两种淀粉酶的酶学性质及应用研究

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第! "卷 ! # # $年
[ 材料与方法
[ 7 [ 材料 酶 制 剂A 国产耐高温 B 淀粉酶< 酶活力 " C ! # # # # O" 以下简称 酶 进口耐 高 温 淀粉 酶 酶 _ @ H C < \]P^ = ‘ a B O" 活力 ? 以下简称 _ 丹 麦真 菌 B E # # # #\]P^ = @ J C b 酶a O" 淀粉酶 < 酶活力为 $ 以下简称 酶 ! # # # #\]P^ = _ @ J : a O" 日本真菌 B 淀粉酶< 酶活力为 ? 以下 C $ # # # #\] P^ = 简称 _ @ D c酶 a 玉 米 淀粉 < 洁鹅 牌 = 中国人民解放军辽宁省军区宁 官农场淀粉厂 = L L L $ = " > L L @ D ‘ c 缓冲液 A 磷酸氢二钠 C 柠檬酸 D 麦 芽 糖A 上 海 生 工 生 物 工 程 有 限 公 司= 3de 4 2 1 f 分装 D 异 麦 芽 糖H 潘 糖H 异 麦 芽 三 糖 标 准 样 品A 均为美国 公司产品 D 2 , R P’
关键词 A耐高温 B 淀粉酶 J真菌 B 淀粉酶 J生产 J高麦芽糖浆 C C K 中图分类号 A% 文献标识码 A3 文章编号 A ! # " 7 !$ " # # ! C G L " > < ! # # $ @ # ! E L C # ? 2 M NC
T 引
言
淀 粉 酶主要 用于淀 粉制糖 工 业 中 D 耐 高 温 B 淀粉 C 酶 和真菌 B 淀粉酶 < 或U 淀粉酶 @ 是玉 米 淀粉 生 产 高麦 C C 芽 糖浆的关键酶 D 高麦芽 糖 浆 是 一 种 麦 芽 糖 含 量 较 高 而葡萄糖含量较低 < 的淀粉糖浆 D 因其 < V$ # F@ W" # F@ 甜 度 低H 熬 糖 温 度 高H 吸 湿 性 低H 抗结晶 具 有无色透明 H 性好等特点而成为糖果工业更新换代的产品 = 被广泛应 " OE Y 蜜饯 H 果蔬汁饮料中 X 耐高温 B 淀粉酶和 用于糖果 H D C 真菌 B 淀 粉 酶 的 合 理 选 择 和 有 效 使 用 不 仅 可 以提高 C = 淀粉生产高麦芽糖浆的质量 = 也可以降低生产成本 D 选 淀粉酶一 般要求 作用温 度高 = 作 用 力 强= 能 用 耐高温 B C 耐" 选用真菌 B 淀粉酶要求产生界限 " # Z 左右的高温 J C 糊 精少 D 对 市场上销 售的多种耐 高 温 B 淀粉 酶 和 真 菌 C X ? OG Y 淀粉酶= 国 内进行比 对研究的 较 少 C D本文首先进 B 淀粉 酶和 两种真 菌 淀 粉 酶 的酶 学 行了两种耐高温 B C C B 性质研究= 优选 最佳生 产 酶 制 剂 = 并探讨了两种酶在淀 粉生产高麦芽糖浆中的应用 D
2 + J
各加入缓冲液 !"#摇匀 $ 在不同温度的恒温水 浴 锅 中 预热 !"% 再加入稀释好的 酶 液 各 ’"# 测试酶液的 $ $ & 酶活 $ 结果见图 ’ (可知 )* + , ,酶在 , .’ , , / 范围内 $ 随 温 度 升 高$ 酶 活 增 加0 而 1* 在 时 酶 活 最 高( 2 , , 3 , / 可确定在此研究范围内 $ + , , 4 2 , ,的最适温度分别 )* 1* 为’ , , /4 3 , /(
