葡萄糖异构酶
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11第十一章 糖类代谢页数:16
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第二节酶的分类与命名页数:15
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葡萄糖异构酶页数:11
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精选酶在淀粉类食品生产中的应用
➢3.2 蛋白酶
✓ 蛋白酶添加到面粉中，使面团中的蛋白质在一定程 度上降解成肽和氨基酸，导致面团中的蛋白质含量 下降，面团筋力减弱，满足了饼干、曲奇、比萨饼 等对弱面筋力面团的要求。
✓ 同时，蛋白质的降解更有利于人体对营养物质的吸 收。研究发现，还有一些蛋白酶，如“Milensyme” 真菌蛋白酶，在面包制作中能够水解面筋内部的某 些特定位置化学键，从而改善面团延伸性，提高面 包的对称性和均匀性，对面包的结构及风味均有改
➢ 异麦芽糖是淀粉经α-淀粉酶液化，β-淀粉酶糖化和α-葡萄 糖苷酶转苷反应而生成的包括含α-1,6键的异麦芽糖、潘糖、 异麦芽三糖等分枝低聚糖的糖浆。异麦芽糖在高温、微酸 性和酸性环境下稳定，可以添加于各种食品和饮料中。
➢ 异麦芽糖是难消化低聚糖，不被唾液、胰液所分解，但在 小肠可部分被分解和吸收。热值约为蔗糖和麦芽糖的 70%～80 %。对肠道直接刺激性较小。可明显增加肠道 中双歧杆菌、乳酸菌等有益菌，而拟杆菌、梭状杆菌等有 害菌受到抑制，便秘改善，粪便pH下降，有机酸增加， 腐败物减少，血脂改善，免疫力明显增强。
（2）果葡糖浆
➢ 果葡糖浆是用葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生 成果糖，而得到含有葡萄糖和果糖的混合糖浆。 若将异构化反应完成后，混合糖液经过脱色、精 制、浓缩等过程，得到固形物含量达71%左右的 果葡糖浆，其中，含果糖42%左右，含葡萄糖 52%左右，另有6%左右为低聚糖。
若将异构化后的混合糖液中的果糖与葡萄糖分离，再 将分离的葡萄糖进行异构化，如此反复进行，可使更 多的葡萄糖转化为果糖，由此可生产出果糖含量达 70%、90%甚至更高的果葡糖浆，称之为高果糖浆。 高果糖浆与蔗糖相比具有甜度高，不易结晶，易发酵 等特点，故倍受点心及冷饮加工业青睐。
葡萄糖异构酶
葡萄糖异构酶研究概况摘要：葡萄糖异构酶(glucose isomerase，GI)能催化D—葡萄糖至D—果糖的异构化反应，是工业上大规模从淀粉制备高果糖浆的关键酶，目前国内外众多科研机构和企业正在进行葡萄糖异构酶研究和应用。
葡萄糖异构酶的研究主要包括菌种的筛选、发酵条件的优化以及酶的固定化生产等方面。
关键字：葡萄糖异构酶菌种分离纯化固定化一、葡萄糖异构酶简介葡萄糖异构酶(Gl)又称D-木糖异构酶（D-xylose isomerase），为一种水溶性酶。
1957年在嗜水假单胞菌中最早发现了GI，它能催化D一葡萄糖至D一果糖的异构化反应，特别是在果葡糖浆的生产中，是工业上大规模从淀粉制备高果糖浆(high fructose cord syrup，HFCS)的关键酶，并且该酶还能够将木聚糖异构化为木酮糖，再经微生物发酵后生产乙醇。
应用这种酶可以使葡萄长期以来糖浆中90%以上的糖分转化为果精，使甜度大大提高，因而可用淀粉作原料生产出食用性良好的葡果糖浆。
