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耐酸型高温淀粉酶在各领域中的应用

作者: 特种酶制剂事业部           点击数: 0           发表时间: 2015-04-30 10:27:00

      

       随着淀粉深加工行业的发展,工艺条件的改变,酶的品种需要不断更新和完善,α-淀粉酶已经发展成为一个庞大而重要的工业酶制剂家族。根据酶性质的不同,可以把-淀粉酶分为耐热性α-淀粉酶、耐酸性α-淀粉酶、耐碱性α-淀粉酶和耐盐性α-淀粉酶。由于它们在特定条件下的稳定性,在有关工业中具有高度的重要性。近年来,一些淀粉原料深加工工艺希望在比现有条件更低的pH 条件下进行,于是耐酸性α-淀粉酶便被广泛应用,如:青贮饲料、发酵饮料、药物的生产以及工业副产品的加工、废料的处理等等,具有极大的应用潜力和开发前景。

       耐酸性α-淀粉酶的作用机理和普通α-淀粉酶的作用机理相似,但是他可以在较低的pH下水解淀粉,其最适pH 4.0~5.0,而普通α-淀粉酶的最适pH 6.0左右,在pH 6.0~7.0比较稳定。

       近年来,随着耐酸性α-淀粉酶的分子组成、酶学特性等的日益清晰,其利用价值逐渐被人们所认识,因此耐酸性α-淀粉酶越来越受到广泛关注,被广泛的应用于酿造、食品、医药等领域。传统淀粉原料的加工一般要经过液化和糖化两个阶段。液化使用的是α-淀粉酶,其作用的最适pH在5.6~6.0左右,在pH 4.0容易失活;糖化使用的是糖化酶,其作用的最适pH在4.3左右。因此两个阶段的衔接过程中需要加入大量的试剂调节pH值,这一过程不仅增加了生产成本,影响了液化糖化效果,而且调整不当,会产生大量的副产物,使得产品提纯、脱盐变得困难,在此情况下耐酸性α-淀粉酶的应用能使液化和糖化在同一个pH值下进行,简化了淀粉的加工工艺。如:高麦芽糖浆的生产和烧酒的制备。

       在我国传统的白酒酿造中,其特点是边糖化边发酵,随着发酵的进行,发酵副产物(乳酸盐、琥珀酸盐、醋酸盐等)将导致酒糟酸度不断降低,酸度不断降低,导致普通α-淀粉酶活性也随之降低,淀粉水解不彻底,原料中65%的淀粉大约有12%不能被利用,造成原料利用率低下。而耐酸性α-淀粉酶是一种在酸性条件下水解淀粉的酶类,其最适pH 4.0~5.0,在此情况下,耐酸性α-淀粉酶的应用,可以充分利用剩余淀粉,提高出酒率,降低成本。

       在食品烘烤上,面包的发酵需要还原糖,酸性真菌α-淀粉酶的加入,使发酵过程能够稳定地生成糊精和麦芽糖。由于面包的烘烤温度很高,超过60 ℃,真菌α-淀粉酶会很快失去活性,防止淀粉的过度糊化,从而烘焙出质量优良,内部结构均匀,体积膨大,口感极佳的面包,不仅可以加快发酵速度缩短发酵时间,而且可以替代国内现有的面包改良剂中有致癌作用的溴酸钾,更加安全。在制作面包时其主要作用表现在以下几个方面:一是加快了面团发酵速度,缩短了发酵时间;二是改善了面包内部的组织结构,使面包具有较好的松软度;三是增大了面包体积,使面包表皮色泽良好而稳定;四是减缓了淀粉的老化,延长了面包的保鲜时间。

        在医药方面,他卡淀粉酶是在各国广泛流行的消化药,但米曲霉α-淀粉酶的适宜pH 4.5~6.0,在胃中易受胃酸(pH 2.0)的破坏,致使医疗效果大为降低,为此可以用耐酸性α-淀粉酶来制造消化剂。

        此外,还可用于工业废液处理。如酒精厂废液的处理,利用酸性α-淀粉酶发酵酒精废液,使之有效转化,且可以使转化液生产酒精的液化和糖化过程可以在同一pH环境下进行,确保酒精生产质量,降低生产成本,实现企业低废排放。

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