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1、-淀粉酶在食品行业的应用研究摘要：-淀粉酶作为淀粉酶的一种，广泛应用于工业生产，在食品、医药、造纸、酿造以及饲料等工业中发挥着越来越重要的作用。文章综述了 -淀粉酶的酶学性质和在食品工业的应用，以及对 -淀粉酶未来发展的思考，如何进一步研究，使其应用价值得到更好的发挥。关键词：淀粉酶；-淀粉酶；应用；展望。1 概述淀粉酶（amylase，Amy， AMS） ，广泛存在于自然界，几乎所有的植物、动物和微生物都含有淀粉酶。依据对淀粉作用方式的不同分为：-淀粉酶、-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、支链淀粉酶和异淀粉酶等；而根据淀粉酶来源的不同又可以分为：细菌淀粉酶、真菌淀粉酶、动物淀粉酶和植物淀粉酶 1。其中
2、，-淀粉酶（ -amylase）属于葡萄糖水解酶家族 13（GH13） ，国际酶学分类编号为 EC 3.2.1.12，能随机切开淀粉、糖原等大分子内部的 -1,4-葡萄糖苷键，将其水解成糊精、低聚糖和葡萄糖等一系列小分子 3,4，使淀粉黏度迅速下降 。由于产物的末端残疾 C 原子为 构型，故称 -淀粉酶 5。不同来源的 -淀粉酶性质有一定的区别，工业上主要是应用真菌和细菌产生的 -淀粉酶。2-淀粉酶性质由于 -淀粉酶来源广泛，其酶学和理化性质会有一定区别，为了满足不同工业生产需要，需要充分了解所使用 -淀粉酶的来源以及其性质，主要有以下三个方面：2.1 温度和 pH 值不同温度和 pH 值条件
3、下，-淀粉酶的活力会有所不同，只有在最适温度和 pH 值条件下，酶的稳定性最好，其活力最强，才能更好地发挥作用 6,7。2.2 底物和其他酶类一样，-淀粉酶也具有底物特异性，不同来源的淀粉酶反应底物各有不同，-淀粉酶对淀粉及其衍生物具有高度的特异性。2.3 金属离子-淀粉酶中含有金属离子 Ca2+，可以维持酶本身的特殊构象，保证酶的活性和稳定性，一旦被其他金属离子取代，酶活性将受到影响。但也有报道称Ca2+是否游离对酶的活性没有影响 8。3 应用各种酶制剂在食品工业中，已经有上百年的应用历史，已经广泛应用于食品、医药、酿造、纺织等工业生产中。而现代酶工程技术的快速发展，又使得酶制剂生产工艺不断
4、改善、效率提高、成本降低，从而获得更大的经济效益；通过利用微生物和基因工程等技术，还可以根据实际需要，获得能在不同温度和不同酸碱性环境中工作的 -淀粉酶。3.1 面粉烘烤最近几十年，-淀粉酶已经被广泛应用于焙烤工业中 9。焙烤工业中使用的酶制剂有很多种，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪氧化酶、乳糖酶、普鲁兰酶等，在面粉、蛋糕、饼干等焙烤食品制作过程中发挥着不同的重要作用。其中，尤其是 -淀粉酶，更是有着不可取代的地位。在面包加工过程中，添加 -淀粉酶不仅可以增大面包体积，改善表皮色泽和口感，提高柔软度，还可以延长保质期等 10。热稳定性 -淀粉酶在高温时发挥作用，不仅增加发酵率，使淀粉液化完全，提高面粉
5、中的糖含量，改善口感和质地，而且用量少操作简单 11；与普通 -淀粉酶比较，不受温度影响，从而不会导致面包过度液化，使口感变差 12,13。中温 -淀粉酶的最适作用温度为5070，与面包糊化温度相近，可以有效控制面包的糊化程度，使淀粉水解成聚合度合适的糊精，而这种聚合度的糊精又具有抗老化的作用。婴幼儿胃肠道功能还不是很完善，因此，对饮食的可消化性要求严格，尤其是对谷物类的食品。由于传统工艺生产加工的谷物类食品淀粉水解程度较难控制，而婴幼儿因为胃肠内淀粉水解酶较少，对谷物类等含淀粉量较多的食品消化吸收能力差，容易引起胀气和腹泻等消化问题。在谷物类淀粉中加入中温-淀粉酶，可以有效控制淀粉水解程度，
6、同时保证其营养成分不被破坏，增强了婴幼儿对谷物类营养物质的消化和吸收。与传统的食品添加剂（化学试剂、奶粉、糖酯、卵磷脂、抗氧化剂等）比较，酶制剂在焙烤过程中，具有更好的改良和抗老化作用，如 -淀粉酶、普鲁兰酶、去分支酶、-淀粉酶等，单一使用或者几种酶制剂混合使用，不仅可以改善口感、色泽，延长保质期，而且安全健康。已知中温淀粉酶已经应用于面包、果汁、葡萄糖等多种食品的生产加工 14,15。目前, 焙烤工业使用的 - 淀粉酶主要来自大麦麦芽、真菌和细菌。早在1955 年美国就已经将真菌源的 -淀粉酶作为面包添加剂。英国在 1963 年也再次证明了 -淀粉酶等酶制剂作为食品添加剂的安全性 16。3.
7、2 淀粉加工淀粉具有来源广、价格低、口感佳等优点，作为食物和能量的一个主要来源，被广泛使用。淀粉原料，通过酶的作用，转化成方便实用和使用的产品。其中耐高温 -淀粉酶，克服了普通 -淀粉酶作用温度的限制，具有较高的反应温度（最适温度为 9095） ，反应速度快、作用力度强，不仅用于淀粉加工行业，而且已经广泛应用于酒精、发酵、纺织和制药等行业。3.3 啤酒酿造和酒精生产在酿造啤酒的原料中加入 -淀粉酶，可以加快原料的液化，增加辅料，特别是在麦芽糖化力较低的情况下，可以提高原料的利用率，降低生产成本；同时使用 -淀粉酶和 -淀粉酶效果更加更明显，在节粮、节能的同时，进一步提高了经济效益 17。在酒精
8、生产过程中，添加 -淀粉酶，可以有效控制蒸煮温度，节约煤炭和冷却水的使用量，同时提高了原料的利用率，酒精品质也得到改善 18。4 展望早在 1948 年 -淀粉酶就已经开始商业化应用，作为治疗鲜花紊乱的药物辅助剂。目前，- 淀粉酶已经广泛应用在食品加工工业中，包括淀粉加工、乳品加工、果蔬加工、蛋白质加工、面粉的烘烤加工和酿酒工业中等。作为一种节能环保且高效的酶，如何将其潜在价值发挥到最高，是未来研究过程中需要努力的方向。有研究发现 -淀粉酶在一些酸性和高温环境条件下仍然可以保持高度酶活性，这一特性可以满足现代工业发展的更多需要。而微生物来源的 -淀粉酶，逐渐成为工业生产的重要来源 19。通过基
9、因改造和菌种选育等方法 20，也可以实现对 -淀粉酶实现定向化技术和结构改造，从而满足更多的工业生产需求。参考文献：1 Souza P M. Application of microbial -amylase in industry-A reviewJ. Brazilian Journal of Microbiology, 2010, 41(4): 850-861.2 Robyt J F, French D. The action pattern of porcine pancreatic -amylase in relationship to the substrate binding si
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