文献综述
生物科学
产淀粉酶的微生物的研究
摘要
[摘要]海洋是生物新型药物和其他具有独特药用价值的生物活性物质的重要源泉，其代谢产物多具有新颖的化学机构和独特的生理功能，包括萜类、甾醇类、生物碱类、甙类、多糖、肽类、核酸、蛋白质、酶类等[1]，本文主要综述了目前产淀粉酶菌株的筛选的主要方法，以及菌种的酶活力测定的几种方法，分析其原理及一些影响因素，并根据各自的应用范围和条件，从中挑选出适合本实验的实验方法，让自己少走弯路，提高实验的效率。
[关键词] 淀粉酶；菌株筛选；酶活力
1 淀粉
淀粉是葡萄糖的高聚体，在餐饮业又称芡粉，通式是(C6H10O5)n，水解到二糖阶段为麦芽糖，化学式是（C12H22O11），完全水解后得到葡萄糖，化学式是（C6H12O6）。淀粉有直链淀粉和支链淀粉两类。淀粉是植物体中贮存的养分，贮存在种子和块茎中，各类植物中的淀粉含量都较高。
淀粉是粮食作物中含量最高的营养成分，除了可直接作为食物外，对淀粉进行深加工还可以生产葡萄糖、果糖、低聚糖等，以淀粉质原料及其水解产物为基质经过发酵可以生产乙醇、啤酒、味精、有机酸等食品与化工产品，因此淀粉深加工工业是国民经济中一个庞大的基础工业体系，合理开发利用淀粉原料对于提高农产品的附加值、提高农民收入具有十分重要的意义[2]。
2 淀粉酶
淀粉酶是一种用途极广的生物催化剂，广泛应用于造纸、食品和医药工业中[3],如饴糖、啤酒、黄酒、葡萄糖、味精、抗生素等行业；用于对高质量的丝绸、人造棉和化学纤维的退浆；可制成不同品种的工业酶、医用酶和诊断酶等。在洗涤剂工业中，淀粉酶与碱性蛋白酶、脂肪酶一起添加于洗衣粉中制成多酶洗衣粉等，具有极广泛的用途[4]。
淀粉酶是水解淀粉和糖原酶类的总称[5]，它广泛存在于动植物和微生物中。淀粉作为农业第一大产品，其原料深加工是粮食与食品加工中的重要组成部分。淀粉是发酵工业的主要原料,通过发酵可以生产出众多产品，如乙醇、甘油、有机酸、氨基酸、酶等，也可以生产高附加值的生物制剂和药品。通过对淀粉的生化处理可以提高淀粉产品的附加值，这些都需要淀粉酶的参与。淀粉酶是最早用于工业化生产并且迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一[6]。
淀粉酶是重要的酶制剂，具有巨大的应用价值。淀粉酶广泛存在于微生物、植物和动物体中目前已广泛应用于食品、发酵、畜牧业生产、谷物加工、纺织、造纸、轻化工业、医药和临床分析等领域[7-9]。
常见的淀粉酶可以分为以下几种：α－淀粉酶（也叫液化酶）、β－淀粉酶、葡萄糖淀粉酶（也叫γ－淀粉酶，简称糖化酶）、异淀粉酶等[10]。
α－淀粉酶从淀粉分子内部水解α－1,4糖苷键，而对淀粉分子的α－1,6糖苷键不能水解，但它可跨越α－1,6糖苷键，对分子内的α－1,4糖苷键起作用，且水解α－1,4糖苷键的先后次序是无规律的。α－淀粉酶水解直链淀粉的最终产物是麦芽糖与葡萄糖，而其水解支链淀粉的最终产物是麦芽糖、葡萄糖和异麦芽糖。α－淀粉酶作用于淀粉内部切开α－1,4糖苷键，而生成糊精和还原糖，产物的末端残基碳原子构型为α构型，故称α-淀粉酶。它是一种重要的酶制剂，广泛应用食品工业、饲料工业、发酵工业及纺织工业等等。目前α-淀粉酶的生产主要利用微生物发酵。α-淀粉酶产生菌主要有细菌（如枯草杆菌、地衣芽孢杆菌等等）和真菌（如黑曲霉、米曲霉和根霉等等）。国内外目前主要利用细菌发酵生产α-淀粉酶。真菌α-淀粉酶可以改善面团的发酵特性和面包的贮藏特性，被开发为一种重要面包品质改良剂，因此开发安全、高活性、优特性的真菌α-淀粉酶成为研究热点[11]。
β－淀粉酶从淀粉分子的非还原性末端开始,水解相间隔的α－1,4糖苷键，依次切下一个麦芽糖分子。β－淀粉酶也只能水解α－1,4糖苷键，而不能水解α－1,6糖苷键，且不能跨越α－1,6糖苷键，遇此键水解作用就停止。β－淀粉酶水解直链淀粉时，使直链淀粉分子逐渐缩短，麦芽糖生成速度较慢。而其水解支链淀粉时，因支链淀粉分支较多，非还原性末端较多，故麦芽糖生成速度较水解直链淀粉时快得多。但因β-淀粉酶对α－1,6糖苷键既不能水解,也不能跨越，
所以它只能对分支点以外的部分起作用,产生相当于支链淀粉总量的50%～60%的麦芽糖，而对分支点以内的部分不能水解，此剩余部分称为极限糊精。
葡萄糖淀粉酶从淀粉分子的非还原性末端开始,逐次切下一个个葡萄糖。它不仅能水解α-1,4糖苷键，而且能水解α-1,6糖苷键和α-1,3糖苷键，只是水解后两者的速度较前者要慢得多，因此，葡萄糖淀粉酶作用于直链淀粉和支链淀粉时，能将它们全部水解为葡萄糖。
3 产淀粉酶菌株的筛选方法
微生物对于大分子物质如淀粉、蛋白质和脂肪不能直接利用，必须依靠产生的胞外酶将大分子物质分解后，才能被微生物吸收利用。胞外酶主要为水解酶，通过加水裂解大分子物质为较小化合物，使其能被运输至细胞内。有些细菌具有合成淀粉酶的能力，可以分泌胞外淀粉酶，淀粉酶可以使淀粉水解为麦芽糖和葡萄糖,淀粉水解后遇碘不再变蓝色。
1、准备淀粉培养基平板：将熔化后冷却至50℃左右的淀粉培养基倒入无菌平皿中,待凝固后制成平板。
2、接种：用记号笔在平板底部划成两部分，在每部分分别写上菌名,用接种环取少量的待测菌，点接在培养基表面的相对应部分的中心。
3、培养：将接种后的平皿置于37℃恒温箱培养24h。
4、检测：取出平板,打开平皿盖，滴加少量的碘液于平板上，轻轻旋转，使碘液均匀铺满整个平板。菌落周围如出现无色透明圈，则说明淀粉已经被水解，表示该细菌具有分解淀粉的能力。可以用透明圈大小说明测试菌株水解淀粉能力的强弱。
4.微生物的形态观察
4.1细菌的革兰氏染色法
革兰氏染色法是1884年由丹麦病理学家Christain Gram氏创立的，而后一些学者在此基础上作了某些改进。革兰氏染色法是细菌学中最重要的鉴别染色法。
革兰氏染色法的基本步骤是：先用初染剂结晶紫进行染色，再用碘液媒染，然后用乙醇（或丙酮）脱色，最后用复染剂（如番红）复染。经此方法染色后，细胞保留初染剂蓝紫色的细菌为革兰氏阳性菌；如果细胞中初染剂被脱色剂洗脱而使细菌染上复染剂的颜色（红色），该菌属于革兰氏阴性菌。
革兰氏染色法将细菌分为革兰氏阳性和革兰氏阴性，是由这两类细菌细胞壁
的结构和组成不同决定的。实际上，当用结晶紫初染后，象简单染色法一样，所有细菌都被染成初染剂的蓝紫色。碘作为媒染剂，它能与结晶紫结合成结晶紫一碘的复合物，从而增强了染料与细菌的结合力。当用脱色剂处理时，两类细菌的脱色效果是不同的。革兰氏阳性细菌的细胞壁主要由肽聚糖形成的网状结构组成、壁厚、类脂质含量低，用乙醇（或丙酮）脱色时细胞壁脱水、使肽聚糖层的网状结构孔径缩小，透性降低，从而使结晶紫-碘的复合物不易被洗脱而保留在细胞内，经脱色和复染后仍保留初染剂的蓝紫色。革兰氏阴性菌则不同，由于其细胞壁肽聚糖层较薄，类脂含量高，所以当脱色处理时，类脂质被乙醇（或丙酮）溶解，细胞壁透性增大，使结晶紫-碘的复合物比较容易被洗脱出来，用复染剂复染后，细胞被染上复染剂的红色。
4.1.1制片
取菌种培养物常规涂片、干燥、固定。
