第五章淀粉酶性质应用2011_PPT幻灯片

酶，包括α-淀粉酶，糖化酶，β-淀粉酶， 异淀粉酶，普鲁蓝酶，环状糊精生成酶， 麦芽寡糖生成酶等。
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5.1.2、α-淀粉酶
α-淀粉酶：是一种内切酶，作用于淀粉时， 它能水解淀粉分子内α-1，4葡萄糖苷键 （但该酶不能切开α-1，6键），将淀粉 分子任意切断成长短不一的短链糊精和 少量低聚糖，使淀粉糊粘度迅速下降， 即为液化作用，故α-淀粉酶又称为液化 酶。因水解产物还原性末端葡萄糖的第 一位C1的光学性质呈α-构型，故称α-淀 粉酶。
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α-淀粉酶的用量与液化终点的判断
α-淀粉酶用量：中温α-淀粉酶，6-8U/g淀粉ห้องสมุดไป่ตู้高 温α-淀粉酶，10U/g淀粉左右。
液化终点的判断： 取2-3稀碘液于小试管内，滴入液化后的料液2-3 滴，显示浅黄色或浅棕红色为液化良好，紫色 为一般，兰色为较差。
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DE值：葡萄糖值，表示淀粉水解程度及糖化程度，指 的是还原糖占干物质的百分率。
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直链淀粉容易老化，支链淀粉难老化； 在高温（60℃）或低于-20 ℃条件下，淀粉不
易老化；而在2-4℃条件下，极易老化。快速升 温及快速降温，淀粉不易老化，反之容易老化。 淀粉糊浓度越高，淀粉糊极易老化； DE值越小，越易老化；一般在碱性条件下，有 抑制老化的作用。 利用淀粉加热糊化、冷却又老化的原理，可制 作粉丝、粉皮、龙虾片等食品，选用含直链淀 粉多的绿豆淀粉，糊化后使它在4℃左右冷却， 促使老化发生。
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耐高温 α-淀粉酶
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杰能科公司新近推出了 STARGENTM 001 是一种生淀粉水解酶，适用于无蒸煮的低能
耗工艺。 该酶含有 Aspergillus kawachii(白曲霉) alpha-
amylase expressed in Trichoderma reesei and a glucoamylase from Aspergillus niger that function synergistically to hydrolyze starch into glucose.
直链淀粉结构
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支链淀粉结构
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直链淀粉与I2形成兰色络合物
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玉米淀粉1500倍
稻米淀粉5000倍
马铃薯淀粉1500倍
小麦淀粉5000
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不同淀粉粒不仅颗粒形状不一样，其大小也不相同， 不同淀粉粒平均颗粒大小为：
马铃薯淀粉粒65μm，小麦淀粉粒20μm，甘薯淀 粉粒15μm，玉米淀粉粒16μm，稻米淀粉粒5μm。
除酸性α-淀粉酶外，其余α-淀粉酶最适pH在6左右。
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生淀粉酶
生淀粉酶：是一种包括α-淀粉酶和糖化酶的复合 酶，能将未经蒸煮糊化的生淀粉直接水解转化成 葡萄糖等可发酵性糖供微生物生长与代谢， 它比 传统的高温蒸煮糖化节约25%～30%的能耗。
能产生生淀粉酶的有黑曲霉、米曲霉、宇佐美曲 霉、少根根霉、爪哇根霉、泡盛曲霉、青霉等。
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淀粉的液化
淀粉的液化：淀粉经糊化后，晶体结构被破 坏，淀粉分子就直接暴露在酶（α-淀粉酶） 分子的作用之下，分子链迅速断开、变短， 最终形成含有少量葡萄糖的低分子糊精溶液， 液体的粘度随之降低，这就是淀粉的液化过 程。
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5.1 淀粉水解酶类
凡是能催化淀粉（或糖元）分子及其分子片 段中的α-葡萄糖苷键水解的酶，统称为淀粉
就同一种淀粉而言，淀粉粒的大小也不均匀，如玉 米淀粉粒中最大的为26μm，最小的为5μm。
在常见的淀粉中马铃薯淀粉的颗粒最大，稻米淀粉 的颗粒最小。
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淀粉的糊化
淀粉的糊化：又称“α—化”，是指淀粉颗 粒在水中被加热，水分迅速渗透到淀粉颗粒 内部，使淀粉颗粒吸水膨胀，晶体结构消失， 淀粉颗粒外膜完全破裂而解体，变成粘稠状 的液体。
α-极限糊精：α-淀粉酶作用于支链淀粉时，它可以任 意水解α-1，4键，但不能切开分支点的α-1，6键， 也不能水解α-1，6键附近（1，2个）的α-1，4键， 可以越过α-1，6键而切开α-1，4键，因此水解产物 除麦芽糖、葡萄糖外，还有一系列α-极限糊精，如 下所示：
○—○
○—○—○
↓
↓
○—○—⊙
DE=还原糖（%）/干物质（%）×100%
还原糖用斐林氏法或碘量法测定；干物质（可溶固形 物）用阿贝折光仪测定。
纯净的葡萄糖DE值为100%，DE值越高，水解越彻底， 反之亦然。
酶活力定义： 1毫升酶液于60℃，pH6.0条件下，1小 时液化可溶性淀粉1克即为一个酶活力单位，以 u/mL来表示。
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霉菌（真菌）α-淀粉酶：50-55℃，由米曲霉或黑曲 酶产生，它能从淀粉分子内部切开α-1，4键生成各 种寡糖，在长时间作用下，还可切开这些寡糖α-1， 4键而生成麦芽糖，麦芽糖含量可达50%，故又称麦 芽糖生成酶，欧美用它制造高麦芽糖。
酸性α-淀粉酶，耐pH2-4，正在开发中（主要在酒精、 焙烤、饲料中应用。）
在这一过程中，淀粉颗粒吸水，体积增加50100倍；α-淀粉酶水解颗粒淀粉（天然淀粉） 和水解糊化淀粉的速度比为1：20000。
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淀粉的老化
淀粉的老化（凝沉）：糊化淀粉缓慢冷却， 会变浑浊，甚至产生凝结沉淀，这种现象称 为“老化”或“回生、凝沉”，是分子间氢 键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新氢键 的过程，也就是一个复结晶过程，发生凝沉 的淀粉不易溶解，淀粉酶很难进入老化淀粉 的结晶区，淀粉很难液化，更谈不上糖化。
○—○—⊙
62-麦芽糖基麦芽三糖
○—○ ↓
○—○—○—⊙
○—○ ↓
○—○—○—⊙
○：表示葡萄糖残基 ⊙：为还原性末端
—：表示α-1，4键； ↓：表示α-1，6键。
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α-淀粉酶的种类
低温α-淀粉酶：最适温度20-70℃， 中温α-淀粉酶：最适温度60-70℃，工作温度可达
70-90℃ 由 枯 草 杆 菌 BF7658 、 解 淀 粉 芽 孢 杆 菌 BAA产生。 高温α-淀粉酶：85-115℃，由地衣芽孢杆菌产生。 （最适pH范围pH5.5-7.0，有效pH范围5.0-8.0,最 适 温 度 范 围 90℃-95℃ ， 有 效 温 度 范 围 90℃100℃。在喷射液化工艺中瞬间温度达 105℃110℃，仍能有效水解淀粉。）