为了解决食糖供应不足，六十年代末期以来，葡萄糖异构酶的生产与应用的研究引起了人们的重视。
二、产葡萄糖异构酶的微生物产葡萄糖异构酶的菌株很多，主要有沙门氏菌、大肠杆菌、枯草杆菌属、葡萄球菌属、链霉菌属及其他菌属。
大多数是从土壤中分离出来的。
放线菌具有葡萄糖异构酶产量多，酶的热稳定性好等优点，并且在酶反应时不需要添加砷酸盐或锰盐等有毒物质。
分离异构酶产生菌，一般采用木糖作唯一碳源，如吉村贞彦等使用D—木糖1%、酵母膏0.1 %、磷酸氮二钾0.05 %、硫酸镁0.025 %、硫酸锰0.001 %和碳酸钙0.2 %组成培养基，在含有10毫升上述培养基的试管中，接入土样。
45℃培养24小时，连续富集培养三次，然后于加入2 %琼脂的上述培养中，进行平板分离，移入斜面，再进行摇瓶发酵，测定葡萄糖异构酶活力。
除土壤分离新菌种外，另外对原有菌种进行强烈因子处理。
如Bengtson用亚硝基胍或紫外线诱变Streptomyces ATCC 21175能显著提高酶活，经处理的菌种酶活力为518单位/毫升，而不处理的仅有3 18单位/毫升。
葡萄糖异构酶
葡萄糖异构酶 glucose isomerase又称木糖异构酶或D-木糖乙酮醇异构酶(EC 5.3.1.5)。
一种可转化D-葡萄糖为D-果糖的细胞内酶,但它在活体内的功能主要是把D-果糖转化为D-木酮糖。
葡萄糖异构酶根据国际生化协会的酶分类法,此酶属于E.C.5.3.1.5。
此酶是在1957年才被发现的(Marshall and Kooi,1957)。
然而,在1972年修订酶的分类时,已给了葡萄糖异构酶一个新的酶号,定为 E.C.5.3.1.18。
只是没有阐明它与木糖异构酶在酶化学上的差异。
Marshall等将嗜水假单胞杆菌(Pseudomonas hydrophila)培养在以D-木糖为碳源的培养基上时,发现菌体内积累了葡萄糖异构酶。
此后经多人研究,知道了很多微生物能产生葡萄糖异构酶。
葡萄糖异构酶催化葡萄糖变构为果糖:葡萄糖异构酶在食品工业中的主要应用是生产甜味剂高果糖浆(HFCS)。
葡萄糖异构酶对葡萄糖异构化反应是生物催化剂,在指定的条件下,其反应效率高,专一性强,条件温和。
因而葡萄糖异构酶的发现、研制及固定化技术的开发,为果葡糖浆工业化生产提供了基础。
(果糖的甜度比葡萄糖高。
利用葡萄糖异构酶在60℃下可以把葡萄糖约50%转化为果糖,所得的混合物称果葡糖浆又称木糖异构酶。
本酶能将D-木糖、D-葡萄糖、D-核糖等醛糖可逆地转化为相应的酮糖。
由于可使葡萄糖异构化为果糖,故称为葡萄糖异构酶。
根据目前已知的情况,本酶的来源有:①短乳酸杆菌及放线菌等所产生的木糖异构酶;②葡萄糖磷酸化异构酶;③来自大芽孢杆菌的葡萄糖异构酶; ④从大肠杆菌中发现的异构酶。
其中只有木糖异构酶有工业价值。
木糖异构酶耐热性高,酶反应不需任何再生因子。
其最适pH为6～10。
又名木糖异构酶。
能将D-木糖、D-葡萄糖、D-核糖等醛糖可逆地转化为相应的酮糖。
可使葡萄糖异构化为果糖。
果糖的甜度比葡萄糖高。
利用葡萄糖异构酶在60℃下可以把葡萄糖约50%转化为果糖,所得的混合物称果葡糖浆(highfructose corn syrup,HFCS),甜度增加,食后不易发胖。
糖化异构化葡萄糖向果糖转化的过程
●-糖化异构化葡萄糖向果糖转化的过程。
主要使用葡萄糖异构酶进行转化，此酶制剂要求糖液在一定温度，一定PH，一定催化剂的状态下发挥他的活性。
●（一）异构酶的主要性质：1.PH值对酶的影响，酶活力在PH8.0~8.5时最高，PH7.0降为最高值的70%，PH5.0一下活力全部消失，而且不能恢复，以上是酶蛋白的缘故。