要用活跃生长期的幼培养物作革兰氏染色；以免脱色不完全造成假阳性；火焰固定不宜过热（以玻片不烫手为宜）。
4.1.2．初染
滴加结晶紫（以刚好将菌膜覆盖为宜）染色1-2min，水洗。
4.1.3．媒染
用碘液冲去残水，并用碘液覆盖约1min，水洗。
4.1.4．脱色
用滤纸吸去玻片上的残水，将玻片倾斜，在白色背景下，用滴管流加95%的乙醇脱色，直至流出的乙醇无紫色时，立即水洗。
革兰氏染色结果是否正确，乙醇脱色是革兰氏染色操作的关键环节，脱色不足，阴性菌被误染成阳性菌，脱色过度，阳性菌被误染成阴性菌，脱色时间一般约20-30s。
4.1.5．复染
用番红染液复染约2min，水洗。
4.1.6．镜检
干燥后，用油镜观察。
菌体被染成蓝紫色是革兰氏阳性菌，被染成红色的为革兰氏阴性菌。
4.2根霉、酵母菌形态结构的观察
酵母菌是不运动的单细胞真核微生物，其大小通常比常见细菌大几倍甚至十几倍。大多数酵母菌以出芽方式进行无性繁殖，有的分裂繁殖；有性繁殖是通过接合产生子囊孢子。本实验通过美蓝染液水侵片来观察酵母菌的形态和发芽生殖方式。
美蓝是一种无毒性的染料，它的氧化型呈蓝色，还原型无色。用美蓝对酵母的活细胞进行染色时，由于细胞的新陈代谢作用，细胞内具有较强的还原能力，能使美蓝由蓝色的氧化型变为无色的还原型，因此，具有还原能力的酵母活细胞是无色的、而死细胞或代谢作用微弱的衰老细胞则呈蓝色或淡蓝色，借此即可对酵母菌的死细胞和活细胞进行鉴别。
霉菌可产生分枝的菌丝体，分基内菌丝和气生菌丝，气生菌丝生长到一定阶段分化产生繁殖菌丝，由繁殖菌丝产生孢子。霉菌菌丝体及孢子的形态特征是识别不同种类霉菌的重要依据。霉菌菌丝和孢子的宽度通常比细菌和放线菌粗得多，可用低倍显微镜观察。
观察霉菌的形态主要有三种方法，
直接制片观察法：是将培养物放置于乳酸石炭酸棉蓝染色液中，制成霉菌制片镜检，其制片的特点是：细胞不变形；具有防腐作用，不易干燥，能保存较长时间；能防止孢子飞散；染液的蓝色能增强反差。必要时，还可用树脂封固，制成永久标本长期保存。
载玻片培养观察法：用无菌操作将培养物琼脂薄层放置于载玻片上，接种后盖上盖玻片培养，霉菌即在载玻片和盖玻片之间的有限空间内沿盖玻片横向生长。培养一定时间后，将载玻片上的培养物置显微镜下观察。这中方法既可以保持霉菌自然生长状态，还便于观察不同发育时期的培养物。
玻璃纸培养观察法：霉菌的玻璃纸培养观察方法与放线菌玻璃纸培养观察方法相似。这种方法用于观察不同生长阶段霉菌的形态，也可获得良好的效果。4.2.1酵母观察
4.2.1.1美蓝浸片的观察
4.2.1.1.1 在载玻片中央加一滴0.1%吕氏碱性美蓝染色液，然后按无菌操作用接种环挑取少量酵母菌放在染液中，混合均匀。
4.2.1.1.2用镊子取一块盖玻片，先将一边与菌液接触，然后慢慢地将盖玻片放下使其盖在菌液上。
4.2.1.1.3将制片放置约3min后镜检，先用低倍镜后用高倍镜观察酵母的形态和出芽情况，并根据颜色区别死活细胞。
4.2.1.1.4 染色约0.5h后再次进行观察，注意死细胞数量是否增加。
4.2.1.1.5 用0.05%吕氏碱性美蓝染液重复上述操作。
4.2.1.2 水—碘液浸片的观察
在载玻片中央加一小滴革兰氏染色液用碘液，然后在其上加3小滴水，取少许酵母菌苔放在水—碘液中混匀，盖上盖玻片后镜检。
4.2.2 霉菌观察
4.2.2.1直接制片观察法
在载玻片上加一滴乳酸石炭酸棉蓝染色液，用解剖针从霉菌菌落边缘挑取少量已产孢子的霉菌菌丝，先置于50%乙醇中浸一下以洗去脱落的孢子，再放在载玻片上的染色液中，用解剖针小心地将菌丝分散开。盖上盖玻片，放置低倍镜下观察，必要时换高倍镜观察。
4.2.2.2.载玻片培养观察法
4.2.2.2.1培养小室的灭菌在平皿皿底铺一张略少于皿底的圆滤纸片，再放一U 型玻璃棒，其上放一洁净载玻片和两块盖玻片，盖上皿盖。包扎后121°C灭菌30min，烘干备用。
4.2.2.2.2琼脂块的制作取已经灭菌的马铃薯琼脂培养基6~7ml注入另一个灭菌平皿中，使之凝固成薄层。解剖刀切成0.5~1cm2的琼脂块，并将其移至上述培养室中的载玻片上。
4.2.2.2.3接种用尖细的接种针挑取很少量的孢子接种于琼脂块的边缘上，用无菌镊子将盖玻片覆盖再琼脂块上。
4.2.2.2.4培养先在平皿的滤纸上加3~5ml灭菌的20%甘油(用于保持平皿内的湿度)，盖上盖，28°C培养。
4.2.2.2.5镜检根据需要可以在不同的培养时间内取出载玻片置低倍镜下观察，必要时换高倍镜[11,12]。
5.微生物产淀粉酶活力的测定方法
目前淀粉酶活力测定最常用的方法是通过测定还原糖的增加或与碘液显色的下降来进行的。常用的有五种：
Bernfeld法：反应体系为0.5ml1%淀粉+0.5ml淀粉酶，在pH6.9、20℃下反应3min后，加1ml3，5二硝基水杨酸测定产生的麦芽糖，1个酶活力单位定义为在3min内从淀粉中释放1mg麦芽糖的酶量；
临床检验法：反应体系为1ml0.25%淀粉+0.1ml淀粉酶，在pH7.0、37℃下反应15min，测定体系中的麦芽糖，以每min水解淀粉产生1mg麦芽糖的酶量为一个酶活力单位；
Fuwa改良发法：反应体系为2ml0.5%淀粉+1ml酶，在pH7.0、37℃下反应10min，取0.2ml反应液+5ml0.167mmol/LI-KI溶液显色，以700nm下光密度下降10%的酶量为1个活力单位；
部颁标准法：测定体系按文献进行，观察达终点色所需时间，以1h液化1g可溶性淀粉为1个酶活力单位；
Yoo改良法：反应体系为5ml0.5%淀粉+0.5ml酶，在pH6.0、30℃下反应5min 后，加0.1mol/L5mlH2SO4终止反应，取0.5ml反应液+5ml0.4mmolI-KI溶液显色，620nm下测光密度。1个活力单位定义为5min内水解1mg淀粉的酶量。
史永旭[13]等通过对五种方法操作步骤、误差、测定范围等比较，Yoo改良法为实验室测定淀粉酶活力的最佳方法（本研究采用此法）。
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毕业论文文献综述 生物工程 淀粉酶的研究进展 1. 淀粉酶简介 淀粉酶是催化淀粉、糖原转化成葡萄糖、麦芽糖及其它低聚糖的一类酶的总称，广泛应用于淀粉工业、食品工业、医药、纺织、洗涤剂、青贮饲料、微生态制剂以及酿酒等行业[1]。淀粉酶是最早用于工业化生产的酶，迄今为止仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一[2]。 不同种类的淀粉酶水解淀粉会生成不同的产物。常见的淀粉酶可以分为以下几种：α-淀粉酶（EC3.2.l.1），也叫液化酶；β-淀粉酶（EC3.2.1.2）；葡萄糖淀粉酶（EC3，2.1.3），也叫γ -淀粉酶，简称糖化酶（缩写GA或G）：异淀粉酶（EC3.2.1.68）等[3]。α-淀粉酶能随机地作用于淀粉的非还原端，生成麦芽糖、麦芽三糖、糊精等还原糖，所得产物的还原性末端葡萄糖单位碳原子为α构型，同时该酶能使淀粉浆的粘度下降；β-淀粉酶是从淀粉的非还原性末端切下一分子的麦芽糖，其产物还原性末端葡萄糖单位碳原子为β构型；葡萄糖淀粉酶是从底物非还原末端依次水解α-l，4糖苷键和分支的α-1，6-糖苷键，生成葡萄糖。