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1、淀粉酶 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 1 PPT汇报王旭 资料收集张天东梁伟 PPT制作罗忠智李维松 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 2 目录 四 一 淀粉酶概述 定义淀粉酶属于水解酶类 是催化淀粉 糖元和糊精中糖苷键的一类酶的统称 广泛分布自然界中 几乎所有植物 动物和微生物都含有淀粉酶 地位是研究较多 生产最早 应用最广和产量最大的一种酶 其产量占整个酶制剂总产量的50 以上 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 3 功能 动物 动物体内淀粉酶有很多 如唾液 血清 尿淀粉酶 作用大都相同 都是分解淀粉或糖原 植物 淀粉作为植植物能源 淀粉酶将大分子分解为小分
2、子 微生物 作用同上 只不过它们不会自己合成淀粉 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 4 用途 果汁加工中的淀粉分解和提高过滤速度以及蔬菜加工 糖浆制造 葡萄糖等加工制造 药物制剂 辅料 酒 酱油等酿造物的生产 织物制造 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 5 二 淀粉酶分类 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 6 淀粉酶 按来源分 按作用方式分 细菌淀粉酶 霉菌淀粉酶 麦芽淀粉酶 淀粉酶 葡萄糖淀粉酶 脱支淀粉酶 淀粉酶 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 7 二 淀粉酶分类 1 脱支酶定义 又叫异淀粉酶 其系统命名为支链淀粉 1 6 葡聚糖水解酶 只对支链淀
3、粉 糖原等分支点有专一性 发展史 该酶最早由日本丸尾等于1940年在酵母细胞提取液中发现 以后又相继在高等植物及其他微生物中发现这种类型的酶 应用 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 8 二 淀粉酶分类 2 葡萄糖淀粉酶定义 他能将淀粉全部水解为葡萄糖 通常用做淀粉的糖化剂 故习惯上称之为糖化酶 分布 葡萄糖淀粉酶只存在于微生物界 许多霉菌都可以生产葡萄糖淀粉酶 应用 一种重要的工业酶制剂 年产量约70000t 是中国产量最大的酶种 该酶广泛用于酒精 酿酒以及食品发酵工业中 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 9 二 淀粉酶分类 3 淀粉酶定义 又称为麦芽糖苷酶 是一种外切酶
4、他作用于淀粉时从淀粉链的非还原端开始 作用于 1 4 糖苷键 由于作用于底物时发生沃尔登转位反应 使生成的麦芽糖由 型转为 型 故称 淀粉酶 分布 淀粉酶广泛存在于大多数高等植物中 大麦 小麦 甘薯和大豆等 哺乳动物中不存在 淀粉酶 微生物 淀粉酶直到1974年才被发现 从此研究微生物来源的 淀粉酶开始活跃起来 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 10 二 淀粉酶分类 3 淀粉酶应用 在食品工业中作为糖化剂用于麦芽糖浆 啤酒 面包等制造 在医药工业上用于制造麦芽糖化酶 还可与 淀粉酶作为消化剂 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 11 二 淀粉酶分类 4 淀粉酶定义 淀粉酶 所
5、产生的还原糖在光学结构上是 型的 所以叫做 淀粉酶 以随机作用方式切断淀粉 糖原 寡聚或多聚糖分子内的葡萄糖苷键 产生麦芽糖 低聚糖和 1 4葡萄糖等 分布 普遍分布在动物 植物和微生物中 是一种重要的淀粉水解酶 是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 12 二 淀粉酶分类 淀粉酶是一种十分重要的酶制剂 大量应用于粮食加工 食品工业 酿造 发酵 纺织品工业和医药行业等 是应用最为广泛的酶制剂之一 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 13 三 生产工艺及其注意事项 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 14 淀粉酶 淀粉酶 淀粉酶生产工艺
