《α-淀粉酶在食品工业应用研究.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《α-淀粉酶在食品工业应用研究.doc（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、-淀粉酶在食品行业的应用研究摘要：-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-淀粉酶的酶学性质和在食品工业的应用，以及对-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；-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：-淀粉酶、-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，-淀粉酶（
2、-amylase）属于葡萄糖水解酶家族13（GH13），国际酶学分类编号为 EC 3.2.1.12，能随机切开淀粉、糖原等大分子内部的-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 构型，故称 -淀粉酶5。不同来源的-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-淀粉酶。2-淀粉酶性质由于-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-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，-淀粉酶的活力会有所不同，只有在最适温度和p
3、H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，-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，-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-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
4、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-淀粉酶。3.1 面粉烘烤最近几十年，-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-淀粉酶，更是有着不可取代的地位。在面包加工过程中，添加-淀粉酶不仅可以增大面包体积，改善表皮色泽和口感，提高柔软度，还可以延长保质期等10。热稳定性-淀粉酶在高温时发挥作用，不仅增加发酵率，使淀粉液化完全，提高面粉中的糖含量，改善口感和质地，而且用量少操作简单11；与普通-淀粉酶比较，不受
5、温度影响，从而不会导致面包过度液化，使口感变差12,13。中温-淀粉酶的最适作用温度为5070，与面包糊化温度相近，可以有效控制面包的糊化程度，使淀粉水解成聚合度合适的糊精，而这种聚合度的糊精又具有抗老化的作用。婴幼儿胃肠道功能还不是很完善，因此，对饮食的可消化性要求严格，尤其是对谷物类的食品。由于传统工艺生产加工的谷物类食品淀粉水解程度较难控制，而婴幼儿因为胃肠内淀粉水解酶较少，对谷物类等含淀粉量较多的食品消化吸收能力差，容易引起胀气和腹泻等消化问题。在谷物类淀粉中加入中温-淀粉酶，可以有效控制淀粉水解程度，同时保证其营养成分不被破坏，增强了婴幼儿对谷物类营养物质的消化和吸收。与传统的食品添
6、加剂（化学试剂、奶粉、糖酯、卵磷脂、抗氧化剂等）比较，酶制剂在焙烤过程中，具有更好的改良和抗老化作用，如-淀粉酶、普鲁兰酶、去分支酶、-淀粉酶等，单一使用或者几种酶制剂混合使用，不仅可以改善口感、色泽，延长保质期，而且安全健康。已知中温淀粉酶已经应用于面包、果汁、葡萄糖等多种食品的生产加工14,15。目前, 焙烤工业使用的 - 淀粉酶主要来自大麦麦芽、真菌和细菌。早在1955年美国就已经将真菌源的-淀粉酶作为面包添加剂。英国在1963年也再次证明了-淀粉酶等酶制剂作为食品添加剂的安全性16。3.2淀粉加工淀粉具有来源广、价格低、口感佳等优点，作为食物和能量的一个主要来源，被广泛使用。淀粉原料，
7、通过酶的作用，转化成方便实用和使用的产品。其中耐高温-淀粉酶，克服了普通-淀粉酶作用温度的限制，具有较高的反应温度（最适温度为9095），反应速度快、作用力度强，不仅用于淀粉加工行业，而且已经广泛应用于酒精、发酵、纺织和制药等行业。3.3啤酒酿造和酒精生产在酿造啤酒的原料中加入-淀粉酶，可以加快原料的液化，增加辅料，特别是在麦芽糖化力较低的情况下，可以提高原料的利用率，降低生产成本；同时使用-淀粉酶和-淀粉酶效果更加更明显，在节粮、节能的同时，进一步提高了经济效益17。在酒精生产过程中，添加-淀粉酶，可以有效控制蒸煮温度，节约煤炭和冷却水的使用量，同时提高了原料的利用率，酒精品质也得到改善18
8、。4展望早在1948年-淀粉酶就已经开始商业化应用，作为治疗鲜花紊乱的药物辅助剂。目前，-淀粉酶已经广泛应用在食品加工工业中，包括淀粉加工、乳品加工、果蔬加工、蛋白质加工、面粉的烘烤加工和酿酒工业中等。作为一种节能环保且高效的酶，如何将其潜在价值发挥到最高，是未来研究过程中需要努力的方向。有研究发现-淀粉酶在一些酸性和高温环境条件下仍然可以保持高度酶活性，这一特性可以满足现代工业发展的更多需要。而微生物来源的-淀粉酶，逐渐成为工业生产的重要来源19。通过基因改造和菌种选育等方法20，也可以实现对-淀粉酶实现定向化技术和结构改造，从而满足更多的工业生产需求。参考文献：1 Souza P M. A
9、pplication of microbial -amylase in industry-A reviewJ. Brazilian Journal of Microbiology, 2010, 41(4): 850-861.2 Robyt J F, French D. The action pattern of porcine pancreatic -amylase in relationship to the substrate binding site of the enzymeJ. Journal of Biological Chemistry, 1970, 245(15): 3917-
