第一章淀粉水解糖的制备
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一实验目的:(1)通过实验,了解淀粉糊化及酶法制备淀粉糖浆的基本原理;(2)掌握淀粉酶解法制备淀粉糖浆的实验方法,(3)熟悉淀粉水解产品的葡萄糖值测定方法。
一实验原理发酵生产中,部分产生菌不能直接利用淀粉。
也基本上不能利用糊精作为碳源。
因此,当淀粉作为原料时,必须现将淀粉水解成葡萄糖才能共发酵使用。
在工业上将水解淀粉为葡萄糖的过程称为淀粉的“糖化”。
可用来制备淀粉水解糖的原料很多,主要有山芋,玉米,小麦,等含淀粉的原料。
水解淀粉为葡萄糖的方法有三种,即酸解法,酶解法,酶酸法及双酶法。
本实验采用的是双酶法将淀粉水解成葡萄糖。
首先利用的是α-淀粉酶将淀粉液化,转化为糊精及低聚糖,使淀粉可溶性增加;接着利用糖化酶将糊精及低聚糖进一步水解,转化为葡萄糖。
二实验器材1,实验材料玉米粉α—淀粉酶(2000u/g)糖化酶(50000 u/g)碘液(11g碘加22gkl,用蒸馏水定容至500ml)2,仪器设备恒温水浴槽真空泵抽滤纸及布氏漏斗比色卡、四实验方法:淀粉在常温下不溶于水,但当水温至53℃以上时,淀粉的物理性能发生明显变化。
淀粉在高温下溶胀、分裂形成均匀糊状溶液的特性,称为淀粉的糊化淀粉糊化温度必须达到一定程度,不同淀粉的糊化温度不一样,同一种淀粉,颗粒大小不一样,糊化温度也不一样,颗粒大的先糊化,颗粒小的后糊化。
取50克淀粉置于400毫升烧杯中,加水200毫升,搅拌均匀,配成淀粉浆,用5% Na2CO3调节pH=6.2—6.3,加入1毫升5%CaCL2溶液,于90-95℃水浴上加热,并不断搅拌,淀粉浆由开始糊化直至完全成糊。
加入液化型α---淀粉酶1克,不断搅拌使其液化,并使温度保持在70℃。
然后将烧杯移至电炉加热到95℃至沸,灭活10分钟。
过滤,滤液冷却到55℃,加入糖化酶1克,调节pH=4.5,于60-65℃恒温水浴中糖化3-4小时,即为淀粉糖浆,若要浓浆,可进一步浓缩。
三操作步骤50克淀粉置于400毫升烧杯中,加水100毫升,搅拌均匀,配成淀粉浆,用5% Na2CO3调节pH=6.2—6.3,加入1毫升5%CaCL2溶液,于90-95℃水浴上加热,并不断搅拌,淀粉浆由开始糊化直至完全成糊。
淀粉水解糖的制备方法原料:薯类作物的淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米或碎米淀粉等。
1、酸解法(酸糖化法)以无机酸或有机酸为催化剂,在高温高压条件下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法该方法具有生产简易,由淀粉逐步水解为葡萄糖的整个化学反应过程,仅仅在一个高压容器里进行,对设备的要求简单,水解的时间短(如采用10°Be’浓度淀粉,在0.294MPa下需20min左右;在0.343MPa 下仅需7~10min),设备生产能力大等优点。
因此,该方法目前仍是大多数工厂采用。
但是水解过程是在高温和高压及一定酸浓度条件下进行的,因此酸解法要求设备耐高温、耐腐蚀和高压的特性,且淀粉在酸水解过程中所发生的化学变化是复杂的,除了淀粉的水解反应外,还有副反应的发生,这会造成葡萄糖的损失使淀粉转化率降低。
酸水解法对淀粉原料要求严格,淀粉颗粒不宜过大且要均匀,颗粒大容易造成水解不透彻;淀粉乳液浓度不宜过高,浓度高淀粉转化率低,这些是该方法存在的问题。
2、酶解法此法是用淀粉酶将淀粉水解为葡萄糖。
共有2步,第一步是利用α-淀粉酶将淀粉液化转化为糊精及低聚糖,使淀粉的可溶性增加,这个过程称为液化。
第二步是利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解,转变为葡萄糖的过程,在生产上称为糖化。
淀粉的液化和糖化都是在微生物酶的作用下进行的,故也称为双酶水解法。
此方法有如下优点:(1)淀粉水解是在酶的作用下进行的,酶解的反应条件较为温和。
如果采用BF7658细菌α-淀粉酶,反应温度在85~90℃,pH6.0~7.0;用糖化酶,反应温度仅在50~60℃,pH3.5~5.0.因此对设备的要求不高,便于就地取材,容易上马。
