主要以葡萄糖-6-磷酸或其它形式存在。曲霉型糖化酶水解淀粉时，其中有一部分淀粉只能生成极限糊精，而大大影响淀粉的水解率。若将糖化酶与a-淀粉酶、磷酸酯酶一起作用，则随着游离磷的增加黑曲霉型糖化酶照样可以将淀粉水解进行到底。因此可以认为黑曲霉和根霉这两类糖化酶的水解力之所以不同，原因之一是淀粉中含有磷酸酯键。单独用糖化酶与磷酸酯酶，不能水解马铃薯糖化极限糊精，但在a-淀粉酶存在时，可使之成为小分子含磷糊精，经磷酸酯酶脱酶和糖化酶作用而水解。5、生淀粉的水解力黑曲霉糖化酶可分为能被淀粉

4、吸附的糖化酶Ⅰ和不被吸附的糖化酶Ⅱ两个部分。前者能将糯米淀粉和糖原β-极限糊精100%水解，而且可水解生淀粉；而后者对糯米淀粉的水解弱，其水解分枝更多的糖原β-极限糊精的能力更弱。根酶糖化酶对生淀粉水解力和吸附力较强。（提示：糯米淀粉含较多的支链淀粉）二、影响糖化酶生产的因素1、菌种繁殖方法对产酶的影响培养基：保存菌种的斜面培养基对产酶与孢子形成有影响。Novo公司报道将黑曲霉在麦芽汁斜面保藏传代6次后糖化酶活性下降50%，但若在察氏斜面反复移植时，糖化酶活性仍保持不变，只是孢子形成能力随着传代次数增加而减少。因此，

5、交替使用两种斜面，不仅孢子密集，糖化酶活性也可以保持原有水平。培养温度：将黑曲霉接种在察氏培养基中，34℃培养具有形成孢子的能力，而升高温度无论孢子着生还是糖化酶活性的生产均无影响，因此认为用察氏斜面时，采用30℃培养为宜。2、促进剂的效果许多研究表明，向黑曲霉或根霉培养基中添加少量某些物质可促进产酶。如①0.1%糖酯，或Span等分子中以-OH基为主的含硫疏水性基团。②脂肪酸和酯类③0.01%植酸质、植酸钙、肌醇以及谷氨酸等氨基酸。④微量元素：钼盐、铬盐等。3、去除葡萄糖苷转移酶的方法由于葡萄糖苷转移酶严重影响葡萄

6、糖收率，异麦芽糖还有碍葡萄糖的结晶，因此我们研究用以下方法去除转苷酶。①调节pH法：调节pH使转苷酶失活的最简便方法。因为无论是哪一种糖化酶，它们的最适pH值均为酸性，黑曲霉C-5-11为4.5，黑曲霉165为3～3.5。一般当pH值倾向中性时，a-淀粉酶、转苷酶活性高，而糖化酶活性低；当pH值倾向于酸性时，糖化酶活性高，而另两种酶的活性降低。在实际操作中若发酵液中盐分浓度低，则可在pH2以下,在室温放置使转苷酶失活；若发酵液中无机盐浓度达0.5M，pH过低或时间过长也会引起糖化酶的失活。可将发酵液调节pH2.25-

7、2.75，5℃放置7天可去除转苷酶.②吸附法：向发酵液中加入非水溶性的试剂，依靠分子之间的吸附作用将转苷酶除去。该法选择性差，易造成糖化酶的损失。如黑曲霉7的发酵液，在pH2.5-2.8，4%酸性白土处理，糖化液的DE由86.9%升到96%，但糖损失了10-20%。常用吸附剂有MgSiO3、硅藻土、蒙脱土（Mg.CaAlSiO5O16）③加入表面活性剂常用试剂为烷基苯磺酸钠、木素、单宁酸等，能有效去除转苷酶。如在黑曲霉发酵液在pH2-4，加入0.01-0.5%十二烷基硫酸镁、二辛基琥珀酸磺酸钠等，15-40℃处理数分

8、钟可除去转苷酶。④杂多酸活高分子共聚物沉淀法杂多酸是磷钼酸、磷钨酸、磷钒酸、硅钼酸、硼钨酸、硼钒酸、硅钨酸、硅钒酸或它们的混合物。处理时，当pH低于2.5则糖化酶也被沉淀，pH高于3.5，则无效，因此在工业生产中，在pH2.5-3.5向黑曲霉加入0.075-0.45%的杂多酸，37℃搅拌30min，其糖化酶的回收率可达98%以上。⑤添加氯仿沉淀