10、3927.3 Jnior B R C L, Tribst A A L, Cristianini M. High Pressure Homogenization of Porcine Pepsin Protease: Effects on Enzyme Activity, Stability, Milk Coagulation Profile and Gel DevelopmentJ. PloS one, 2015, 10(5): e0125061.4 李文秀,张旦旦,窦文芳,许泓瑜,许正宏,史劲松,陆震鸣. 中温-淀粉酶高产菌株的选育及其粗酶性质J. 食品与发酵工业,2011,(09):16-
11、21.5 陈阳阳. 若干酶反应抑制剂的研制及检测新方法的构建D.上海大学,2015.6 Coutinho P M, Reilly P J. Glucoamylase structural, functional, and evolutionary relationshipsJ. Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics, 1997, 29(3): 334-347.7 Ogasahara K, Imanishi A, Isemura T. Studies on Thermophilic -Amylase from Bacillus ste
12、arothermophilusJ. The Journal of biochemistry, 1970, 67(1): 65-75.8 Mamo G, Gashe B A, Gessesse A. A highly thermostable amylase from a newly isolated thermophilic Bacillus sp. WN11J. Journal of applied microbiology, 1999, 86(4): 557-560.9 Couto S R, Sanromn M A. Application of solid-state fermentat
13、ion to food industrya reviewJ. Journal of Food Engineering, 2006, 76(3): 291-302.10 刘传富,董海洲,侯汉学. 淀粉酶和蛋白酶及其在焙烤食品中作用J. 粮食与油脂,2002,(06):38-39.11 廖思明,孙靓,王青艳,申乃坤,朱婧,黄桂媛,黄纪民,陈东,黄日波. 耐热-淀粉酶的筛选、基因克隆和酶学性质分析J. 广西科学,2017,(01):92-99.12 柯涛. -淀粉酶的分子定向进化及其突变体结构与功能研究D.华中科技大学,2006.13 余清. 酶工程在食品工业中的应用研究及其未来展望A. 福建省农业
14、工程学会.福建省农业工程学会2006年学术年会论文集C.福建省农业工程学会:,2006:6.14 陈穗,何松. 酶技术在果蔬汁加工中的最新应用J. 食品科技,2001,(01):51-52.15 林梦丹,王国增,叶秀云,林娟. 产-淀粉酶海洋微生物的筛选及酶学性质研究J. 中国食品学报,2017,(02):77-84.16 罗志刚,杨景峰,罗发兴. -淀粉酶的性质及应用J. 食品研究与开发,2007,(08):163-167.17 汪建国. 酶制剂在酿造行业应用的研究及其发展前景J. 中国酿造,2004,(01):1-4.18 马福强. 耐高温-淀粉酶在酒精生产中的应用J. 酿酒科技,2001
15、,(03):42-43.19 Qiaoge Zhang,Ye Han,Huazhi Xiao. Microbial -amylase: A biomolecular overviewJ. Process Biochemistry,2016,:.20 丁皓,王冠,徐丽,程瑛. -淀粉酶的应用研究进展J. 饲料博览,2012,(08):12-14.5 行 用(研 博 .展用酶-.程,冠 : 0 . : - , -: , 技 用中酒在-耐. -:(0 中 展及用行造制.汪 -)( ,开研 应的酶-兴峰,志 - ( ,国.究酶选生海粉娟云叶增梦 )(0技食 最工果技酶何 会工省福论术 程业福.工建.来
16、及研中业程 . 0学技中能构结及化分粉-涛 - ) 学广 析性和克选酶- 波东陈,媛朱,王靓思 :0,0油粮 中焙及白酶 汉,董刘 0 ) 0 0 ( . , , 0 -:( : 学大.法检研的应若阳陈 :0, 业发品 性其选株高-中鸣陆劲正瑜,文旦秀 0:0 . , , - ) , - 0:( . 献求产生多而造构技定酶-现可也等选造基。 来的业工，淀的物而需的发现满特这酶高以然境高性在粉研有方需程研，到发价何酶效环种一中工酿烤粉工白工蔬品工淀包工品在广已淀前剂辅的鲜为，化商就酶 展 改得品，利了时，的却煤节煮蒸以酶淀添程产效了提，同、节明更果淀和粉用同本低率料原，下低糖麦是料增液快以酶-加
17、的生酒酿酒业行制、发精泛已，行粉用强力快应， 0度最温的有具限用淀-服酶-高中产使用成转的过料粉使，要个能物作等佳、来加淀 全的品作制粉证再 在英剂面粉-源将国美 在细、麦来酶 的工 ,加的食糖、果于经粉温。健安质延色口以可使剂酶或使单淀支、鲁酶用老良的具中过制较）剂、卵酯、学剂品收吸消质营儿婴增破成营保度解制效，淀中粉谷题化泻气易，收化的量含等，酶水淀为幼制难解淀类谷产工于品的对尤严要可饮此因很能道用用抗具的聚这精合合水淀程的制控，度化面0为用适粉-。 ,变使化过导而，温不比-普； 作量用质口，量中提完化使酵加，发高酶-稳热 期延以软提感色表积体大仅淀加中程位位可有是淀是其。作的不中作食干糕
18、粉在兰、糖化脂白酶如多剂酶中业。 业于广被淀，烘烘酶淀的工境酸和不在获实以，技工物微利效的大从低、提善不艺制得，快技程而中工纺造药食用经已应百有中品食应 影活对否 称有。影将活子金他旦稳活酶，特的维以 离金中粉离属性特高有衍淀对淀同各反淀源，特物酶-样类底 用发更，力，最稳，条和适在同不会的-件 和面方三主性以源粉使充，需工足满别有质理其泛来淀性酶酶淀的产细用主上别一性粉的来 -型 子疾末产。降速淀,系糖萄低、水其苷- 的部大原开随，. 类酶） 族水葡属 -酶- 粉植淀、淀、粉菌分同源酶据；淀酶链酶糖、粉淀：为的用对。粉有微物、所，然存， ， 概望；粉；酶挥的更值其，研何思展未粉对，业工质学粉-述文作重来发等及酿、，工应广一粉酶-