异淀粉酶是只水解糖原或支链淀粉分支点的α-1，6糖苷键，切下侧枝链[5]。 对淀粉酶的分类和作用机制研究较多，可按来源、产物的旋光度、作用机制等进行分类。但近年随着酶学性质的研究的发展，对酶的作用机制、方式等研究不断取得新成果，分类学问题出现许多难点。我国在食品方面研究和应用的微生物酶估计有30多种[6]，其中淀粉酶有α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、异淀粉酶、普鲁兰酶、环糊精生成酶等。 2. 淀粉酶的生产 2.1 淀粉酶的来源 淀粉酶的来源很广泛，可以来自于植物、动物以及微生物。大部分的淀粉酶存在于微生物中，微生物中主要的两种淀粉酶为α-淀粉酶及葡糖淀粉酶，此外，主要存在于植物中的β-淀粉酶也存在于少量微生物中。 α-淀粉酶可以从几种细菌、真菌和酵母中分离获得。但是，由于细菌淀粉酶具有几个比较优良的特性，因此，细菌淀粉酶用的比较多，特别是淀粉液化芽孢杆菌已用于工业化生产[5]。 不像其他的淀粉酶，微生物仅产生少量的β-淀粉酶，有杆菌（假单孢杆菌和梭状芽孢杆菌）等。
淀粉酶的生产 1 2 什么是淀粉酶 3 4 什么是淀粉酶淀粉酶属于水解酶类，是催化淀粉(包括糖原，糊精)中糖苷键水解的 一类酶的统称。它是研究较多，生产最早，产量最大和应用最广泛的一种酶。α-淀粉 酶不规则地分解淀粉，糖原类物质的α-1,4糖苷键唾液，胰脏，麦芽，霉菌，细菌 β-淀粉酶从非还原性末端以麦芽糖为单位顺次分解淀粉，糖原类物质的α-1,4糖 苷键甘薯，大豆，大麦，麦芽，细菌 淀粉酶葡萄糖淀粉酶从非还原性末端以葡萄糖为单位顺次分解淀粉，糖原类物质 的α-1,4糖苷键霉菌，细菌，酵母等 异淀粉酶分解支链淀粉，糖原类物质的α-1,6糖苷键植物，酵母，细菌 α-淀粉酶的工厂生产 α-淀粉酶能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等，是工业生产中应用最 为广泛的酶制剂之一。目前，α-淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤 酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业。目前，国内外生产α-淀粉酶所采用的 菌种主要有细菌和霉菌两大类，典型的为芽孢杆菌和米曲霉。米曲霉常用固态曲法培养，其产品主要用作消化剂，产量较小，芽孢杆菌则主要采用液体深层通风培养法，能大规 模地生产α-淀粉酶。 枯草芽孢杆菌生产α-淀粉酶工艺流程孢子斜面 热处理 粗滤淀粉吸附 孢子悬浮液 压滤 种子罐 盐析 乙醇沉淀 发酵罐
干燥 压罐喷雾干燥 粉碎计量罐混合补量罐包装成品 种子扩大培养 1 孢子制备 2 种子制备 3 发酵罐培养 孢子制备 将保存在淀粉琼脂斜面上的枯草芽孢杆菌孢子用无菌水洗下，接种到锥形瓶中，在35℃精置2-4天，待长出大量孢子后作为接种用的种子。 种子制备 将保藏的菌种接种到马铃薯琼脂斜面(20%马铃薯煎出汁加MgSO4· 7H2O 5 mg/L,琼脂2%,pH 6.7~7.0),37℃ 培养3天。然后接入到20L种子罐，37℃搅拌，通风培养 12~14小时。此时菌种进入对数生长期(镜检细胞密集，粗壮整齐，大多数细胞单独存在，少数呈链状，发酵液pH 6.3~6.8,酶活5~10U/mL),再接种到发酵罐。 发酵罐培养 培养基的配制：用麦芽糖液配置成含麦芽糖6%、豆粕水解液6%~7%、 Na2HPO4· 12H2O0.8%、(NH4)2SO4 0.4%、 CaCl2 0.2%、NH4Cl0.15%、豆油1kg、深井水20L,调pH 至 6.5~7.0。发酵罐培养基经消毒灭菌冷却后接入3%~5%种子培养成熟液。 培养条件为：温度37±1℃,罐压0.5kg/cm2,风量 1~20h 为1:0.48vvm,20 h后1:0.67vvm,培养时间为 28~36 h。 下游 加工处理 12 3 4 发酵液的预处理
毕业论文文献综述 生物工程 高性能淀粉酶菌株的筛选及培养基优化进展 1 前言 淀粉酶( amylase，EC 3. 2. 1. 1)以淀粉或糖原为底物,是能够催化淀粉水解转化成葡萄糖、麦芽糖及其它低聚糖的一群酶的总称。它能从分子内部水解α- 1, 4- 糖苷键, 广泛存在于动物、植物和微生物中。如今淀粉酶在酶市场销售中占据了约25％的比例，应用于粮食加工、食品工业、酿造、发酵、纺织、石油开采等行业。由于该酶是一种有内切活性的淀粉酶, 可在中性pH 条件下将淀粉水解为糊精、寡糖、麦芽糖和葡萄糖等, 从而使黏稠的淀粉糊很快失去黏性而液化, 碘的呈色反应很快消失, 故又称为淀粉液化酶[1，2]。此外它也可作为促消化剂运用于食品[3]、医药工业．淀粉酶的巨大潜力使其在当今社会中需求量日益提高．因此，如何获得高产量、高活性的淀粉酶显得至关重要。 2 淀粉酶生产菌株的筛选 2.1 初筛 将在土壤中收集得到的菌株划线接种在淀粉培养基平皿上培养2～4 d，采用革兰氏碘液染色，在菌落周围有透明圈产生证明为产淀粉酶。用游标卡尺分别测量透明圈直径和菌落直径，根据两者比值大小初步确定酶活性的高低。[4] 但应保存所有产淀粉酶的菌株以用来复筛，因为同一菌株在不同的培养基以及不同的培养条件下产酶的情况可能不同。在平皿上生长和在发酵液中培养也可能会有很大的差别。 2.1 复筛 在淀粉酶生产菌株筛选的过程中，最关键的是其产物，也就是淀粉酶的酶活的检测。由于测定原理和底物性质的不同，淀粉酶的测定方法已经超过200种以上。[5]这些方法可以归纳为两类：天然淀粉底物方法和（分子组成）确定的底物方法。以天然淀粉底物为底物的测定方法，如淀粉分解法、糖化法和色素淀粉法等。由于天然淀粉分子结构的不确定，故不同植物来源的淀粉和不同批号的淀粉，其分子结构和化学性质不尽相同，因此难以达到方法学标准化，测定误差较大。[6]目前除碘·淀粉法和DNS外，这类方法已被淘汰。使用（分子组成）确定的淀粉酶底物和辅助酶与指示酶组成的淀粉酶测定系统，可以改进酶反应的化学计
