资源描述：
《米曲霉生产糖化酶初稿》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、年产2000吨糖化酶工艺设计论文一、绪言1.1糖化酶简介1.1.1糖化酶特性及性状葡萄糖淀粉酶又称γ一淀粉酶,简称糖化酶，是由一系列微生物分泌的，具有外切酶活性的胞外酶，是一种含有甘露糖、葡萄糖、半乳糖和糖醛酸的糖蛋白。一般真菌产生的糖化酶稳定性比酵母高,细菌产生的糖化酶耐高温性能优于真菌。一般糖化酶都具有较窄的pH值适应范围,但最适pH一般为4.5～6.5，糖化酶最适反应温度为40~60℃，糖化酶的等电点一般范围在pH3.7~7.4，这一性质具有种属特异性。糖化酶对底物的水解速率不仅取决于酶的分子结构,同时也受到底物结构及大小的影响，碳链越
2、长,亲和性越大。糖化酶主要作用于a-1,4糖苷键,对a-1,6和a-1,3糖苷键也具有活性作用。糖化酶对底物的亲和力,除了与酶本身的结构有关外,还与寡糖链本身的长度有关。因此，糖化酶在工业上有广泛的应用。糖化酶为米黄色粉末，液体糖化酶为棕黄色液体。其有效成分为水溶性的酶蛋白分子，在50℃以下较稳定，在50℃下保温2小时酶活性损失3%,60℃半小时以上，酶活性损失显著增加。在液体中，pH为3.5-4.5时，耐热性较强；pH2.5以下时，酶的耐热性最差。糖化酶制品随作用温度升高而活力增大，超过60℃时又随作用温度升高而获刑急剧下降，本品最适合作用
3、温度为60℃，最适合pH在4.5左右。1.1.2糖化酶结构及作用机制糖化酶是一种含甘露糖、葡萄糖、半乳糖和糖醛酸的糖蛋白。它的分子量为60000～100000。糖化酶是糖苷水解酶的一种,它一般由催化域(catalyticdomain,CD)、淀粉结合域(Starch-bindingdomain,SBD)及连接CD与SBD的O-糖基化连接域(O-glycosylatedlinkerdomain)组成。黑曲霉、泡盛曲霉和子囊菌酵母糖化酶的催化域构型类似,都有12股α-螺旋参与折叠成“桶状”结构[6]。淀粉结合域对糖化酶的功能有很大影响,如果缺失会
4、让水解非水溶性底物的速度明显降低,而降解水溶性底物的速度不变。SBD上有两个结合位点,可以结合两分子的底物。SBD扭转了淀粉链的方向,使更多底物向催化域中心靠近。糖化酶的连接域(Linkdomain)起连接CD与SBD的作用,连接域一般被O-糖基化修饰。糖化酶作用于淀粉、糊精、糖原分子的非还原型末端,依次切开α-1,4糖苷键,生成葡萄糖。糖化酶底物专一性较低,除了能从非还原性末端断裂α-1,4糖苷键外,也能水解α-1,6糖苷键和α-1,3糖苷键,但是相对水解速度较慢,水解α-1,6糖苷键的比速率仅为α-1,4糖苷键的0.2%。它们也能作用于支
5、链淀粉的α-1,6键,但是速度也很慢,因此分解产物都是葡萄糖。糖化酶对淀粉的分解能力与酶活力、吸附性、解支能力、原料的性质、温度、pH等糖化工艺条件有关。底物的水解速率主要受底物分子的大小及结构的影响,同时也受水解碳链序列中下一个键的影响。其底物亲和性与底物的碳链长度呈线性关系,碳链越长底物亲和力就越大;糖化酶所水解的底物分子越大其水解速度就越快,而且酶的水解速度还受到底物分子排列上的下一个键影响,邻近α-1,4链的α-1,6糖苷键较独立的α-1,6链更易被打开。1.1.3糖化酶的应用糖化酶用于以葡萄糖作发酵培养基的各种抗生素、有机酸、氨基酸
6、、维生素的发酵；还大量用于生产各种规格的葡萄糖。它在食品生产中有广泛的应用。我国传统酿酒生产大多使用淀粉质原料,以曲为糖化剂,采用固态发酵法,但成本高,出酒率低。糖化酶的应用使粮醅入酵后发酵升温快,幅度大,提高原料的出酒率,缩短发酵周期。在湘泉浓香型白酒的混蒸混烧工艺中添加糖化酶,结果发现有助于提高己酸乙酯的含量,抑制乙酸乙酯的生成,取得了产量与质量的双赢。在混蒸混烧工艺中添加糖化酶,在转型时可以明显缩短转型期,在生产中可以使酒醅发酵更彻底、更充分,提高出酒率。糖化酶应用于黄酒生产，出酒率高达92.06%,感官鉴定也得到了优。传统小曲酒的生产
7、,通常是以传统小曲作为糖化剂,采用先培菌糖化后发酵工艺,有学者用糖化酶代替部分小曲作为发酵剂,同时对培菌糖化的时间、温度、用曲量进行了研究,对提高淀粉的利用率和小曲的产量均有增长。在啤酒生产上可以应用糖化酶,采用多温度段糖化工艺,提高了麦汁可发酵糖的比例,制成了风味独特的干啤酒。在食用醋生产中,应用糖化酶可以解决企业自制酒母质量不稳定和夏季高温等生产难题,使食用醋生产正常进行。糖化酶在天然产物提取中也有一定的作用。因为皂素在植物中大多以糖苷的形式存在,游离的甙元极少,为了提高皂素的收率,可以在酸水解之前先对黄姜原料进行酶解,这样既可以减少酸用
8、量,又能明显地提高皂素的收获率与质量。山药汁容易沉淀并有令人难以接受的臭味。针对这个问题有研究人员将山药干片先用水提取,然后再用酶水解,应用此工艺加工出来的山药汁,