2.镁、钴、钠离子对异构酶有激活作用，而钙对酶的活力有抑制作用，但镁离子能抵消这种作用，保持镁、钙离子的克分子浓度比例，在5~10的范围内酶活力就没有变化。
3、银、汞、铜离子对异构酶有强烈发抑制作用。
4、碳水化合物中的山梨醇，甘露醇也有相当强的抑制作用。
(二)果糖的主要性质1、果糖的稳定性比较差，在浓度70%，温度70℃时开始分解，随温度，浓度的变化而加快，并易于氨基酸物质起反应，生成有色物质。
2、果糖在酸性或碱性的条件下，易分解生成有色物质，果糖在PH4.6趋向稳定，在PH3.3时最稳定。
三、操作过程及要求1、消毒：首先对异构柱进行用高温消毒。
异构柱进入蒸汽，压力保持2Kg/cm，维持30分钟。
装酶；将异构柱视镜打开，用做好的漏斗将异构酶导入导柱酶中，动作要快，尽量减少与空气接触时间。
洗酶；待拄内进行完酶后开是下进上出洗酶，流量按酶量的1~2倍进柱洗柱4~5小时，温度35~45℃浓度42%左右pH7.6~8.0进料；首先先调配好每罐料液，浓度42~45%温度58~60℃pH7.5~8.0硫酸镁0.4~0.6Kg/m3（糖浆）硫代硫酸钠0.4~0.5Kg/m3（糖浆）流量：依异构后果糖含量≥42%来确定，如果有进入半衰期的酶也有新酶在同时使用期间混合后的果糖含量是否≥42%来确定每个柱的流量。
（异构酶的催化活力在使用期间不断呈直线关系下降，新酶活力为100%，下降至50%为第一个半衰期，下降25%为第二个半衰期在下降到12.5%为第三个半衰期。
在60~65℃使用，活力下降到初始流量10%时弃用，使用三个半衰期后换用新酶。
果糖生产工艺
果糖生产工艺生产工艺2010-01-22 15:59:13阅读415评论14 字号：大中小订阅生产果糖的方法是用淀粉做原料，淀粉水解后经固定化葡萄糖异构酶转化为糖，其中含有42%的果糖和58%的葡萄糖，这种混合物称为果葡糖浆或高果糖浆。
一、葡萄糖和果糖异构化反应葡萄糖为醛己糖，果糖为酮己糖，二者互分同分异构体，在一定条件下可以相互转化。
1、碱性异构化反应在碱性条件下，葡萄糖通过1、2烯二醇生成果糖、D、甘露糖，由于碱异构化达到反应平衡点所需时间长，转化率较低，糖的分解反应显著，还原糖损失过多，产生有色物质和酸性物质，影响颜色和味道，精致较困难，故在工业上未曾使用。
通过碱性异构化反应，葡萄糖转化成果糖的转化率一般约达2127%，糖分损失约1015%,采用较高的反应温度，较短的反应时间和较高的糖浓度，碱性催化效果有一定的提高，异构转化率可达到3335%,糖分损失为23%,在碱性催化剂中以氢氧化钠的催化效果较好。
2、葡萄糖异构酶反应葡萄糖在异构酶作用下可转变成果糖的，但这种催化反应是可逆的，即葡萄糖向也可以向果糖的转变，因此异构酶作用在理论上可使50%的葡萄糖转为果糖，达到平衡点。
葡萄糖异构酶在较高下可催化果糖发生异构生成阿洛酮糖和甘露糖，但在7或以下进行，只有微量的产生。
对食品应用无影响。
由于异构化最后阶段反应速度慢，为了抑制和降低糖的分解，减少糖分损失，一般在果糖含量达4243%便终止反应。
由葡萄糖向果糖转变的反应是吸热反应，异构化反应温度升高，平衡点向果糖移动，但超过70 C以上进行反应时，酶易受热活力消失，糖分也会受热分解，产生有色物质，所以实际工业上的反应温度是有一定限制的。
硼酸盐能与果糖生成络和结构，使转化率提高到8090%，且硼酸盐能回收重复使用，可回收率还达不到规模生产的要求，影响实际应用效果。
二、果葡糖浆生产工艺在葡萄糖异构酶的催化作用下，葡萄糖液中的一部分转变为果糖，因为它的糖分组成是果糖和葡萄糖的混合糖浆，故称为果葡糖浆。
