α-淀粉酶的性質
淀粉酶屬于水解酶的一種,是淀粉水解的生物催化劑。按降解方式分為α—淀粉酶、β—淀粉酶、糖化酶、異淀粉酶和環糊精生成酶。
α—淀粉酶將淀粉長鏈分子水解成短鏈分子時,以無規則的方式切斷淀粉大分子內部的α—1,4甙鍵而使淀粉生成糊精、低聚糖等,因產物的末端葡萄糖殘基中C,碳原子為α—構形,故稱為α—淀粉酶.大多α—淀粉酶(個別品種除外)不能切斷α—1,6甙鍵,也不能切斷分支點附近的α—1,4甙鍵.目前,α—淀粉酶在我國產量較大,廣泛應用于食品、釀造、制藥和紡織等領域.用α—淀粉酶水解淀粉時,要注意水解條件.影響α—淀粉酶活性的主要因素:pH值、溫度和金屬離子。
一般α—淀粉酶在pH值為5.5—8.0時活性較穩定,pH值小于4時,酶易失去活性.但有些α—淀粉酶是偏酸性或偏堿性的,如黑曲酶生產的α—淀粉酶最適合的pH值為4,在pH值為2.5、溫度為40℃時,處理30min后仍有一定的活性,但在pH值為7、溫度為55℃,處理15min,α—淀粉酶幾乎失活。而用米曲酶生產的α—淀粉酶則相反,在pH值為7、溫度為55℃時,處理15min,酶活性無損失,但在pH值為2.5時,酶的活性完全消失。
目前所用的α—淀粉酶主要有耐中溫(60—70℃)和耐高溫(90-95℃).根據酶反應動力學分析,溫度每升高10℃,反應速度提高1—2倍,故耐高溫。
α—淀粉酶具有反應速度快、效率高、成本低等優勢.α—淀粉酶是一種金屬酶,Ca2+使α—淀粉酶保持適當的構象,從而維持其最大的活性和穩定性.除Ca2+外,其它二價堿金屬離子Ba2+、Mg2+等也有維持α—淀粉酶活性的作用.耐中溫α—淀粉酶為適應生產工藝的高溫條件,有時需添加Ca2+等穩定劑,但耐高溫α—淀粉酶在Ca2+濃度很低時,穩定性就很好。在實際使用時,不需添加Ca2+等穩定劑。
招標項目目前生產存在的問題是:
1. BF7658α-淀粉酶生產:遇到陰雨連綿,發酵 酶活忽高忽低,高的可達450μ/ml,低的僅有300μ/ml,急需解決發酵酶活忽高忽低的問題 。
2. 高轉化率糖化酶生產:發酵周期(時間)最高可拖延40個小時,而發酵酶活僅有2.8萬μ /ml后提取收率平均60%,急需解決發酵周期長、酶活低、收率低的問題。
葡萄糖淀粉酶(EC 3.2.1.3),又稱糖化酶,是以黑曲霉變異菌株經發酵制得的高效生物催化劑。糖化酶能在常溫條件下將淀粉分子的α-1,4和1,6糖苷鍵切開,而使淀粉轉化為葡萄糖。凡是以淀粉為原料又需糖化的生產過程,均可使用糖化酶以其提高淀粉糖化收率。溫度40℃以下,pH4.0~5.5穩定,溫度高于60℃,pH低于2.5或高于6.0時容易失活 。
酶活力定義1毫升酶液在40℃,pH4.6條件下,1小時水解溶性淀粉產生1毫克葡萄糖為1個酶活力單位。使用條件糖化酶在糖化淀粉時,最適作用溫度為55~60℃,最適作用pH4~5。在酒類需要的常溫或低溫發酵過程中,糖化酶仍能在酵母菌存在下繼續作用,使淀粉質原料溫和地糖化并進行酒精發酵。
淀粉酶的使用范圍極廣,種類繁多,根據不同的需要可以選擇不同種類的酶。α-淀粉酶主要用來生產麥芽糖糊精,葡萄糖淀粉酶催化糊精可得到葡萄糖,用β-淀粉酶可以得到麥芽糖,用葡萄糖異構酶可以將葡萄糖轉化為果糖。而一般的淀粉酶催化都是在高溫條件下進行的。
應用蛋白質工程可提高酶的熱穩定性。有人得到 B. licheniformmis α-淀粉酶的雙突變體 A209V/H133T,酶在 90℃的半衰期延長了 9 倍。Mitchinson 等人用定點突變和高通量篩選的方法得到了一個突變體,其最適 pH 值提高了 0.5~1.0。Gloria 等人[13]用 Phe 或 Tyr 來替換 B.stearothermophilus α-淀粉酶 289 位的 Ala,其具有了催化醇化反應的能力。Sierks 等人[14]報道了通過改變葡萄糖淀粉酶活性位點的三個氨基酸殘基,其作用于 1,4-糖苷鍵相對于 1,6-糖苷鍵的 Kcat/Km比值提高了300 倍。
酶的概念與特性
(1)酶的概念:活細胞產生的具有生物催化活性的有機物。
(2)酶的特性:
2、ATP與能量
(1)ATP是生命活動的直接能量來源,但它在細胞內的含量并不高,因此細胞內ATP的形成與分解相當頻繁。
(2)在ATP的形成與分解時都涉及到能量,但兩者能量的性質有差異。
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