淀粉酶菌株的选育、发酵工艺的研究和酶的纯化 摘要：淀粉酶是最早用于工业生产并且迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一， 为了提高淀粉酶的生产水平,首先通过淀粉培养基从土壤中筛选出产淀粉酶的活性菌株,对菌 株初步鉴定后进行紫外线诱变，筛选出产量高、性状优良的突变菌株,再用正交试验的方法 对其发酵条件进行优化,实验最后采用硫酸铵沉淀法初步纯化发酵得到的淀粉酶并对酶活性 进行了测定。 关键词：淀粉酶;分离筛选；紫外线诱变;优化;提纯 1、引言 淀粉酶是能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称,包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶,是最早用于工业生产并且迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一。淀粉酶种类繁多,特点各异,在造纸、印染、酿造、果汁和食品加工、医药、洗涤剂、工业副产品及废料的处理、青贮饲料及微生态制剂等多种领域具有广阔的用途。 我国是传统的农业大国，发展淀粉深加工工业是解决当前淀粉生产积压的好出路，而几乎所有淀粉深加工工业的基础都是以淀粉质原料的水解作为第一步,因此淀粉质原料的液化情况直接关系到产品后期的加工工艺和产品的质量。所以,改进淀粉液化工艺也是降低生产成本，提高产品市场竞争能力的一种重要手段。 显然，改进淀粉液化工艺首要任务就是提高淀粉酶的生产水平。 那如何提高淀粉酶的生产水平呢？我们知道，现在淀粉酶主要来源于植物和微生物,并通过发酵完成生产，因此筛选出高产、稳定的淀粉酶产生菌是淀粉酶生产的头等大事。本文试图从土壤中分离出产淀粉酶的枯草杆菌,通过紫外线诱变育种及发酵条件优化来得到高产、稳定的淀粉酶产生菌株,并对发酵得到的淀粉酶进行初步提纯，以达到加深对发酵工程上游技术中菌种选育的认识、掌握紫外线诱变育种的原理和方法、了解发酵条件对产物形成的影响、熟悉发酵条件的优化方法、掌握分光光度法测液化型淀粉酶活力的基本原理和方法、掌握初步纯化淀粉酶的方法的实验目的。 2、材料与方法 2.１实验材料 2.1．１样品:贵师大综合楼附近的土壤 2.1．２培养基和试剂:淀粉培养基、牛肉膏蛋白胨（斜面）、牛肉膏蛋白胨（液体)种子培养基、淀粉酶发酵培养基、生理盐水、碘液、2％可溶性淀粉、硫酸铵、乙酸溶液、磷酸氢二钠－柠檬酸缓冲液、标准糊精溶液 2.1．3 仪器设备：全自动高压灭菌锅、培养皿、恒温培养箱、超净工作台、恒温摇床、离心机、分光光度计、恒温水浴锅、移液管、PH试纸、吸耳球、玻璃棒、量筒、试管、试管架、酒精灯、电子天平、三角烧瓶、洗瓶、接种针、接
α-淀粉酶在制糖生产中的应用研究 随着人们生活水平的提高，糖在我们的日常饮食中扮演着非常重要 的角色，而在糖的制造过程中，α-淀粉酶是一种非常重要的酶类，本文 将以α-淀粉酶在制糖生产中的应用研究为题目，详细阐述它的应用情况、研究进展和未来发展趋势。 1.α-淀粉酶的概述 α-淀粉酶，也称为淀粉酶α，是一种由人体和其他生物合成的酶类，它可以将淀粉分解为葡萄糖单元，从而被人体和其他生物利用。在糖制 造过程中，它是一种非常重要的酶类，它可以加速淀粉分解过程，使得 糖的生产效率得到大大提高。 2.α-淀粉酶在糖的制造中的应用 糖的制造一般分为两个步骤：首先是将淀粉转化为糖汁，然后再通 过蒸发和结晶等工艺，将其中的水分蒸发掉，得到干糖。而在将淀粉转 化为糖汁的过程中，α-淀粉酶扮演着非常重要的角色，可以加速淀粉的 分解，使得糖汁中的葡萄糖含量大大提高，从而提高糖的生产效率。 具体来说，α-淀粉酶主要通过水解反应将淀粉降解为糖汁，其反应 方程式如下： 淀粉+α-淀粉酶→糖汁 其中，α-淀粉酶可以将淀粉分解为各种长度不同的糖链，而这些糖 链可以被其他酶类如葡萄糖异构酶、蔗糖酶等降解为单糖，从而产生糖汁。 目前，在糖的制造中，常用的α-淀粉酶主要来源于微生物或植物， 如大肠杆菌、枯草杆菌、木霉属等。这些来源不同的α-淀粉酶在制糖生 产中的应用情况也有所不同。 3.研究进展
近年来，随着科技的进步，人们对α-淀粉酶的研究也得到了不断的深入。研究表明，α-淀粉酶不仅可以在制糖生产中应用，还可以在其他领域如医学、食品加工等得到广泛的应用。 3.1制糖生产中的应用研究 随着人们生活水平的提高，对糖的需求量不断增加，而将α-淀粉酶应用于糖的制造中可以大大提高生产效率，从而降低糖的生产成本，增加企业利润。 针对α-淀粉酶在制糖生产中的应用研究，国内外研究人员也进行了大量的实验和研究。这些研究主要涉及到α-淀粉酶的酶学特性、生物反应器的设计、工艺条件的优化等方面，以提高α-淀粉酶的利用率和糖的产量。 3.2医学领域的应用研究 近年来，随着人们对健康的关注度不断提高，α-淀粉酶在医学领域中的应用也受到了广泛的关注。研究表明，α-淀粉酶可以促进糖的消化和吸收，并对肠道功能有所改善。 此外，α-淀粉酶还可以降低胆固醇，预防心血管疾病，对肝脏和胰腺有保护作用，从而对人体健康具有积极的影响。 3.3食品加工领域的应用研究 在食品加工领域，α-淀粉酶也有着广泛的应用。研究表明，α-淀粉酶可以降低淀粉的凝胶化温度，促进淀粉的水解，从而增加食品的柔软性和口感。 此外，α-淀粉酶还可以改善面团的发酵性能，增加面包的口感和风味。4. 未来发展趋势 在未来，随着科技的不断进步，以及人们对健康需求的不断增加，α-淀粉酶将会受到更广泛的应用和研究。随着淀粉产业的发展，需要不断寻求新型α-淀粉酶，以及提高α-淀粉酶在糖的制造中的效率和利用率。
淀粉酶的应用及研究进展 淀粉酶是一种能够分解淀粉类物质的酶，在多个领域具有广泛的应用。随着科技的不断进步，淀粉酶的研究和应用也在不断深入。本文将详细介绍淀粉酶的应用领域和研究进展，以期为相关领域的研究提供参考。 淀粉酶是一种水解酶，能够将淀粉分解成相对较小的分子，如葡萄糖、麦芽糖等。根据酶的来源不同，可以分为α-淀粉酶和β-淀粉酶。其中，α-淀粉酶广泛存在于高等植物和微生物中，而β-淀粉酶则主要存在于高等植物和某些微生物中。淀粉酶在自然界中分布广泛，扮演着重要的角色，尤其是在食品、生物制药和环境治理等领域具有广泛应用。 食品领域 在食品领域中，淀粉酶主要用于制作糖浆、葡萄糖等淀粉类食品。通过使用不同种类的淀粉酶，可以控制糖类的生成量和生成速度，从而获得所需的食品品质。淀粉酶还可以用于改善食品的口感和外观，如用α-淀粉酶处理小麦粉可以使其变得更加松软。 在生物制药领域中，淀粉酶主要用于药物的制备和生产。例如，β-
淀粉酶可以用于制备免疫抑制剂、抗炎药等药品的有效成分。淀粉酶还可以用于生物柴油的生产，提高生物柴油的产率和质量。随着生物技术的不断发展，淀粉酶在生物制药领域的应用前景将更加广阔。 在环境治理领域中，淀粉酶主要用于水处理和农业废弃物的处理。β-淀粉酶可以用于降解农业生产中的纤维素类废弃物，将其转化为可 利用的糖类，从而实现农业废弃物的资源化利用。淀粉酶还可以用于水处理中的污泥减量，提高污水处理效率。 新一代淀粉酶的研发 随着科技的不断进步，新一代淀粉酶的研发工作正在不断深入。目前，新型淀粉酶的研究主要集中在提高酶的稳定性、降低成本以及优化生产工艺等方面。例如，通过基因工程手段，可以培育出具有更强水解能力和稳定性的淀粉酶。利用合成生物学方法，还可以构建出更加高效的淀粉酶生产系统，为淀粉酶的应用提供更加可持续的解决方案。除了新型淀粉酶的研发外，淀粉酶基因改造也是当前研究的热点之一。通过基因改造手段，可以改变淀粉酶的活性、热稳定性等关键性质，从而优化其在不同领域的应用效果。目前，基因改造技术已经成功应用于多种淀粉酶的生产，为提高产品质量、降低生产成本提供了有效途径。