葡萄糖异构酶
葡萄糖异构酶研究概况摘要：葡萄糖异构酶(glucose isomerase，GI)能催化D—葡萄糖至D—果糖的异构化反应，是工业上大规模从淀粉制备高果糖浆的关键酶，目前国内外众多科研机构和企业正在进行葡萄糖异构酶研究和应用。
葡萄糖异构酶的研究主要包括菌种的筛选、发酵条件的优化以及酶的固定化生产等方面。
关键字：葡萄糖异构酶菌种分离纯化固定化一、葡萄糖异构酶简介葡萄糖异构酶(Gl)又称D-木糖异构酶（D-xylose isomerase），为一种水溶性酶。
1957年在嗜水假单胞菌中最早发现了GI，它能催化D一葡萄糖至D一果糖的异构化反应，特别是在果葡糖浆的生产中，是工业上大规模从淀粉制备高果糖浆(high fructose cord syrup，HFCS)的关键酶，并且该酶还能够将木聚糖异构化为木酮糖，再经微生物发酵后生产乙醇。
应用这种酶可以使葡萄长期以来糖浆中90%以上的糖分转化为果精，使甜度大大提高，因而可用淀粉作原料生产出食用性良好的葡果糖浆。
为了解决食糖供应不足，六十年代末期以来，葡萄糖异构酶的生产与应用的研究引起了人们的重视。
二、产葡萄糖异构酶的微生物产葡萄糖异构酶的菌株很多，主要有沙门氏菌、大肠杆菌、枯草杆菌属、葡萄球菌属、链霉菌属及其他菌属。
大多数是从土壤中分离出来的。
放线菌具有葡萄糖异构酶产量多，酶的热稳定性好等优点，并且在酶反应时不需要添加砷酸盐或锰盐等有毒物质。
分离异构酶产生菌，一般采用木糖作唯一碳源，如吉村贞彦等使用D—木糖1%、酵母膏 %、磷酸氮二钾 %、硫酸镁 %、硫酸锰 %和碳酸钙 %组成培养基，在含有10毫升上述培养基的试管中，接入土样。
45℃培养24小时，连续富集培养三次，然后于加入2 %琼脂的上述培养中，进行平板分离，移入斜面，再进行摇瓶发酵，测定葡萄糖异构酶活力。
除土壤分离新菌种外，另外对原有菌种进行强烈因子处理。
如Bengtson用亚硝基胍或紫外线诱变Streptomyces ATCC 21175能显著提高酶活，经处理的菌种酶活力为518单位/毫升，而不处理的仅有3 18单位/毫升。
葡萄糖异构酶PPT课件
行转化反应，从而大大加速反应速度，使重组葡萄糖异构酶生产的
果糖浆产量高，质量好，味道鲜美。
.
回了 10
五、酶的筛选
酶的提取是指在一定条件下，用适当的溶剂 处理细胞破碎后的含酶原料，使酶充分地溶 解到提取液中的过程。酶的提取方法有盐溶 液提取法、碱溶液提取法和有机溶剂提取法 等。为了提高酶的提取率和防止酶提取后变 性失活，提取过程中必须注意保持适宜的温 度和pH，并且添加适量的保护剂。提取液 中含有多种酶，要想从提取液中分离纯化出 某一种酶，必须根据这种酶的特性，选择适 合的分离纯化方法。
A、热稳定性
B、底物专一性
C、 金属离子的影响
亲爱的~想我了 吗？嘿嘿~~
D、最适pH和温度
.
7
四、国内外的研究情况
目前国内许多科研机构和企业正在进行葡萄糖异构酶研究 和应用。在与基础理论研究中有关的基因改造、酶学性质，以 及在遗传育种过程中突变型筛选，都需要一个准确、快速、具 有较高重复性的测定葡萄糖异构国对a—淀粉酶、葡萄糖淀汾酶和葡萄糖异构酶的研究取得了可喜
的成就。但由于一些因素的影响，我国果葡糖浆的工业尚未形成一
定规模，其主要问题是：
1、 果葡糖生产技术，尤其是酶制剂未完全过。
2、 原料价格过高影响生产成本。
3、 果葡糖浆价格高。
在果葡糖生产的系列酶中，葡萄糖异构酶是关键，这不仅是因
.
1
第 七 节
葡
萄
糖
异 构
小组成员：周杰 张芬
酶
周伊玲 陈艳梅
.