(2)微生物酶作用的专一性强,淀粉的水解副反应少,因而水解糖液纯度高,淀粉的转化率高。
(3)可在较高淀粉乳浓度下水解。
酸解法一般使用10~12°Be’(含淀粉18%~20%);酶解法用20~23°Be’(含淀粉34%~40%),而且可采用粗原料。
《生物制药工艺技术》课程教学方案教师:巩健授课专业生物技术及应用、生物制药技术上课地点多媒体教室授课时间第周学习内容项目 2 工业发酵培养基淀粉水解糖的制备(理论课)课时教学目标知识目标能准确陈述淀粉培养基的主要营养成分。
能陈述淀粉培养基的主要类型及其特征。
能说出淀粉培养基配方设计的一般思路。
技能目标能根据培养基的配方,计算、配制淀粉培养基。
能按照操作要求配制适合不同发酵阶段需要的培养基。
素质目标认真、细致规范操作、有安全意识、节约意识、环保意识。
教学重点难点重点:1、淀粉培养基所用培养基的营养成分及各成分的作用2、培养基的制备。
3、影响培养基质量的因素及控制措施难点:发酵培养基的设计和配制影响培养基质量的因素及控制目标群体学生在前面学习了《应用微生物基础》,《生物化学》的具备了微生物生理特点及代谢的基础知识。
教学环境教室、实训室教学方法1、理论讲授2、实训课:讲授、演示与学生操作,教学做一体化时间安排教学过程设计[ 课型] 理论课:多媒体辅助讲授[组织教学]课前5分钟演讲或安全教育。
考勤,核实未到同学的原因。
[教授新课]任务3 淀粉水解糖的制备许多工业微生物不能直接利用淀粉(如所有的氨基酸生产菌,大部分酵母),故发酵前必须将淀粉水解成糖。
在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化,制得的水解糖液叫淀粉糖。
⏹发酵用淀粉水解糖的要求:还原糖含量要高,不含糊精;外观要洁净,透明,呈淡黄色;不可变质。
⏹制备淀粉水解糖的原料主要有玉米,小麦,大米和薯类等。
一、淀粉水解糖的制备方法1、酸解法:定义:以酸(无机酸或有机酸)为催化剂,在高温高压下将淀粉水解为葡萄糖的方法。
优点:设备要求简单,水解时间短(20min),设备生产能力大。
缺点:高温高压下进行,设备要求耐腐蚀、耐高温、耐高压,副反应多,对原料要求严格,淀粉颗粒不宜过大,淀粉乳浓度不能过高。
2、酶解法:(双酶水解法)定义:用淀粉酶将淀粉水解为葡萄糖的过程。
淀粉水解原理
淀粉水解是指将淀粉分解成糖类的过程,一般通过酶的作用完成。
淀粉是由许多葡萄糖分子组成的多聚体,主要由α-葡萄
糖经α-(1→4)糖苷键连接而成。
淀粉水解的过程可以分为两个主要步骤:糊化和糖化。
糊化是指将淀粉与热水或蒸汽加热,使其吸水膨胀,并形成胶状物。
在这个过程中,淀粉的分子结构会发生改变,使得后续的酶解反应更容易进行。
糖化是指将糊化后的淀粉与淀粉酶接触,使其发生酶解反应,产生糖类。
淀粉酶主要分为α-淀粉酶和β-淀粉酶两类。
其中,α-淀粉酶能将淀粉的内部α-(1→4)糖苷键断裂,释放出葡萄糖
分子,而β-淀粉酶则能在淀粉的分支点上作用,不断切割分
支链,释放出麦芽糖。
淀粉水解的产物主要是葡萄糖和麦芽糖,这些糖类可以进一步被利用,例如用于发酵生产乙醇或酒精。
除此之外,淀粉水解还可以用于制备食品添加剂、饲料、生物医药等领域。
总之,淀粉水解是一种重要的生物转化反应,能够将淀粉转化为更容易被利用的糖类产物。
通过合理利用淀粉水解的原理,可以开发出许多实际应用。
淀粉水解实验原理
淀粉水解实验的原理是将淀粉分解成糖类分子。
淀粉是一种由葡萄糖分子组成的多糖,常见于植物中起着储存和结构支持的作用。
在实验中,添加酶类物质如淀粉酶,它能够加速淀粉分子的水解过程。
淀粉酶能够识别和结合淀粉分子,将其分解成较短的链状结构,即麦芽糖和葡萄糖分子。
这个过程称为水解反应。
酶类具有特异性,只能结合其特定的底物分子,因此只有淀粉分子能够与淀粉酶发生反应。
在实验中,将一定浓度的淀粉溶液与淀粉酶混合,并控制反应温度和pH值等条件。
随着时间的推移,观察到淀粉的溶液逐
渐变为透明,这是由于淀粉分子被酶水解成较小的糖分子,使得淀粉的特有结构消失。
通过测量淀粉溶液的光学密度的变化,可以获得淀粉水解反应的速率。