从土壤中筛选产淀粉酶的菌株 (四川化工职业技术学院食品1131) 总述：查资料可知在土壤中从在多种可产淀粉酶的菌种，并且芽孢杆菌是不错的菌种，因此，采集土样，对土壤中的芽孢杆菌进行分离纯化，就可得到理想菌株。在菌株的初选过程中采用涂布平板法，把配好的培养基灭菌后倒成平板，再把稀释好的土样涂布到平板上，置于适宜的条件下进行培养。24h后对其进行鉴定，鉴定的方法是在培养好的菌株上滴加淀粉溶液，周围出现透明圈的为产淀粉酶的菌株，并且透明圈与菌落直径的比值越大，说明菌种越纯或菌株的生产性能越高。然后再进行复选，复选时采用平板划线法或斜面划线法，挑取的菌落为透明圈与菌落直径比值较大的，进行多步筛选就可得到较纯的菌株。 实验流程 待测数据：透明圈直径菌落直径
摘要：查资料可知枯草芽孢杆菌能产生淀粉酶，因此从四川化工职业技术学院的土壤中筛选产淀粉酶的细菌菌株，利用五点取样采集土样，再用涂布平板法对菌株进行初步培养，在培养出的菌落周围滴淀粉溶液，对周围出现透明圈的菌落在进行平板划线培养，在地如淀粉溶液鉴定，对周围出现透明圈的菌落进行斜面划线培养，就可得到较纯的产淀粉酶的菌株。 引言：芽孢杆菌是人类发现最早的细菌之一。早在1835年，Ehrenberg所描述的“Vibriosubtilis”即是现在大家熟悉的“枯草芽孢杆菌”，它是由Cohn于1872年正式命名的，现作为芽孢杆菌属(Bacillaceae)的模式菌株[1]。从生物学特性来讲，枯草芽孢杆菌具有典型的芽孢杆菌特征，其细胞呈直杆状，大小(0.8-1.2)μm×(1.5-4.0)μm，单个，革兰氏染色阳性，着色均匀，可产荚膜，运动(周生鞭毛)；芽孢中生或近中生，小于或等于细胞宽，呈椭圆至圆柱状；菌落粗糙，不透明，扩张，污白色或微带黄色；能液化明胶，胨化牛奶，还原硝酸盐，水解淀粉，为典型好氧菌[2]。1997年，Kunst F.等人首先完成了枯草芽孢杆菌的完整基因组序列测定，并将结果发表在《Nature》杂志上[3]。 工业酶的生产是工业微生物发酵的重要组成部分。据来自BBC的统计数字，2004年全球酶的交易额达到20.0亿美元(15.3亿欧元)，其中食品酶占29%，饲料酶占15%，一般的工业酶占56%。枯草芽孢杆菌是当今工业酶生产应用最广泛的菌种之一，据不完全统计，枯草芽孢杆菌所产的酶占整个酶市场的50%。由于其产酶量高、种类多、安全性好和环保等优点，在现代工业生产中被广泛用作生产菌种，其发酵生产的酶已在食品、饲料、洗涤、纺织、皮革、造纸和医药等领域均发挥着十分重要的作用。枯草芽孢杆菌生境多样，可利用的营养物质种类十分丰富，这决定了其自身含有丰富的产酶系统，具备生产多种酶的应用潜力。研究资
α-淀粉酶在食品工业 应用研究
α-淀粉酶在食品行业的应用研究 摘要：α-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α-淀粉酶的酶学性质和在食品工业的应用，以及对α-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；α-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：α-淀粉酶、β-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，α-淀粉酶（α-amylase）属于葡萄糖水解酶家族13（GH13），国际酶学分类编号为 EC 3.2.1.1[2]，能随机切开淀粉、糖原等大分子内部的α-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α 构型，故称α-淀粉酶[5]。不同来源的α-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α-淀粉酶。 2α-淀粉酶性质 由于α-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α-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值条件下，α-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，α-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，α-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 α-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α-淀粉酶。 3.1 面粉烘烤 最近几十年，α-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α-淀粉酶，更是有着不可取代的地位。
小麦中的淀粉酶及其研究进展 摘要：从各个方面来研究了小麦中淀粉酶的功能作用以及它的作用机理，通过研究可知，小麦中的а-淀粉酶和β-淀粉酶对食品的品质的影响起着重要的作用。并通过国内外的研究进展来进一步说明小麦中淀粉酶的研究是很有必要的。最后提到了淀粉酶的添加来弥补某些淀粉酶不足以满足食品加工的小麦。本文主要从小麦中的淀粉酶研究意义，国内外小麦中的淀粉酶的研究近况以及未来的发展方向进行了较为全面的综述。 关键词：小麦；淀粉酶；研究进展 在活细胞中进行着大量的化学反应的特点是速度很快，且能有秩序的进行，从而使得细胞同时能进行各种降解代谢及合成代谢，以满足生命活动的需要。生物细胞之所以能够在常温常压下以极高的速度和很大的专一性进行化学反应是由于其中存在一种称为“酶”的生物催化剂。而在小麦的生长，储存，加工等环节中，其中存在的酶就具有非常重要的作用，小麦中的酶会影响着小麦的储存，加工等品质。小麦粉中的淀粉酶主要有3类，即а-淀粉酶，β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。其中与面包烘焙有关的主要是а-淀粉酶和β-淀粉酶，而且а-淀粉酶与小麦的储藏品质也有着极其密切的关系。所以对小麦中的淀粉酶进行研究是十分有必要的。 1.研究小麦中的淀粉酶的意义 小麦中的淀粉酶主要有а-淀粉酶，β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶这三类。面粉有很多用途，可以制成各种不同的成品食品。而面粉大多数都是小麦面粉，可见要研究面粉就的研究小麦，并且小麦中的а-淀粉酶，β-淀粉酶与面包烘焙有关，而且а-淀粉酶与小麦的储藏品质也有着极其密切的关系。所以研究小麦中的淀粉酶是非常有意义的。通过研究可以更好地把握不同小麦品种的淀粉酶的性质，来改善淀粉酶，从而来改进食品品质。 1.1小麦中的а-淀粉酶对面包品质的影响 大量的研究已证实，由于淀粉酶在发酵过程中对淀粉分子进行了有益的修饰，进而改善了面包的质地、体积、颜色、货架寿命等方面的性质,具体影响如下[1,2]： 1.1.1 а-淀粉酶对面包品质的影响 ○1а-淀粉酶能增大面包体积。а-淀粉酶是通过适当阻止面筋的形成来使面包体积增加的，
淀粉酶酶学性质的研究 摘要