2
本
参考文献
节
影响
课
酶活的因素
概念和用途
的
框
架
酶活的测定
葡萄糖异构酶
葡萄糖异构酶glucose isomerase又称木糖异构酶或D-木糖乙酮醇异构酶(EC 5.3.1.5)。
一种可转化D-葡萄糖为D-果糖的细胞内酶,但它在活体内的功能主要是把D-果糖转化为D-木酮糖。
葡萄糖异构酶根据国际生化协会的酶分类法,此酶属于E.C.5.3.1.5。
此酶是在1957年才被发现的(Marshall and Kooi,1957)。
然而,在1972年修订酶的分类时,已给了葡萄糖异构酶一个新的酶号,定为 E.C.5.3.1.18。
只是没有阐明它与木糖异构酶在酶化学上的差异。
Marshall等将嗜水假单胞杆菌(Pseudomonas hydrophila)培养在以D-木糖为碳源的培养基上时,发现菌体内积累了葡萄糖异构酶。
此后经多人研究,知道了很多微生物能产生葡萄糖异构酶。
葡萄糖异构酶催化葡萄糖变构为果糖:葡萄糖异构酶在食品工业中的主要应用是生产甜味剂高果糖浆(HFCS)。
葡萄糖异构酶对葡萄糖异构化反应是生物催化剂,在指定的条件下,其反应效率高,专一性强,条件温和。
因而葡萄糖异构酶的发现、研制及固定化技术的开发,为果葡糖浆工业化生产提供了基础。
(果糖的甜度比葡萄糖高。
利用葡萄糖异构酶在60℃下可以把葡萄糖约50%转化为果糖,所得的混合物称果葡糖浆又称木糖异构酶。
本酶能将D-木糖、D-葡萄糖、D-核糖等醛糖可逆地转化为相应的酮糖。
由于可使葡萄糖异构化为果糖,故称为葡萄糖异构酶。
根据目前已知的情况,本酶的来源有:①短乳酸杆菌及放线菌等所产生的木糖异构酶;②葡萄糖磷酸化异构酶;③来自大芽孢杆菌的葡萄糖异构酶; ④从大肠杆菌中发现的异构酶。
其中只有木糖异构酶有工业价值。
木糖异构酶耐热性高,酶反应不需任何再生因子。
其最适pH为6～10。
又名木糖异构酶。
能将D-木糖、D-葡萄糖、D-核糖等醛糖可逆地转化为相应的酮糖。
可使葡萄糖异构化为果糖。
果糖的甜度比葡萄糖高。
利用葡萄糖异构酶在60℃下可以把葡萄糖约50%转化为果糖,所得的混合物称果葡糖浆(highfructose corn syrup,HFCS),甜度增加,食后不易发胖。
葡萄糖浆异构酶法制备果葡糖浆的工艺研究
葡萄糖浆异构酶法制备果葡糖浆的工艺研究徐慧诠;张文森;林舒婷;包小妹;李世明【摘要】文章以高纯葡萄糖浆为主要原料,采用异构酶法制备果葡糖液,后经脱色、精滤、离子交换、真空蒸发浓缩等工序制得果葡糖浆产品.通过单因素试验,并结合二次回归正交旋转组合设计进行异构酶法工艺条件研究,得出其最佳工艺条件.研究结果表明异构酶法的最佳工艺条件为:葡萄糖液浓度为47%(W/W),pH为8.3,温度为60℃,葡萄糖异构酶添加量为10.2mg/g葡萄糖,异构时间为38h,此条件下测得果葡糖浆中的果糖含量为18.52%.【期刊名称】《福建师大福清分校学报》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】11页(P57-67)【关键词】葡萄糖浆;异构酶;果葡糖浆;工艺研究【作者】徐慧诠;张文森;林舒婷;包小妹;李世明【作者单位】福建师范大学福清分校:海洋与生化工程学院、发酵食品应用技术研究所,福建福清 350300;福建师范大学福清分校:海洋与生化工程学院、发酵食品应用技术研究所,福建福清 350300;福建师范大学福清分校:海洋与生化工程学院、发酵食品应用技术研究所,福建福清 350300;福建师范大学福清分校:海洋与生化工程学院、发酵食品应用技术研究所,福建福清 350300;福建师范大学福清分校:海洋与生化工程学院、发酵食品应用技术研究所,福建福清 350300【正文语种】中文【中图分类】TS205果葡糖浆又名高果糖浆、异构糖浆，它是以酶法作用淀粉所得的糖化液通过葡萄糖异构酶的异构作用，将一部分葡萄糖异构为果糖而形成的混合糖浆[1]，是一种以果糖和葡萄糖为主要糖分的健康新型淀粉糖产品[2]。
