淀粉酶课件.ppt

α-淀粉酶 1 ?糖酶:是裂解多糖中,将单糖结合在一起的化学键,使多糖降解成较小的分子的酶;还能催化唐单位结构上的重排,形成新的糖类化合物——转糖苷作用。?糖酶包括淀粉酶、转化酶、乳糖酶、纤维素酶、果胶酶等。 2 淀粉酶是能催化淀粉水解或麦芽糖或葡萄糖的一类酶的总称。淀粉酶作用于淀粉、糖原和多糖衍生物。它广泛分布于自然界。可以将淀粉酶分成三类: α-淀粉酶,它从底物分子内部将糖苷键裂开; β-淀粉酶,他从底物的非还原性末端将麦芽糖单位水解下来;葡萄糖淀粉酶,它从底物的非还原性末端将葡萄糖单位水解下来。 3 淀粉水解的产物即可用在一系列加工食品及饮料中, 同时提供了发酵工程的广阔碳源,形成了淀粉加工工业的基础。和酸法水解相比较,酶法水解的优点是:生成的副产物少,因而无异味,由于酶的特殊性,因而获得甜味,渗透压及抗结晶性等方面理想的均一的终产物,而且酶促水解的产量较高,且可避免糖的焦化。?淀粉酶广泛存在于动植物种,它是迄今研究最多, 应用最广的酶之一。最初仅限于医药用消化剂及棉布退浆,现在已扩大到食品加工,水果加工, 酒精制造,酒类酿造,味精生产,抗生素工业, 生化试剂等方面。特别是 60 年代以来,由于酶法生产葡萄糖,以及用葡萄糖生产异构糖浆的大规模工业化,使淀粉酶的需求量越来越大,几乎占整个酶生产总产量的一半以上。 4 ?α-淀粉酶( α- amylase )的标准名称是:α- 1, 4 -葡聚糖- 4 -葡聚糖水解酶,编号: , 分子量为 50000 左右。?每个α-淀粉分子中都含有一个 Ca 2+ ,钙离子对酶分子的结合时非常牢固的,结合常数达到 10 12 ~10 15 L/mol 。只有在低 Ph 和同时存在螯合剂的条件下,才能将钙离子除去。虽然 Ca 2+没有直接参与形成酶-底物络合物,但它维持酶的最适宜构象的作用,从而使酶具有最高活力和最高的稳定性。事实上,存在于淀粉中的微量钙已足以活化酶分子,为了使酶在高温下具有最高的稳定性, 在使用时加入钙盐还是适宜的。 5α-淀粉酶的作用机制及过程?作用机制: α-淀粉酶作用于淀粉时,将α- 1, 4 糖苷键裂开,而产物的构型保持不变。?然而从多黏杆菌得到的α-淀粉酶例外,它以外切的方式作用于淀粉,而寡糖产物的异头碳具有β-构型。虽然已经证实,酶分子中的一个羧基和咪唑基参与裂开糖苷键的催化作用。但是有关α-淀粉酶的作用机制还没有完全搞清楚。?作用过程:( 1)以直链淀粉为底物时,反应一般按两个阶段进行,首先,直链淀粉快速地降解:产生寡糖,这基本是α-淀粉酶以随机的方式作用于淀粉的结果。第二阶段的反应比第一阶段要慢得多。包括寡糖缓慢地水解生成最终产物葡萄糖和麦芽糖,第二阶段的反应不遵循第一阶段随机作用的模式。?(2)作用于支链淀粉时产生葡萄糖、麦芽糖和一系列α- 限制糊精,后者都含有α-1,6糖苷键。 6α-淀粉酶的同工酶?用电泳和离子交换色谱可以将哺乳类动物的α-淀粉酶分离成两个同工酶。?在人的唾液的α-淀粉酶的同工酶之间,未检出氨基酸组成上的差别,而他们在物理化学性质上的差别是由于酶分子中不同的碳水化合物的含量所造成的。 7影响因素? pH :α-淀粉酶的活力-pH 图是典型的钟形曲线,在 ~ 之间具有最高活力。然而对于不同来源的α-淀粉酶,它们的活力-pH 曲线的形状和最适 pH 的位置都有差别。?温度:在于钙相结合的条件下, α-淀粉酶的热稳定性高于β-淀粉酶, α-淀粉酶的高耐热性质在食品加工中式很重要的。不同来源的α-淀粉酶具有不同的耐热性。?在实际应用方面,可根据α-淀粉酶的热稳定性将它们分成耐热α-淀粉酶和不耐热α-淀粉酶。在耐热α-淀粉酶中, 由淀粉液化芽孢杆菌和地衣形芽孢杆菌生产的酶制剂广泛应用于食品加工工业。不耐热α-淀粉酶主要由米曲霉生产,用于紧接在淀粉液作用后的糖化过程。 8 ?α-淀粉酶以随机的方式作用于淀粉,因而酶反应的动力学比 Michaelis-Menten 方程索描述的要复杂得多。?实验结果表明, α-淀粉酶水解葡聚糖的速度随聚合度的减小而很快地下降。它水解线性葡聚糖(直链淀粉)的速度比水解分支分子(支链淀粉和糖原)要高。?一般以底物降解的速度表示α-淀粉酶的活力。测定方法主要有:测定底物与碘显色能力下降的速度;测定底物浓度粘度下降的速度。 9 ?工业α-淀粉酶的 3种提取方法: ?一、硫酸铵盐析法或酒精沉淀法,还要经过过滤,干燥和粉碎制的酶制剂粗品。?二、在发酵剂中加入一定量的稳定剂,直接喷雾干燥。?三、在淀粉吸附回收酶,干燥后出售。 10