表 K 两酶的热稳定性 G < = "@ D : > M % N % : F@ ? : A@B % & C D@ ? < & E F "< D L > M N <2 L
温度 O / S ! 3 , 3 ! J , J ! ’ , , + , ,酶活 O ’ , PQ"# )*
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将 ) 酶和 1 酶分别稀释 + , ,倍和 2 , ,倍 ( 在常温下保 温 ’G后 $ 调9 值为 在最适 S 7 , $ Y 9 Y 值条件下测定酶 活$ 结果见图 + ( 可知两种酶在 9 7 , .S 7 ,的范围 Y值 内较稳定 $ 当9 值 时 残余酶活明显降低 7 , $ (当 9 Y 3 Y 值 ]+ 酶变性失活 (同时 $ 也进一步证明了在相同 7 ,时 $ 条件下 $ + , ,的酶活要高于 1* 2 , , ( )* 2 _ 淀粉酶活力的影响 2 7 ’ 7 T ^ * > 对耐高温 [ ’ a 有 些 学 者 认 为‘ 耐高温 [ 淀粉酶作用时要求 $ * 2 _ 2 _ 酶 稳 定 性 越 好$ ^ > 浓度对酶活影响不 ^ > 浓度越低 $ 大$ 本文对此做了研究 (精确称取不同量的 ^ 精确 H > ^ N 2 到, 放于小试管 中 $ 加 入 定 量 的 )* 7 , , , ’6 I + , , 4 2 , , 1* 2 _ 浓 度 的 酶 液 充 分 混 匀 后 室 温 静 酶 液$ 配制不同 ^ $ $ > 置+ 取 ’"#酶液 $ 按标准方法测定酶活 $ 结果见 ,"% $ & 2 _ 对 耐 高 温 淀 粉 酶 有 一 定 影 响 加入 图 可 见 * $ ( [ ^ > 2 _ 2 _ 尤其当 ^ .J ^ > 的 处 理 稍 好 于 对 照$ > 浓度在 S R’ 时 酶活有增加的趋势 而后下降 Q# $ $ ( ""@ N
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注V 表示酶活较低 $ 超出测定范围 ( W UX
增刊 !月
农 业 工 程 学 报 wk.baidu.com & ’ ( ) ’ * + , ( ). + / 01 2 34
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两种淀粉酶的酶学性质及应用研究
毕金峰
中国农业科学院农产品加工研究所 = 农业部农业核技术与农产品加工重点实验室 = 北京 " < # # # > ? @ 摘 要 A研 究 了 两 种 耐 高 温 B 淀粉酶和两种真菌 B 淀粉酶的酶学性质= 确定了最佳酶反应条件D将其应用于淀粉糖生产 C C 以E 的玉米淀粉为原料 用进口耐高温 淀粉酶水解至还原糖含量为 再用日本真菌 B 淀粉酶在最佳条件下 中= # F = C " G 7 $ F= C B 反应 ! 可得到含纯麦芽糖 葡萄糖 糊精 的高麦芽糖浆 "/ = E " 7 " FH " 7 I FH ! 7 I F D
图 + 两酶的 9 Y 值稳定性 7 + b 5 % 6 : > M % N % : F@ ? : A@ B % & C D@ ? < & E F "< D% & C % ? ? < = < & : 9 Y\ > N ; <D @ N ; : % @ &
2 _ 图-^ > 对两酶酶活的影响
7 - c 5 % 6 ? ? < d : @ ? ^ > @ &: G <> d : % \ % : F@ ?