淀粉酶可将淀粉水解为麦芽糖和少量葡萄糖，它们遇碘呈现不同的颜色，根据这个性质对淀粉酶进行不同条件下的研究。通过在不同条件下对酶的性质进行研究发现萌发小麦种子中淀粉酶的最适温度在40℃，随着温度的升高或降低都会对酶活性产生影响；萌发的小麦种子的淀粉酶最适pH在5.6左右，低于或高于最适pH酶的活性逐渐降低；研究还发现Cl¯是淀粉酶的激活剂而Cu²+则对淀粉酶有抑制作用。 关键词：淀粉酶 .不同条件性质 淀粉是植物最主要的储藏多糖，也是人和动物的重要食物和发酵工业的基本原料。淀粉经淀粉酶水解后生成葡萄糖和麦芽糖等小分子物质而被机体利用。通过对小麦种子中淀粉酶酶学性质的研究可以用于农业研究用于食品¸工业原料等，还可以提高小麦的应用范围和利用率。 ⒈材料与方法 ⒈⒈实验材料 萌发的小麦种子 ⒈⒉实验设计 称取2g萌发3天的小麦种子，置于研钵中，加入少量2ml蒸馏水，研磨匀浆。将匀浆倒入刻度试管中，定容至25ml。提取液在室温下放置提取15-20min，每隔数分钟搅动一次，使其充分提取。然后在4000r/min转速下离心10min，将上清液倒入一个干净的试管中，即为淀粉酶粗酶液。 ⒈⒊实验方法与结果 ⒈⒊⒈温度对淀粉酶活性的影响 取8支试管，编号，按下表操作，并记录观察到的颜色。 管号 A a B b C c D d 缓冲液（pH5.6）/ml 1.0 — 1.0 — 1.0 — 1.0 — 淀粉溶液/ml 2.5 — 2.5 — 2.5 — 2.5 — 淀粉酶提取液/ml — 1.0 — 1.0 — 1.0 — 1.0 预保温/10min 4℃室温40℃沸水浴 混合A→a B→b C→c D→d 酶促反应（10min）4℃室温40℃沸水浴 碘液各加3滴（滴管应先冷却至室温） 显色浅蓝色无色无色蓝色
产淀粉酶菌株的筛选实验报告 一、实验背景 淀粉酶是一种常见的酶，广泛存在于微生物和植物中。淀粉酶能够水解淀粉分子，将 其分解成糖类分子，如葡萄糖、麦芽糖等。淀粉酶广泛应用于食品、医药、环保等领域中。制备高效的产淀粉酶菌株，对实现产业化生产具有重要意义。 二、实验目的 通过筛选不同菌株的淀粉酶产量，选出产淀粉酶效果较好的菌株，为后续工业化生产 提供依据。 三、实验步骤及方法 1. 菌株的选取 本实验选取了3株常见的淀粉酶产生菌株，分别为Bacillus subtilis、Aspergillus niger、Trichoderma reesei。 2. 菌株的培养 将3株菌株接种到琼脂培养基中，经过静置培养后，选取菌落较为圆润、生长状态良 好的菌落，移植至含有淀粉质的液体培养基中，进行淀粉酶产量的筛选实验。 3.淀粉酶活性的测定 分别取3组接种液，以葡萄糖和淀粉为基质，分别加入菌液，进行淀粉酶活性测定。 具体步骤如下： (1)准备含1%淀粉质的液体培养基和0.5%葡萄糖液体培养基。 (2)将接种液投入含1%淀粉质的液体培养基中，加入0.1mol/L乙酸钠溶液，pH为5.6，放置于37℃水浴中反应30min，加入 1%伊红色溶液备用。 (3)将接种液投入含0.5%葡萄糖的液体培养基中，加入0.1mol/L乙酸钠溶液，pH为 5.6，放置于37℃水浴中反应30min，加入1%伊红色溶液备用。 (4)通过比较加入菌液前后溶液颜色的深浅，计算出淀粉酶的酶活力。 4. 结果记录及分析 根据上述实验步骤，在不同的液体培养基中测定了3株菌株的淀粉酶活性，并记录结 果如下表所示：
表1.不同菌株的淀粉酶活性 | 菌株名称 | 淀粉酶酶活力 | | ------------------ | --------------- | | Bacillus subtilis | 0.19 U/mL | | Aspergillus niger | 0.21 U/mL | | Trichoderma reesei | 0.23 U/mL | 根据上表结果可以看出，3株菌株在淀粉酶产量方面的效果有所不同。Trichoderma reesei产生的淀粉酶效果最好，其次是Aspergillus niger和Bacillus subtilis。 四、实验结论 通过实验筛选出了3株常见的淀粉酶产生菌株，并测定了它们在淀粉酶产量方面的效果。结果表明，Trichoderma reesei产生的淀粉酶效果最为显著，因此可以将其作为后续大规模淀粉酶生产的首选菌株。本实验还可以通过改变培养条件等因素，进一步提高菌株的淀粉酶产量。
枯草芽孢杆菌产α-淀粉酶发酵试验 化学与生命科学学院 摘要：以枯草芽孢杆菌（BacilusSubtilisBF—7658）为实验菌株，通过种子扩大培养，选出生长力旺盛的菌株进行液体摇瓶发酵。通过测定不同发酵时间生产的酶活，来初步估计发酵最佳时期和终点。 关键词：枯草芽孢杆菌，α-淀粉酶，液体摇瓶发酵，酶活 淀粉酶是能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称，包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶。芽孢杆菌主要用来产生α-淀粉酶和异淀粉酶，其中α-淀粉酶又称淀粉1，4-糊精酶，能够切开淀粉链内部的α-1，4-糖苷键，将淀粉水解为麦芽糖、含有6 个葡萄糖单位的寡糖和带有支链的寡糖；而异淀粉酶又称淀粉α-1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于支链淀粉分子分枝点处的α-1，6-糖苷键，将支链淀粉的整个侧链切下变成直链淀粉。通过发酵实验，我们可以以酶活为依据，初步估计发酵的最佳时期和发酵终点。 实验材料和方法 一、实验材料： （一）实验菌株：以枯草芽孢杆菌（BacilusSubtilisBF—7658） （二）培养基： 1、种子培养液 葡萄糖 1% Tryptone(胰蛋白胨)：1%, Yeast Extract(酵母提取物)：0.5%, NaCl(氯化钠)：1% 调pH7.2 若配置固体培养基，则再加入1.5% 琼脂。 2、产淀粉酶发酵培养液 玉米粉 2 .0 % 黄豆饼粉1 .5% CaCl 2 0 .02 % MgSO4 0 .02% NaCl 0 .25% K2HPO4 0 .2% 柠檬酸钠0 .2% 硫酸铵0 .075% Na2HPO4 0 .2 % 调节pH 值7 .0
