第 四 节
糖 化 酶
本
节
内
容
?
概
念
和
特
征
?
菌
株
的
发
现
及
生
产
应
用
（
了
解
）
?
国
内
外
研
究
情
况
（
了
解
）
?
目
前
的
用
途
（
了
解
）
?
发
酵
生
产
工
艺
（
了
解
）
?
糖
化
酶
的
一
般
性
质
?
影
响
酶
活
力
的
因
素
?
生
淀
粉
糖
化
酶
菌
种
选
育
、
性
质
及
其
应
用
的
研
究
（
了
解
）
?
酶
的
分
离
和
纯
化
?
酶
活
测
定
方
法
（
了
解
）
?
参
考
文
献
概念和特征：
? 又称为葡萄糖淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶或糖化型淀粉
酶,
? 是一种外切酶,可以水解淀粉１,4-α -糖苷键或１,6-
β -糖苷键生成 β -D-葡萄糖,故名,
? 具有作用及水解生淀粉颗粒的能力
菌株的发现及生产应用
? 葡萄糖淀粉酶于 1945-1950年被日本科研人员
从黑曲霉中分离出来发现的，是结晶体。
? 之后产酸菌株逐渐扩大到雪白根霉（ RH
izopushivens）、米曲霉和拟内孢霉等。
? 现在，丹麦等国多采用黑曲霉生产糖化酶；
日本采用根霉、拟内孢霉生产；俄罗斯重点
研究泥内孢霉的糖化酶生产工艺。
国内外研究情况（了解）
我国糖化酶的研究、生产和应用始于 50年代，在酒
精工业上所用的糖化剂有黄曲和黑曲霉。
60年代开始研究根霉、红曲霉（ Monascussp.）、
糖化酶产生菌的筛选、酶性质和发酵条件，并投入
了工业化生产。并在此基础上进一步通过诱变育种
获得菌株黑曲霉 AS3.4309(UV-11)取得了良好的经
济效益。
70-80年代在先前基础上诱变获提 UV-11-48，产酶
活力提高 30%。后来继续分离得到的棒曲霉诱变株
G987酶活力有提高了 42%。黑曲霉 AS3.4309的海藻
酸钙固定化孢子半连续话发酵生产转化酶的研究也
取得了可喜的进展
目前的用途（了解）
? 主要是在淀粉酶工业、葡萄糖生产、白酒
和酒精工业方面,用来制造果葡糖浆、淀粉
糖浆、葡萄糖和生产酒精和白酒。
? 近年来将根霉的糖化酶基因克隆到酵母中，
使酶产量达到占酵母蛋白总量的 10%，应用
基因工程菌生产时，淀粉无须加热糊化，
可以直接进行发酵，酒精产率达 13%以上。
用木薯淀粉生产酒精时，能耗降低 30%。
发酵生产工艺（了解）
? 生产糖化酶的菌种主要是霉菌，我国多采
用红曲霉、黑曲霉和根霉，其中根霉以固
体培养为宜，红曲和黑曲霉则多以液体深
层发酵生产。但根据不同目的也有用固体
培养生产的。
? 根霉中的常用生产菌有德氏根霉、龚氏根
霉、爪哇根霉、台湾根霉、日本根霉、东
京根霉等。
? 糖化酶的固体发酵方法与普通制曲工艺相
同。
糖化酶的一般性质
? 1,最适 pH为 4-5；最适反应温度为 50-60℃
? 2、根据不同来源的糖化酶水解淀粉限度分为
根霉型糖化酶,可以水解淀粉至 100%，属于这种糖化酶产生菌
如
黑白霉型糖化酶：水解淀粉至 80%便终止作用，属于这种糖化酶
德氏根霉（ Rh.delemar）、拟内孢霉等。
产生菌如黑曲霉、宇佐美曲霉、泡胜曲霉、米
曲霉、河自根霉等。
3,同一菌株的糖化酶也存在着性质不同的几
种成分
① 泡盛曲霉 1B42的糖化酶
耐 酸 性
非耐酸性
② 红曲霉糖化酶的组成包含 3-5个性质十分接近的活性成分。
③ 部分曲霉糖化酶中可被分为
水解淀粉粒强
水解淀粉粒弱
影响酶活力的因素
? 1、酶浓度的影响
? 2、底物浓度影响
? 3,pH影响
? 4、温度
? 5、反应产物,当葡萄糖浓度大于 8mg/ml时对该酶的产生有阻遏作用
? 6、别构效应
? 7、激活剂和抑制剂,Ca 对酶有促进作
用
2+
生淀粉糖化酶菌种选育,
性质及其应用的研究
? 研究通过对采样样品筛选，共筛选出对生淀粉作用的
菌种约 60株。又通过复筛，获得 1株生淀粉糖化酶酶
活最高的霉菌，选定为出发菌株，酶活约为 22U/ml，
判定该菌种为无根根霉。通过培养基初步优化，酶活
提高到约为 80U/ml。通过对出发菌进行紫外和亚硝基
胍诱变后，诱变菌株的酶活分别达到 200U/ml、
300U/ml。
? 对不同来源淀粉的作用由大到小排列为：粳米淀粉、
籼米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、糯米淀粉、玉米淀
粉、红薯淀粉和马铃薯淀粉。
酶的分离和纯化
? 以知绝大多数酶是蛋白质，因此酶的分离
提纯方法，也就是常用来分离提纯蛋白质
的方法．
? 酶的提纯包括两方面工作：
? 1、是把酶制剂从很大体积浓缩到比较小的
体积。
? 2、是把酶制剂中大量的杂质蛋白和其他大
分子物质分离出去
酶活 测定方法
? 亚碘酸盐法（碘量法）
? 费林法
? 3,5— 硝基水杨酸法（ DNS法）
? 葡萄糖氧化酶发（ NOVO法分光光度测定淀
粉葡萄糖苷酶）
? （补）用萃取化学公司法测定淀粉葡萄糖
苷酶
本
节
内
容
（
回
顾
）
?