果葡糖浆自20世纪70年代实现工业化生产以来，因其生产不受地域和时令限制而迅速发展；近年来，在能源短缺、国际国内糖价高居不下的环境中[3]，其被广泛应用于食品行业，特别是软饮料工业[4]。
与蔗糖相比，果葡糖浆以高甜度、风味独特[5]、高溶解度[6]、越冷越甜[7]、低热量[8]、渗透压大[9]等特性，占居世界软饮料行业第一，逐渐取代蔗糖角色，有效降低了成本，由此解决了蔗糖供应量不足的行业现状[10]。
葡萄糖异构酶的特点及应用
葡萄糖异构酶的特点及应用葡萄糖异构酶（Glucose isomerase，GI）是一种酶，能够催化葡萄糖异构化反应，将葡萄糖转变为异构糖——果糖。
葡萄糖异构酶的特点和应用广泛，下面将详细介绍其特点以及在工业生产和食品加工领域的应用。
一、葡萄糖异构酶的特点：1. 催化反应多样性：葡萄糖异构酶能够催化葡萄糖异构化反应，将葡萄糖转变为异构糖。
此外，葡萄糖异构酶还可以催化其他单糖间的异构化反应，如将木糖异构化为鼠李糖。
2. 催化效率高：葡萄糖异构酶具有高催化效率，能够在相对温和的反应条件下，快速完成葡萄糖到果糖的转化。
这是由于葡萄糖异构酶在酶的活性中心上含有一个金属离子（通常是镍、钴或锌）的存在，该金属离子对于催化反应起到了关键作用。
3. 反应选择性高：葡萄糖异构酶对于底物葡萄糖有高度的选择性，对于葡萄糖以外的其他多糖和蔗糖等底物，酶的活性相对较低，从而保证了催化反应的特异性和产物的纯度。
4. 稳定性强：葡萄糖异构酶具有较强的稳定性，能够在较宽的温度和pH范围内保持催化活性，从而适应不同的工业生产条件。
二、葡萄糖异构酶的应用：1. 果糖生产：葡萄糖异构酶在果糖生产中起到了重要的作用。
将含有葡萄糖的淀粉水解液中，添加葡萄糖异构酶后，可以将葡萄糖转化为果糖。
果糖是一种天然的甜味剂，具有较高的甜度和较低的卡路里含量，因此广泛应用于食品和饮料工业，如饮料、果酱、饼干等。
2. 饲料添加剂：葡萄糖异构酶在畜禽饲料添加剂中的应用越来越广泛。
将葡萄糖异构酶添加到饲料中能够提高畜禽对淀粉的消化吸收率，改善畜禽生长环境，增加饲料的营养价值，提高养殖效益。
3. 高果糖玉米浆生产：葡萄糖异构酶可用于高果糖玉米浆生产。
高果糖玉米浆被广泛应用于食品、饮料、制药等工业中，取代蔗糖和蜂蜜作为天然甜味剂。
葡萄糖异构酶能够通过将葡萄糖异构化为果糖，流程简单、操作方便，从而提高了高果糖玉米浆的生产效率。
4. 工业化学品合成：葡萄糖异构酶可用于合成化学品的生产。
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四、国内外的研究情况 目前国内许多科研机构和企业正在进行葡萄糖异构酶研究 和应用。在与基础理论研究中有关的基因改造、酶学性质，以 及在遗传育种过程中突变型筛选，都需要一个准确、快速、具 有较高重复性的测定葡萄糖异构酶活的方法。
让俺好好看看~~~
中国科学技术大学生命科学学院独家承担国家科委863” 项目“葡萄糖异构酶的蛋白质工程”，经十五年科技攻关 目前已完成葡萄糖异构酶的蛋白质工程改造，获得性质改 良的基因重组葡萄糖异构酶；并利用基因工程方法构建表 达量极高的基因重组链霉菌工业生产菌株。目前已拥有两 项国家专利，同时正在申报“表达突变体酶GIG138P的7号 淀粉酶链霉菌基因工程菌株SM33XZ及其构建方法”的美国 专利。已具备将基因重组葡萄糖异构酶产业化的成熟的科 技条件。项目旨在建立完整的葡萄糖异构酶蛋白质工程研 究系统，利用蛋白质工程技术对葡萄糖异构酶的某些性质 缺陷进行改造，如提高酶热稳定性等，使其更好地应用于 工业生产。项目涉及菌种筛选，基因克隆，基因表达，基 因突变，酶动力学，分子设计，工程菌构建以及酶的固定 化研究等诸多方面。
