淀粉酶的生产 学校：江南大学 姓名：孙鹏飞 学号：6141502016
1 2
什么是淀粉酶
α-淀粉酶的生产 影响生产的因素 α-淀粉酶活性的测定
3 4
什么是淀粉酶淀粉酶属于水解酶类，是催化淀粉(包括糖原，糊精)中糖苷键水 解的一类酶的统称。它是研究较多，生产最早，产量最大和应用最广 泛的一种酶 。 α-淀粉酶 不规则地分解淀粉，糖原类物质的α-1,4糖苷键 唾液，胰脏，麦芽，霉菌，细菌
β-淀粉酶 从非还原性末端以麦芽糖为单位顺次 分解淀粉，糖原类物质的α-1,4糖苷键 甘薯，大豆，大麦，麦芽，细菌
淀粉酶 葡萄糖淀粉酶 从非还原性末端以葡萄糖为单位顺次 分解淀粉，糖原类物质的α-1,4糖苷键 霉菌，细菌，酵母等
异淀粉酶 分解支链淀粉，糖原类物质的α-1,6糖 苷键 植物，酵母，细菌
α-淀粉酶的工厂生产
α-淀粉酶能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄糖 等，是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。目前，α-淀 粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、 酒精工业、发酵以及纺织等许多行业。 目前，国内外生产α-淀粉酶所采用的菌种主要有细菌和霉 菌两大类，典型的为芽孢杆菌和米曲霉。米曲霉常用固态曲 法培养，其产品主要用作消化剂，产量较小，芽孢杆菌则主 要采用液体深层通风培养法，能大规模地生产α-淀粉酶。
枯草芽孢杆菌生产α-淀粉酶工艺流程孢子斜面
热处理
粗滤 淀粉吸附
孢子悬浮液
压滤
种子罐
盐析
乙醇沉淀
发酵罐
干燥
压罐 喷雾干燥
粉碎计量罐 混合 补量罐 包装 成品
种子扩大培养
1
孢子制备
2
种子制备
3
发酵罐培养
孢子制备
将保存在淀粉琼脂斜面上的枯草芽孢杆菌孢子用无菌水洗 下，接种到锥形瓶中，在35℃精置2-4天，待长出大量孢子 后作为接种用的种子。
种子制备
将保藏的菌种接种到马铃薯琼脂斜面(20%马铃薯煎出汁 加MgSO4· 7H2O 5 mg/L,琼脂2%,pH 6.7~7.0),37℃ 培养3天。然后接入到20L种子罐，37℃搅拌，通风培养 12~14小时。此时菌种进入对数生长期(镜检细胞密集，粗 壮整齐，大多数细胞单独存在，少数呈链状，发酵液pH 6.3~6.8,酶活5~10U/mL),再接种到发酵罐。
发酵罐培养
培养基的配制：用麦芽糖液配置成含麦芽糖6%、豆粕水解 液6%~7%、Na2HPO4· 12H2O0.8%、(NH4)2SO4 0.4%、 CaCl2 0.2%、NH4Cl0.15%、豆油1kg、深井水20L,调pH 至 6.5~7.0。 发酵罐培养基经消毒灭菌冷却后接入3%~5%种子培养成 熟液。培养条件为：温度37±1℃,罐压0.5kg/cm2,风量 1~20h 为1:0.48vvm,20 h后1:0.67vvm,培养时间为 28~36 h。
下游
加工处理
12 3 4
发酵液的预处理
提取纯化 成品加工
提取
α-淀粉酶常用的提取方法有：盐析法、乙醇淀粉吸附法和 喷去干燥法，这里用盐析法。具体方法：发酵液经热处理， 冷却到40℃ ,加入硅藻土为助滤剂过滤。滤饼加2.5倍水洗 涤，洗液同发酵液合并后，在45 ℃真空浓缩数倍后，加 (NH4)SO4至40%饱和度。盐析沉淀物加硅藻土后过滤， 滤饼于40℃ 烘干磨粉即成粗酶制品。