图 ’ 两酶的最适温度 7 ’ 89 5 % 6 : % "; ": < "9 < = > : ; = <? @ =: A@B % & C D@ ? < & E F "< D
2 7 ’ 7 + )* + , , 4 2 , ,酶的热稳定性 1* 取 适 量 )* 分别在不同温度下保 + , , 4 2 , ,酶 液 $ 1* 温 ’G 然 后 冷 却 至 室 温 按 常 规 方 法测定酶活H $ $ + , , )* 酶为 ’ 结果见表 2 说明 )* , , /4 2 , ,酶为 3 , /I $ ( + , , 1* 酶 的 热 稳 定 性 较 好$ 在 不 同 温 度 下 保 温 ’G 残 余 酶 活 $ 力 较 高 (1* 2 , ,酶 热 稳 定 性 较 差 $ J ! /4 ’ , , / 保 温 ’G 后$ 丧失酶活 (
淀粉酶酶学性质研究 K 7 K 真菌 [ * 2 7 2 7 ’ 稀释倍数对 e酶 4 5酶酶活的影响 将 e酶和 5酶用蒸馏水 H 分别稀释成不 7 , I 9 Y值 T 同倍数 $ 测定不同稀释倍数下的酶活 $ 结果见表 + (可知 稀释倍数增加 $ 酶活降低 ( 相同稀释倍数下 $ 酶的酶活 5 高于 e酶 ( 为研究方便 $ , , ,倍 e酶 4 5酶均选用稀释 ’ 以下分别简称 的酶液作为酶反应液 H * ’ , , , 4 * ’ , , , I $ e 5 进行其它酶学性质研究 (
[ 7 g 主要仪器 高效液相色谱仪 < 美国 @ 具体配置如下 A = = h’ + 0 & ) 型 四 元 梯 度 高 压 泵 全 位 G # # J E ! 色 谱 管 理 系 统J 真 空 脱 气 机J 柱 温 箱J 碳水化合 ! ? " #示 差 折 光 检 测 器 J 物分析柱等 D 可见分光光度计 = 日本 D ! " 1 e ‘ 型紫外 C [ 7 i试验方法 每次试 验 设 E个 重 复 = 取 平 均 值= 并对结果进行统 计分析 D I Y 酶活测定方法 A 吸光光度法 X D 还原糖含量 < 以下简称 j 测定方法 A 采用直接 4值 @ L Y 计算公式为 滴定法测定还原糖和总糖的含量 X = A 以葡萄糖计@ 还 原 糖 含 量l 总干物质含量@ k< j 4< m" # # F X > Y 糊精的测定 A 国家标准 < l ? > " O! # # # @ D nc %! X > Y 麦芽糖的定性测定 A 纸层析法 D > Y 麦芽糖 H 葡萄糖的定量测定 A 高效液相色谱法 X D
表 [ 稀释倍数对酶活的影响 % ’ ; 6 0" 4 . . 0 * + . p , 6 8 + , (P8 6 + , 9 6 0(0 ( q r P0’ * + , s , + r
稀释倍数 " # # ! # # E # # ? # #
O" ‘ 酶酶活 l \]P^ O" b 酶酶活 l \]P^
g 结果与分析
淀粉酶酶学性质研究 g 7 [耐高温 B C ! 7 " 7 " 稀释倍数对 ‘ 酶 H b 酶酶活的影响 将 ‘ 酶和 b 酶 用 蒸 馏 水 < 稀释不同倍 7 # @ 9 o值 G 数= 测定不同稀释倍数下的酶活 = 结果如表 " D可知稀释 酶活迅速降低 Db 酶稀释 E 倍时酶活还高 倍数增加 = # # 于 ‘酶稀释 ! 可见 b酶的酶活高于 ‘ # #倍 的 酶 活 = 酶D 为 研 究 方 便= 选用 b 酶稀释 E 以下简称_ # #倍 < bC 以下简称_ 作为反应 E # # a @ H # #倍 < ! # # a @ ‘酶稀释 ! ‘C 酶液 = 进行其它酶学性质研究 D
2 7 ’ 7 - )* + , , 4 2 , ,酶的最适 9 1* Y值 配制不同 9 值的缓冲 液 用 $ 不同 9 Y Y 值缓冲液配 制 2 在最适温度H Z的 可 溶 性 淀 粉$ + , ,酶 为 ’ , , /4 )* 酶 为 进 行 酶 反 应 测 定 反 应 液 酶 活 结 2 , , 3 , /I $ $ 果 1* 见图 2 可知 )* ( + , ,和 1* 2 , ,酶的最适 9 7 , $ Y 值均为 S 当9 值低于 时 酶活降低 说明耐高温 淀粉酶 ! 7 2 $ ( * Y [ 对酸敏感 $ 可用加酸的方法来灭酶 (
收稿日期 A ! # # ? C " # C ! I 修订日期 A ! # # $ C # ! C " # 作 者简介A 毕金峰< 男= 副教授= 博士后= 主要从事食品化学 " > I # O@ = 与生物技术研究 北京市 $ 万方数据 D " # >信箱 中国农业科学院农产品加工研 究所 = " # # # > ? D4 A S" ! G 7 P’ , 6 ; , Q , ( . 0 ( R * P
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注A 表示超出测定酶活力范围 = 无法计算酶活力 D _ ta
! 7 " 7 ! bC E # # H ! # #酶的最适温度 ‘C 分别吸取 ! 的可溶性淀粉 F ! #P^于若干试管中 =
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两种淀粉酶的酶学性质及应用研究 毕金峰 V