果葡糖浆生产过程 淀粉的浆液经过α-淀粉酶的催化作用， 可以形成糊精；糊精经过糖化酶的催化作 用形成葡萄糖；葡萄糖在葡萄糖异构酶的
催化作用下，分子的结构发生变化，这叫做 葡萄糖的异构化。葡萄糖经过异构化，就 形成了果糖。如果把果葡糖浆中的果糖和葡 萄糖分离开来，将分离出来的葡萄糖再次进 行异构化，并且如此反复多次，最后的混合 物中果糖的含量可以达到70%～90%，这样的 混合物就叫做高果糖浆。
回了
五、酶的筛选
酶的提取是指在一定条件下，用适当的溶剂 处理细胞破碎后的含酶原料，使酶充分地溶 解到提取液中的过程。酶的提取方法有盐溶 液提取法、碱溶液提取法和有机溶剂提取法 等。为了提高酶的提取率和防止酶提取后变 性失活，提取过程中必须注意保持适宜的温 度和pH，并且添加适量的保护剂。提取液中 含有多种酶，要想从提取液中分离纯化出某 一种酶，必须根据这种酶的特性，选择适合 的分离纯化方法。
谢 谢 观 看！
酶的提取
葡萄糖异构酶主要是胞内酶，可以直接用其菌体，进行反应。提取胞 内酶，首先要破碎细胞 〈破壁、膜〉然后将含有酶活性的部分用过滤 或离心法去除残留细胞和细胞碎片，从而得到澄清溶液。再采用逐步 逐级分离和浓缩等步骤将所得的无细胞提取液纯化。常用破碎处理方法：
◆ 机械破碎法：指利用捣碎机、研磨器或匀浆器等将细胞破碎开来。 ◆ 物理破碎法：指利用温度差、压力差或超声波等将细胞破碎开来。 ◆ 化学破碎法：指利用甲醛、丙酮等有机溶剂或表面活性剂作用于细胞膜，
不同种类的蛋白质在分子大小方面有一定 的差别，用一些简便的方法，使蛋白质混 合物得到初步分离。
透析在纯化中极为常用，透析膜的截留分
子量为5000左右，如分子量小于10000的 酶液就有泄露的危险，在纯化中，可除去 盐类、有机溶剂、低分子量的抑制剂等。 超滤一般用于浓缩和脱色。
BACK
六、酶的固定化
使细胞膜的结构遭到破坏或透性发生改变。
◆ 酶学破碎法：指选用合适的酶，使细胞壁遭到破坏，进而在低渗溶液中将
原生质体破碎开来。
葡萄糖异构酶的分离纯化
◆
分子筛
DEAE—FF（离子交换层析的一种， 离子交换树脂为纤维素类） 透析
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离子交换层析 IEXC可在中性条件下，利用多肽的带电性不 同分离纯化具有生物活性的多肽。其可分为阳离 子柱与阴离子柱两大类，还有一些新型树脂，如 大孔型树脂、均孔型树脂、离子交换纤维素、葡 聚糖凝胶、琼脂糖凝胶树脂等。 在多肽类物质的分离分析研究中，对多肽的 性质、洗脱剂、洗脱条件的研究较多，不同的多 肽分离条件有所不同，特别是洗脱剂的离子强度、 盐浓度等对纯化影响较大。Wu等报道利用离子 交换柱层析法，探讨分离牛碳酸酐异构体和牛血 清白蛋白、鸡血清白蛋白酶的提取条件，获得了 有价值的数据供今后此类物质分离研究。
提取和分离纯化后的酶制成酶制剂（如将某种酶的酶液 进行干燥处理后，加入适量的稳定剂和填充剂），就可以 用来催化化学反应了。 但是，这样的催化反应结束后，酶制剂和产物是混合在 一起的，产物的纯度不高，并且酶制剂不能重复使用。为此， 科学家设想将分离纯化后的固定到一定的载体上，使用时将 被固定的酶投放到反应溶液中，催化反应结束后又能将被固 定的酶回收，这样的酶叫做固定化酶。例如，将葡萄糖异构 酶吸附到离子交换树脂上，或者包埋在明胶，制成的固定化 葡萄糖异构酶，不仅可以用于使葡萄糖转化成甜度更高的高 果糖浆、而且可以在生产中反复使用。目前，科学家已经研 制出膜状、颗粒状等多种形态的固定化酶。
回吧
二、酶的特性