纯化α-粉酶的纯化方法可采用反萃取技术。 反胶团的配置将适当比例的正丁醇 和异辛烷加入比色管， 摇匀。再加入适量 CTAB,放入加热套中 加热溶解，摇匀，使其 均匀分布于有机相，得 到澄清透明稳定的反胶 团系统。
前萃取将α-淀粉酶溶解于缓冲 液中，稀释，滤清。磷酸 氢二钠-柠檬酸缓冲液构成 初始水相。将反胶团相和 水相置于三角烧瓶中，在 振荡器上剧烈摇晃后 (250 r/min, 10 min),倾入 离心管，进行离心 (3 500 r/min, 5 min),用 滴管小心地将两相分开取 上层有机相待用。
反萃取用去离子水配制适当pH 值(pH<pI)和离子强度的缓 冲液作为反萃取水相，与 前萃取所得的有机相混合， 放入恒温水浴锅加热片刻， 在振荡机上剧烈摇晃后 (250 r/min,10 min),倾 入离心管，进行离心 (3500 r/min,5 min)。用 滴管小心地将两相分开， 下层水相即为纯化的淀粉 酶。
影响α-淀粉酶生产的因素
12 3 4 5
碳源的诱导及阻遏
氮源温度对产酶的影响
pH对产酶的影响 其他
碳源的诱导及阻遏
在液体静止培养下 各种碳源对淀粉也化芽孢杆菌的效果 依次是：可溶性淀粉>麦芽糖>甘露醇>阿拉伯糖>葡萄糖 >蔗糖>乳糖>半乳糖>木糖。豆饼浸出液为氮源时，淀粉 液化芽孢杆菌的最佳碳源依次是乳糖，半乳糖，淀粉，麦芽 糖。用在葡萄糖与氨构成的合成培养基中，乳糖仍最适合于 菌体生长，糊精则完全无效，但琥珀酸，延胡索酸几乎与可 溶性淀粉一样有效，葡萄糖，果糖，蔗糖等在高浓度时抑制 α-淀粉酶的生成。
氮源
培养液化淀粉芽孢杆菌时，白蛋白，酪蛋白，大豆饼碱水 抽提液，据蛋白胨为较优氮源。玉米浆与其他蛋白质并用时 也是良好氮源。以酪蛋白的酸或碱水解物作氮源时，产酶不 及酪蛋白本身。各种氨基酸与酪蛋白的酶水解物有利于α-淀 粉酶的生成，谷氨酸促进黑曲霉α-淀粉酶的生成。
pH对产酶的影响
最适pH范围在6.8~7.2,而用洗涤细胞做试验时，其最适 pH在6.2~6.5,pH超过7.0时，α-淀粉酶生成量明显较低。枯 草杆菌BF-7658以豆饼麸皮培养基发酵时，最适pH5.5~6.5, 超过此范围，酶活基低。谷草杆菌TUD-127以玉米和豆饼粉 为原料，最适pH范围很宽，为5.5~8.0
,以6~7.5最佳。
温度对产酶的影响
枯草柑菌一般在35~37℃下培养为合适。芽孢杆菌生产α淀粉酶的最适温度范围很小，在35℃与37.5℃下静止培养淀 粉液化芽孢杆菌，α-淀粉酶的产量有明显的差别，35℃下培 养的远比37。5℃为好。但是在摇瓶培养下，两种培养温度 的最终产酶活性无明显区别。 液化深层培养与固体培养对温度的敏感性不同，液体培养 时，一旦温度升到40℃以上，对产酶就不利。
其他
影响α-淀粉酶产量的其他因素还很多，例如深层培养中 的通风量、搅拌强度、接种量、种龄等。
α-淀粉酶活性的测定
采用国标QB/1803—93,对萃取前的粗酶以及萃取萃取后 的的精制酶的酶活力进行测定，依据所附“吸光度和淀粉酶 酶浓度对照表”。将吸光度换算为酶活浓度c,进而求出酶 活D660。 下式计算： D660=c×n 式中：c———测试酶液浓度，u/g; n———样品的稀释倍数，g/mL。 平行试验相对误差不得超过2%。