用光谱仪测量吸光度,可以得到不同时间点的溶液相对浓度。
根据数据的变化趋势,可以确定水解反应的速率常数和反应级数等反应动力学参数。
总之,淀粉水解实验的原理是通过添加淀粉酶,将淀粉分解为麦芽糖和葡萄糖分子,从而观察淀粉分解的速度和反应动力学参数。
绪论 (2)一、填空题 (2)二、单项选择题 (2)三、判断题 (2)四、简答题 (3)六、问答题 (3)第一章淀粉水解糖的制备 (3)一、填空题 (3)二、单项选择题 (3)三、判断题 (3)四、名词解释 (4)五、简答题 (4)第二章谷氨酸发酵机制 (4)一、填空题 (4)二、单项选择题 (5)三、判断题 (5)四、名词解释 (5)五、简答题 (5)第三章GA菌 (6)一、填空题 (6)二、单项选择题 (7)三、判断题 (7)四、名词解释 (7)五、简答题 (7)六、问答题 ................................................................................................... 错误!未定义书签。
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第六章谷氨酸的提取 .. (13)一、填空题 (13)二、单项选择题 (13)三、判断题 (14)四、名词解释 (14)五、简答题 (14)六、问答题 ................................................................................................... 错误!未定义书签。
第七章谷氨酸制味精 .. (14)一、填空题 (14)二、单项选择题 (15)三、判断题 (15)四、名词解释 (16)五、简答题 (16)六、问答题 ................................................................................................... 错误!未定义书签。
一、实验目的1. 探究淀粉水解的条件。
2. 研究不同催化剂对淀粉水解的影响。
3. 观察并分析淀粉水解过程中的现象。
二、实验原理淀粉是一种天然高分子多糖,在特定条件下可以水解生成葡萄糖。
淀粉水解反应受催化剂、温度、pH值等因素的影响。
本实验主要研究稀硫酸、唾液淀粉酶和温度对淀粉水解的影响。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 淀粉- 稀硫酸- 唾液淀粉酶- 氢氧化钠溶液- 碘液- 葡萄糖标准溶液- 紫外可见分光光度计2. 实验仪器:- 试管- 烧杯- 酒精灯- 移液器- 恒温水浴锅四、实验步骤1. 淀粉水解实验- 将0.5g淀粉溶解于50mL蒸馏水中,配成淀粉溶液。
- 将淀粉溶液均分为三份,分别加入2mL稀硫酸、2mL唾液淀粉酶和2mL蒸馏水作为对照。
- 将三份溶液分别置于恒温水浴锅中,设定温度为60℃。
- 反应30分钟后,取少量溶液加入碘液,观察溶液颜色变化。
2. 温度对淀粉水解的影响- 将淀粉溶液分为三份,分别置于25℃、50℃和75℃的恒温水浴锅中。
- 反应30分钟后,取少量溶液加入碘液,观察溶液颜色变化。
3. pH值对淀粉水解的影响- 将淀粉溶液分为三份,分别加入2mL氢氧化钠溶液,调节pH值为4、7和10。
- 将三份溶液置于恒温水浴锅中,设定温度为60℃。
- 反应30分钟后,取少量溶液加入碘液,观察溶液颜色变化。
4. 淀粉水解程度检测- 将淀粉溶液分为三份,分别加入2mL稀硫酸、2mL唾液淀粉酶和2mL蒸馏水作为对照。
- 反应30分钟后,取少量溶液加入葡萄糖标准溶液,使用紫外可见分光光度计测定吸光度。
五、实验结果与分析1. 淀粉水解实验- 稀硫酸和唾液淀粉酶均能促进淀粉水解,溶液颜色由蓝色变为无色。
- 对照组溶液颜色未发生变化,说明淀粉未发生水解。
2. 温度对淀粉水解的影响- 随着温度升高,淀粉水解程度增加。
- 在75℃时,淀粉水解程度最高。
3. pH值对淀粉水解的影响- 在pH值为7时,淀粉水解程度最高。