土壤中产淀粉酶芽胞杆菌的筛选及其淀粉酶活力的测定设计性实验方案 一、综述： 淀粉酶是淀粉降解酶。它们广泛存在于微生物、植物和动物体中。它们将淀粉及相关的聚合物分解为带有具体淀粉分解酶特征的产品。淀粉酶广泛存在于动植物和微生物中,是最早用于工业生产并且迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一。淀粉酶种类繁多,特点各异,可应用于造纸、印染、酿造、果汁和食品加工、医药、洗涤剂、工业副产品及废料的处理、青贮饲料及微生态制剂]等多种领域。在酿造发酵工业如酒精生产、啤酒制造、发酵原料液化及糖化工艺过程中均有重要价值,如添加淀粉酶分布非常广泛，是人们经常研究的一种酶。从纺织工业到废水处理，这些酶都有不同规模的应用【1】。 常见产淀粉酶的主要为芽孢杆菌属。其中的常见产淀粉酶的芽孢杆菌菌种有：地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌【2】、凝结芽孢【3】。由于芽孢杆菌属是一类好氧或兼性厌氧、产生抗逆性内生抱子的杆状细菌，许多为腐生菌，主要分布于土壤和植物体表面及水体中【4】。所以此次实验从土壤中分离产淀粉酶的芽孢杆菌。 二、实验目的要求 1．了解生物分离提纯的原理和方法技术 2．掌握从土壤中筛选产淀粉酶菌株的原理和方法 3.掌握微生物摇瓶培养方法及淀粉酶活力测定的原理和方法 4.培养学生的综合应用微生物实验方法的能力 5.培养学生自行设计实验流程、综合分析问题解决问题和判断实验结果的能力。 三、实验原理 自然界中，土壤是微生物生活最适宜的环境。土壤具有微生物进行生长繁殖和生命活动中所需的各种条件。 土壤中微生物的数量因土壤类型、季节、土层深度与层次等不同而异。一般地说，在土壤表面，由于日光照射及干燥等因素的影响，微生物不易生存，离地表10 cm～30 cm的土层中菌数最多，随土层加深，菌的数量减少【5】。 从混杂微生物群体中获得只含有某一种或某一株微生物的过程称为微生物分离与纯化。平板分离法普遍用于微生物的分离与纯化。其基本原理是选择适合与待分离微生物的生长条件，如营养成分、酸碱度、温度和氧等要求，或加入某种抑制剂造成只利于该微生物生长，而抑制其他微生物生长的环境，从而淘汰一些不需要的微生物。 值得指出的是，从微生物群体中经分离生长在平板上的单个菌落并不一定保证是纯培养。因此，纯培养的确定除观察其菌落特征外，还要结合显微镜检测个体形态特征后才能确定，有些微生物的纯培养要经过一系列分离与纯化过程和多种特征鉴定才能得到。 芽孢杆菌属的共同特征是：革兰氏阳性；接触酶阳性；水解淀粉；VP试验阳性；不产生吲哚；苯甲氨酸不脱氨；分解酪素；不分解酪氨酸；不产生二羟丙酮；营养体的最高生长温度大约从25℃到75℃以上；最低生长温度大约5℃到45℃；生长最低pH值，从7.5—8到2左右；耐盐范围从低于2%的NaCl到25%NaCl；营养明胶（22℃）7天内液化1厘米或1厘米以上。枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌在糖发酵试验用阿拉伯糖，木糖和甘露糖代
微生物易产生的酶 微生物是一类微小的生物体，它们广泛存在于自然界的各个环境中，包括土壤、水体、空气等。微生物具有多样的代谢能力，其中一种重要的代谢特征就是它们能够产生各种各样的酶。酶是一类生物催化剂，能够加速化学反应的进行，广泛应用于工业、医药和食品等领域。本文将介绍微生物易产生的酶及其应用。 1. 葡萄糖氧化酶：葡萄糖氧化酶是一种常见的酶类，在微生物中广泛存在。它能够催化葡萄糖的氧化反应，将葡萄糖转化为葡萄糖酸。葡萄糖氧化酶的应用非常广泛，包括血糖检测、食品加工和生物能源等领域。 2. 淀粉酶：淀粉酶是一类能够将淀粉分解为糖类的酶。微生物中的许多菌种都能够产生淀粉酶，如曲霉、酵母等。淀粉酶在食品加工和饲料工业中有着广泛的应用，可以提高淀粉的利用率，改善产品的质量。 3. 蛋白酶：蛋白酶是一类能够降解蛋白质的酶。微生物中的许多菌种都能够产生蛋白酶，如细菌、真菌等。蛋白酶在食品加工、皮革工业和生物清洁剂等领域有着重要的应用，可以降解蛋白质废物，提高资源利用效率。 4. 混合酶：混合酶是由多种不同酶组合而成的复合酶。微生物中的一些菌种能够产生混合酶，如厌氧菌、乳酸菌等。混合酶具有多种
催化作用，可以同时催化多个底物的反应，广泛应用于制药、生物燃料和环境工程等领域。 5. 脂肪酶：脂肪酶是一类能够催化脂肪的水解反应的酶。微生物中的一些菌种能够产生脂肪酶，如假单胞菌、放线菌等。脂肪酶在食品加工、洗涤剂和生物柴油等领域有着广泛的应用，可以降解脂肪废物，提高资源的利用效率。 6. 纤维素酶：纤维素酶是一类能够降解纤维素的酶。微生物中的一些菌种能够产生纤维素酶，如木霉菌、链霉菌等。纤维素酶在纸浆工业、饲料工业和生物能源等领域有着重要的应用，可以提高纤维素的降解效率，减少生产过程中的能耗。 7. 脱氢酶：脱氢酶是一类能够催化氧化还原反应的酶。微生物中的一些菌种能够产生脱氢酶，如青霉菌、乙酸菌等。脱氢酶在生物合成、药物代谢和环境修复等领域有着广泛的应用，可以催化多种底物的氧化还原反应，合成目标产物或降解有害物质。 微生物能够产生各种各样的酶，这些酶在工业和生活中有着广泛的应用。研究微生物产酶机制和酶的性质，对于开发新型酶和改良现有酶具有重要意义。未来随着科技的不断发展，微生物产酶领域的研究将会取得更多的突破，为人类的生活和工业带来更多的福利。
淀粉酶的生产及应用 淀粉酶是一种重要的工业酶制剂，具有广泛的应用前景。以下将就淀粉酶的生产和应用进行详细阐述。 一、淀粉酶的生产 淀粉酶是通过发酵工艺生产的，主要来源于微生物、动物和植物。 1. 微生物源生产 微生物源生产淀粉酶是目前主要的生产方式，常用的微生物有真菌和细菌。常见的真菌有Aspergillus、Penicillium、Trichoderma等，常见的细菌有Bacillus、Streptomyces等。微生物源生产淀粉酶的步骤一般为：选材→筛选高效菌株→发酵→提取淀粉酶→纯化淀粉酶。 2. 动物源生产 动物源淀粉酶主要来自猪胰腺。提取过程一般为：猪胰腺养殖→收集猪胰腺→粉碎破碎→提取淀粉酶→纯化淀粉酶。 3. 植物源生产 植物源淀粉酶主要来自马铃薯、玉米等植物中。提取过程一般为：马铃薯破碎→破菌、杀菌、酶解→提取淀粉酶→纯化淀粉酶。 二、淀粉酶的应用
1. 食品工业中的应用 淀粉酶在食品工业中有着广泛的应用，主要用于食品加工中的葡萄糖浆、糖化醇、果胶等的制备和糖化工艺的调控。例如，淀粉酶可将淀粉酶解为较小的糖分子，提高食品中糖的含量，改善口感和稳定性。此外，淀粉酶还可用于面包、饼干等面粉制品的改良，并提高其贮存性和食用品质。 2. 纺织工业中的应用 淀粉酶在纺织工业中主要用于织物的整理处理，如退浆、硫酸盐还原等。其作用是分解纺织原料中的淀粉，提高降解淀粉成分的活性和效果，从而达到改善织物的柔软度、光泽度和手感等目的。 3. 制浆造纸工业中的应用 淀粉酶在造纸工业中广泛应用于原料中的淀粉和非淀粉物质的降解处理。通过添加适量的淀粉酶，可以有效降低造纸原料中淀粉的含量，提高浆料的筛选效率和纸张的强度、光泽度等性能。 4. 医药工业中的应用 淀粉酶在医药工业中主要用于药物的合成和改良。例如，淀粉酶可以用于制备药物辅料，改变其物化性质，提高药物的稳定性和可溶性。此外，淀粉酶还可用于药物的表面活性剂、缓释剂等的改良，提高药效和降低毒副作用。
