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我国淀粉酶的生产及应用现状

2024.5.11

    我国酶制剂行业起步于1965年成立的无锡酶制剂厂,经过数十年的发展,技术水平有了很大的提升。但还存在酶的品种少,自主开发能力弱,后处理工艺落后等问题。与世界先进水平相比,在酶的种类和生产水平上仍有很大差距。以淀粉酶为例,目前国内生产的淀粉酶主要有以下几种:

1.中温α-淀粉酶

    由枯草芽孢杆菌7658菌株经深层发酵而成,是一种内切淀粉酶,能随机水解淀粉分子内部的α-1,4葡萄糖苷键,产生短链糊精和少量的低分子量的糖类,从而使得淀粉糊的粘度迅速下降,即"液化"作用,故又称液化酶。它水解位于分子中间的α-1,4葡萄糖苷键的概率比水解位于分子末端的概率大,它不能水解支链淀粉的α-1,6葡萄糖苷键,也不能水解紧靠1,6 分支点的α-1,4葡萄糖苷键,不能水解麦芽糖,但可以水解含有3个或3个以上α-1,4葡萄糖苷键的低聚糖,其水解速度随底物聚合度减少而降低。其最适作用温度70℃~80℃,在70℃~90℃之间,随着作用温度升高,其反应速度加快,但失活也加快。pH6.0~7.0较稳定,最适作用pH6.0~6.4,pH5.0以下失活严重。该酶已被广泛应用于啤酒、酒精、味精、淀粉糖、饲料、纺织、印染等行业,也是饲料工业中应用最广泛的淀粉酶。其缺点是最适作用温度高,为70℃~80℃, pH5.0以下失活严重。

2.糖化酶

    糖化酶又称葡萄糖淀粉酶,是由黑曲霉(Aspergilusniger)经液体深层发酵而成。它是一种外切酶,能从淀粉的非还原性未端水解α-1,4葡萄糖苷键产生葡萄糖,也能缓慢水解α-1,6葡萄糖苷键,转化为葡萄糖。水解α-1,6葡萄糖苷键的速度大约是水解α-1,4葡萄糖苷键速度的30分之一。最适作用温度是60℃~62℃,最适作用pH在4.0~5.0。产品广泛用于生产白酒、黄酒、酒精、啤酒;用于以葡萄糖作发酵培养基的各种抗生素、有机酸、氨基酸、维生素的发酵;也用于生产各种规格的葡萄糖,在饲料行业也有应用。该酶的缺点是它是一种外切酶,酶解效率低。

3.耐高温α-淀粉酶

    采用地衣芽孢杆菌(Bacillus Licheniformis),经液体发酵而成,能在较高的温度下水解淀粉分子中的α-1,4葡萄糖苷键,从淀粉分子内部任意切割成长短不一的短键糊精和少量的低聚糖,从而使淀粉糊的粘度迅速下降。若液化时间长,还会产生少量的葡萄糖和麦芽糖。最适pH范围6.0~6.2,最适温度范围95℃~97℃。主要应用于啤酒酿造、酒精生产、味精、饴糖和葡萄糖等工业。由于其作用温度太高,在饲料工业中很少有应用。

4.真菌α-淀粉酶

    真菌α-淀粉酶是由曲霉属微生物发酵产生的一种内切型α-淀粉酶。因其最适作用温度较中温α-淀粉酶低20℃~30℃左右,亦称为低温α-淀粉酶。它可以迅速水解直链淀粉和支链淀粉内部的α-1,4葡萄糖苷键,水解淀粉的产物主要是短链糊精、高含量的麦芽糖和一些低聚糖及少量的葡萄糖。真菌α-淀粉酶可以用于对淀粉液化和糖化(葡萄糖和麦芽糖),最适作用温度为45℃~55℃左右,适用pH为4.0~6.6,最适作用pH为4.8~5.4,主要应用于淀粉糖浆、低聚糖、啤酒、烘焙食品、面制品等的生产。目前,世界上有诺维信、丹尼斯克等少数几家大型酶制剂公司拥有较高的真菌α-淀粉酶生产技术,而国内真菌α-淀粉酶的生产起步较晚,发酵水平低,生产成本较高,因此在饲料行业应用不广,在一些高档饲用酶制剂中有使用。


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