葡萄糖异构酶的生物学性质 葡萄糖异构酶能催化D2葡萄糖至D2果糖的异构化反应, 它是工业上大规模从淀粉制备高果糖浆的关键酶,且该酶 可将木聚糖异构化为木酮糖,再经微生物发酵生产乙醇. A、热稳定性 B、底物专一性
亲爱的~想我了 吗？嘿嘿~~ C、 金属离子的影响 D、最适pH和温度
交联法：
指通过双功能试剂，将酶和酶联结成网状 结构的方法。交联法使用的交联剂 是戊二 醛等水溶性化合物。
包埋法：
指将酶包裹在多孔的载体中，如将酶包裹 在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中，或包 裹在硝酸纤维素等半透性高分子膜中。前 者包埋成格子型，后者包埋成微胶囊型。
七、酶活力的测定方法
现在国内普遍采用的是钼铵酸显色和半 胱氨酸—-咔唑法，这些方法的优点是灵敏 度高。现象直接，用肉眼可以粗略辨别酶活 大小，但所用试剂多，易受环境温度的影响， 特别是后者需在浓硫酸存在下显色，对实验 者和一起易造成损伤。因此，有必要建立新 的简便快速的检测酶活的手段。
比 色 法 测 酶 活
参考文献
朱国萍 徐冲 生物化学与生物物理进展-2000年2期
葡萄糖异构酶的生物工程研究进展
佟毅 史立新 吉林大学自然科学学报-2000年2期
葡萄糖异构酶的双层固定化及其在高果糖浆工业化生产中？ 黄婉冶王淳 等 中国科学技术大学学报 1992年
链霉菌1033葡萄糖异构酶的分离、纯化及性质研究
二、葡萄糖异构酶的用途：异构酶的主要用途就 是将葡萄糖异构化成高果糖浆。
葡萄糖异构酶的优点：味道纯正， 具有较强的保温性，着色性和防腐性； 营养价值较高，可不经消化直接被肠 胃吸收，果糖的代谢不受胰岛素调节， 糖尿病人可以利用。系饮料，糕点等 食品工业的理想用糖。在蜂蜜中含量 最为丰富，它的甜度约为蔗糖的1．21．8倍。目前在全世界范围内，各国 都大力发展果葡糖浆和结晶果糖的生 产。
第 七 节 葡 萄 糖 异 构 酶
小组 课 的 框 架
参考文献 影响 酶活的因素 概念和用途
酶活的测定
葡萄糖异构酶
该酶的特性
酶的固定化
产生菌株 及其分布 提取 分离、纯化 国内外的 研究情况
一、葡萄糖异构酶的概念：也称木糖异构酶，或 简称异构酶它可以催化 D—木糖，D—葡萄糖， 即将D—核糖等醛糖转化为相应的酮糖。由于葡 萄糖异构化对果糖具有重要的经济意义，因此 工业上习惯将D—木糖异构酶称为葡萄糖异构酶。
酶的固定化方法归纳起来有三种：载体结合法、交联法和包埋法。
看懂了 吗？？
载体结合法： 指将酶固定到非水溶性载体上的方法。 根据固定方式的不同，这种方法可以分为物理吸附法、 离子结合法和共价结合法。
物理吸附法是指将酶吸附到固体吸附剂表面的方法，固 体吸附剂多为活性碳、多孔玻璃等。
离子结合法是指通过离子键将酶结合到具有离子交换基 团的非水溶性载体上的方法，载体有离子交换树脂等。 共价结合法是指酶和载体以共价键的形式结合在一起的 方法，这种方法需要酶和载体都具有氨基、羧基或羟基 等官能团。
我国的果葡糖工业生产现状
我国对a—淀粉酶、葡萄糖淀汾酶和葡萄糖异构酶的研究取得了可喜 的成就。但由于一些因素的影响，我国果葡糖浆的工业尚未形成一 定规模，其主要问题是： 1、 果葡糖生产技术，尤其是酶制剂未完全过。 2、 原料价格过高影响生产成本。 3、 果葡糖浆价格高。 在果葡糖生产的系列酶中，葡萄糖异构酶是关键，这不仅是因 为葡萄糖异构酶的价格比淀粉贵几十倍，更重要的在于异构酶的性 质和反应条件和淀粉酶不相适应，在调节PH和支队Ca++等离子过程 中增加了工艺流程，从而提高了成本，影响酶的活力和产品的质量。 为此，葡萄糖异构酶的蛋白质过程势在必行。 而我们将葡萄糖异构酶经过改造后，在工艺上可望省略一次离 子交换柱处理，酸咸调节等步骤，并可能在较高温度下（80℃）进 行转化反应，从而大大加速反应速度，使重组葡萄糖异构酶生产的 果糖浆产量高，质量好，味道鲜美。