产淀粉酶芽孢杆菌的分离与初步鉴定 吴月婷 摘要：从土壤中分离得到一株产淀粉酶的芽孢杆菌X-1，对其进行形态学鉴定和生理生化特性分析，包括菌落形态、菌体形态、糖利用情况、生长pH范围、耐盐范围、明胶液化和酪素的水解等，初步鉴定为芽孢杆菌属枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）或地衣芽孢杆菌（Bacillus lentus）。 关键词：产淀粉酶；芽孢杆菌；分离；初步鉴定 淀粉酶(Amylase)是指能分解淀粉糖苷键的一类酶，主要包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶等，在生物体的糖类代谢中起重要的作用。其中α-淀粉酶（1,4-α-D-glucan glucanohydrolase）能水解淀粉大分子的α-1,4-糖苷键，生成糊精、麦芽寡糖、麦芽糖、葡萄糖等水解产物[1]。α-淀粉酶在植物、动物和微生物中都广泛存在，常见的产淀粉酶微生物有芽孢杆菌、放线菌、黑曲霉、米曲霉、红曲霉和根霉等[2-7]。 芽孢杆菌属(Bacillus)是一类能产生芽孢的革兰氏阳性细菌，具有较强的抵抗不良环境的能力，如耐酸碱、耐高温的能力较强。芽孢杆菌中较多菌种具有高淀粉酶、蛋白酶活性，近年来被广泛地用于动物饲料业，特别是作为水产饲料的添加剂。例如在银鲫饲料中添加了0.1%的芽孢杆菌后，银鲫肠道和肝胰脏的淀粉酶活性提高了3.7%和129.5%[8]，能够有效帮助动物对饲料的消化吸收，同时作为一种良好的免疫激活剂，能增强动物的免疫力和抗病力[9]。此外，利用芽孢杆菌产生α-淀粉酶，在食品生产中也有广泛应用。 笔者从土壤中分离得到产淀粉酶的芽孢杆菌，进行种属的初步鉴定，以期为芽孢杆菌在动物饲料业和食品生产中的发开应用提供理论依据。 1 材料与方法 1.1 材料 土壤材料采集于浙江师范大学取杏园食堂草坪土壤表层5~10厘米下的肥土。 1.2 培养基 淀粉培养基：可溶性淀粉1%、蛋白胨l%、葡萄糖0.5%、Nacl 0.5%、牛肉膏0.5%、琼脂粉0.8%。生理生化鉴定培养基见文献[10]。 1.3 方法 1.3.1 样品的采集收集校园食堂草坪处的土壤1份作为试验样品。1.3.2 产淀粉酶芽孢杆菌的分离取1 g土壤样品加入10 mL无菌水混合，80℃水浴加热10 min，取上清液1 mL进行梯度稀释，得到一系列不同浓度的稀释菌液。涂布于淀粉培养基上，37℃培养24 h后挑取不同形态的单菌落转接至新淀粉培养基，37℃培养48ｈ。用卢戈氏碘液进行染色，菌落周围有透明圈的表明有淀粉酶产生。测量透明圈直径T和菌落直径C，T/C越大表明淀粉酶活性越高[11]，选出淀粉酶活性较高的菌种，在另一不加碘液的培养基选择该菌种接种至试管斜面，于４℃保藏。 1.3.3形态学鉴定活化后的菌株用接种针点接于淀粉培养基上，37℃培养24 h后观察菌落形态。同时进行革兰氏染色、鞭毛染色，在光学显微镜下观察菌体形态。革兰氏染色、鞭毛染色方法参照文献[10]。 1.3.4 生理生化鉴定包括菌株的乳糖发酵、pH范围、耐盐试验、厌氧试验、明胶液化、柠檬酸盐利用、酪素水解、吲哚反应、V-P试验、甲基红试验，方法参照文献[10]。 2 结果与分析 2.1产淀粉酶芽孢杆菌的分离 在土壤样品中初步筛选得到3株有产生淀粉酶能力的菌株，其中X-1的淀粉酶活性较高，平均T/C 值达到3.32，选取该菌株进行菌种鉴定。 图1产淀粉酶初选结果图2 X-1革兰氏染色结果 2.2 形态学鉴定 2.2.1 菌落形态X-1菌株的菌落形态如图1所示，菌落扁平，圆形或近圆形，边缘不整齐，乳白色，X-3 X-1 X-2
黑曲霉发酵生产α-淀粉酶 前言： α-淀粉酶能随机地作用于淀粉的非还原端，生成麦芽糖、麦芽三糖、糊精等还原糖，所得产物的还原性末端葡萄糖单位碳原子为α构型，同时该酶能使淀粉浆的粘度下降，因此又称为液化酶。耐酸性α-淀粉酶是在酸性条件下水解淀粉的酶类，其最适pH在4.0左右。自从日本研究者YasujiMinoda等人用黑曲霉生产耐酸性α-淀粉酶以来，各国都对耐酸性α-淀粉酶进行了研究。 通过黑曲霉发酵生产α-淀粉酶的实验过程，熟悉发酵罐的构造和使用方法。初步了解发酵生产的原理和常规发酵参数的检测方法。整个实验按照“菌种的培养空消实消接种发酵放罐”的发酵过程进行。在整个发酵的过程中，每隔6h取一次发酵液样品检测其pH值、酶活、残糖量及生物量四个生理指标。最后将所测数据进行整理、分析，可以得出整个发酵过程各物质的生成和消耗的变化规律以及如何调整培养条件来提高发酵生产的效率，对大工业生产具有重要的指导意义。 正文： 一、实验目的 1．了解发酵罐的几大系统组成，即空气系统、蒸汽系统、补料系统、进出料系统、温度系统、在线控制系统。 2．掌握发酵罐空消的具体方法及步骤 3．掌握发酵罐进料及实消的具体方法及步骤 4．掌握发酵罐各系统的控制操作方法 二、实验原理 1.蒸汽系统： 蒸汽发生器：主要用于灭菌，分为自动加水和手动加水两种方式。 2.温度系统： (1) 夹套升温：蒸汽通入夹套。 (2) 夹套降温：冷水通入夹套，下进水，上出水。 (3) 发酵过程自动控温系统 3.空气系统： 空气除菌设备：空压机贮气罐油水分离器空气流量计空气过滤器发酵罐 4.补料系统：补加培养基、消泡剂、酸碱等。 5.在线控制系统
自然界中产淀粉酶菌株分离 纯化及酶活测定 淀粉酶（Amylase ）又称糖化酶，是指能使淀粉和糖原水解成糊精、麦芽糖和葡萄糖的酶的总称。淀粉酶一般作用于可溶性淀粉、直链淀粉、糖元等α-1, 4-葡聚糖，水解α-1, 4-糖苷键的酶。根据作用的方式可分为α-淀粉酶（EC 3. 2. 1. 1.）与β-淀粉酶（EC 3. 2. 1. 2. ）。α-淀粉酶广泛分布于动物（唾液、胰脏等）、植物（麦芽、山萮菜）及微生物；β-淀粉酶与α-淀粉酶的不同点在于从非还原性末端逐次以麦芽糖为单位切断α-1, 4-葡聚糖链。主要见于高等植物中（大麦、小麦、甘薯、大豆等），但也有报告在细菌、牛乳、霉菌中存在。 淀粉酶是一种用途极广的生物催化剂，广泛应用于造纸、食品、医药工业。如饴糖、啤酒、黄酒、葡萄糖、味精、抗生素等行业；用于高质量的丝绸、人造棉、化学纤维退浆；制成不同品种的工业酶、医用酶、诊断酶等；在洗涤剂工业中，作为洗涤剂酶与碱性蛋白酶、脂肪酶一起添加于洗衣粉中制成多酶洗衣粉等具有极广泛的用途。随着社会需求的增大，工业生产对淀粉酶的需求量越来越大，其在各领域应用广泛，急需寻找更高酶活的产酶菌株满足生产需要。 生淀粉酶是指对不经过蒸煮糊化的生淀粉颗粒能够表现出强水解活性的酶类。70年代由于两次石油危机，引起各国学者从节能和有效利用天然资源出发，重视对生淀粉酶的研究。研究大致分两个方面：一是探讨对生淀粉不经蒸煮，直接用于酒精发酵的可能性；另一则是从自然界中分离筛选能产生生淀粉酶的微生物，并进而研究生淀粉酶的酶学特性及其产生菌的徽生物学特性[1, 2]。除动物自身的消化道可分泌一些淀粉酶外，淀粉酶的另外两大来源是植物和微生物能产生生淀粉酶的微生物较多。Ueda [3, 4]，Mizokami [5]，Tamiguchi [6]，Kainuma [7]先后报道了Aspergillus awaraori，Rbizopus . sp．，Strepiococcus boris，Bacillus circulans，Chalara paradoxa等菌种均有产淀粉酶能力。 本实验拟从种植谷物的贫瘠土壤和平地肥沃土壤的5cm~25cm土层取土壤样品中分离土壤微生物，筛选能产生淀粉酶的菌种，并进行初步鉴定[8]。同时，拟进