6、芽孢杆菌产生 淀粉酶分液化型和糖化型 目前只有液化型有用 我国淀粉酶工业使用得是枯草杆菌BF 7658 微生物制备酶制剂具有产量高 易分离和精制 成本较低 从动物或植物中提取 成本高 产量低 不能实现工业化 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 15 真菌 淀粉酶VS细菌 淀粉酶 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 16 淀粉酶生产工艺 生产方法 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 17 固体曲法生产 霉菌为主 液体深层发酵法 细菌为主 固体曲法生产 霉菌 以麸皮为主要原料 添加少量米糠或豆饼的碱水浸出液作为补充氮源 在相对湿度90 以上 芽孢杆菌用37 曲霉用32 35
7、 培养36 48h后 立即在40 左右烘干或风干即得工业用的粗酶 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 18 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 19 淀粉酶的固态发酵生产 活化菌种 摇瓶扩培 厚层通风培养 麸曲 烘干 粗酶产品 抽提 过滤 沉淀 离心 脱水 烘干 调配 成品 生产流程 保藏菌种 液体培养法生产 淀粉酶以麸皮 豆饼 米糠和玉米浆等作为主料 添加硫酸铵 氯化铵等无机氮作为补充氮源 此外还要添加镁盐 磷酸盐和钙盐等 发酵液中固形物的含量为5 6 最高可达15 为了降低发酵液的黏度 利于氧的溶解和菌体的生长 可以加入适量 淀粉酶进行液化 霉菌32 细菌37 通气搅拌的时
8、间为24 48h 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 20 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 21 淀粉酶的液态深层发酵生产 生产流程 活化菌种 摇瓶扩培 种子罐扩培 发酵液 板框压滤 滤液 沉淀 干燥 调配 成品 絮凝 发酵罐发酵 活化培养基 麸皮5 豆饼粉3 蛋白胨0 25 琼脂2 溶解过滤后分装试管 灭菌20min即可 菌种移植后35 培养48h 种子培养基 豆饼1 蛋白胨0 4 酵母膏0 4 氯化钠0 05 溶解后调pH值7 1 7 2 灭菌20 30min 麸曲培养基 麸皮70 米糠20 木薯粉或豆饼粉10 烧碱0 5 加水使含水量达60 左右 蒸煮1h 冷却到38
9、 40 即可 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 22 厚层通风培养 麸曲培养基冷却到38 40 接入0 5 左右的种子 拌匀后在厚层通风培养室内38 41 下 培养20h左右出曲风干即得粗晶 精制 麸曲用1 食盐水浸泡3h 用量3 4倍 然后过滤 调滤液pH至5 5 6 0 然后加入冷至10 的酒精使最终浓度为70 沉淀酶 沉淀经离心 无水酒精洗涤脱水后 25 下烘干粉碎 加入填充料等即为精制酶制剂 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 23 影响因素 可使用单因素正交实验进行优化 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 24 培养基成分 菌种生长时期 温度 PH 金属离子
10、 溶氧量 通气 淀粉酶的生产工艺 植物提取 主要从大麦 小麦和大豆中提取 微生物生产 目前研究主要是芽孢杆菌的腊状芽孢杆菌 多粘芽孢杆菌 巨大芽孢杆菌 环状芽孢杆菌和链霉菌 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 25 植物提取 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 26 原料 浸泡 活化 过滤 超滤浓缩 吸附 沸腾干燥 粉碎 混粉 化验 包装 植物提取 活化 使用某些离子 或一些激活剂处理 使得酶的活性增强混粉 就是把粉体混均匀 混分时间就是把粉体混均匀的时间 验证混粉效果 用激光粒度仪 松装比 光谱仪去测试分布 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 27 微生物生产 参照 淀粉酶生产工艺 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 28 习题 1 淀粉酶存在于 A 高等植物B 动物C 微生物D ABC2 做培养基优化使用 3 脱支酶作用位点 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 29 北京联合大学生物化学工程学院生物1101B 30 欢迎指导 拒绝吐糟