概
念
和
特
征
?
菌
株
的
发
现
及
生
产
应
用
（
了
解
）
?
国
内
外
研
究
情
况
（
了
解
）
?
目
前
的
用
途
（
了
解
）
?
发
酵
生
产
工
艺
（
了
解
）
?
糖
化
酶
的
一
般
性
质
?
影
响
酶
活
力
的
因
素
?
生
淀
粉
糖
化
酶
菌
种
选
育
、
性
质
及
其
应
用
的
研
究
（
了
解
）
?
酶
的
分
离
和
纯
化
?
酶
活
测
定
方
法
（
了
解
）
?
参
考
文
献
参考文献：
? １．袁勤生 赵健 王维育，应用酶学，
华东理工大学出版社，（１９９４）
? ２,【 德 】 Ｂ．施特尔马赫 著 钱嘉渊
译，酶的测定方法，中国轻工业出版社，
（１９９２）
? ３．黄文涛 胡学智 译，酶应用手册，
上海科学技术出版社，（１９８９）
? ４,【 英 】 Ｆ．Ｇ．普里斯特 著 张宗
玉等 译，细胞外酶，科学出版社，（１
９８８）
参考文献：
? ５．郑集 陈钧辉 著，普通生物化学
（第三版），高等学校教材，（２００
３）
? ６．王镜岩 朱圣庚 徐长法 著，生物化
学（第三版 上），高等教育出版社，
（２００４）
糖化酶的酶活
? 在 40℃, PH5.5条件下,1小时分解可溶性淀
粉产生 1毫克葡萄糖所需的酶量定义为一个糖
化酶酶活力单位，以 mg/g.h表示。
? 原理,糖化酶 可以水解淀粉１,4-α -糖苷键或
１,6-β -糖苷键生成 β -D-葡萄糖用费林 — 雷
曼 — 朔尔法测定产生的还原物质 。
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操作步骤
用移液管将 9.0ml底物溶液移入一支容量为 100ml的锥形瓶中
加 1.0ml酶溶液
滴加 2.0ml费林碱溶液和 1.0ml费林铜溶液
试液置于水浴中 2min
加 2.0ml碘化钾溶液和 2.0ml硫酸
用硫代硫酸钠溶液滴定释放出来的碘
加热到 40℃
在 40℃ 温度下精确保温 30min
使反应终止
流水冷却
使沉淀物都溶解
空白值的测定方
法与上述测定主
值的方法一样，
只是在这里不加
酶溶液，而加
1.0ml蒸馏水。
Return
糖 化 酶
本
节
内
容
?
概
念
和
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征
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菌
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生
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研
究
情
况
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途
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发
酵
生
产
工
艺
（
了
解
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糖
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酶
的
一
般
性
质
?
影
响
酶
活
力
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因
素
?
生
淀
粉
糖
化
酶
菌
种
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、
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质
及
其
应
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研
究
（
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酶
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和
纯
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酶
活
测
定
方
法
（
了
解
）
?
参
考
文
献
概念和特征：
? 又称为葡萄糖淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶或糖化型淀粉
酶,
? 是一种外切酶,可以水解淀粉１,4-α -糖苷键或１,6-
β -糖苷键生成 β -D-葡萄糖,故名,
? 具有作用及水解生淀粉颗粒的能力
菌株的发现及生产应用
? 葡萄糖淀粉酶于 1945-1950年被日本科研人员
从黑曲霉中分离出来发现的，是结晶体。
? 之后产酸菌株逐渐扩大到雪白根霉（ RH
izopushivens）、米曲霉和拟内孢霉等。
? 现在，丹麦等国多采用黑曲霉生产糖化酶；
日本采用根霉、拟内孢霉生产；俄罗斯重点
研究泥内孢霉的糖化酶生产工艺。
国内外研究情况（了解）
我国糖化酶的研究、生产和应用始于 50年代，在酒
精工业上所用的糖化剂有黄曲和黑曲霉。
60年代开始研究根霉、红曲霉（ Monascussp.）、
糖化酶产生菌的筛选、酶性质和发酵条件，并投入
了工业化生产。并在此基础上进一步通过诱变育种
获得菌株黑曲霉 AS3.4309(UV-11)取得了良好的经
济效益。
70-80年代在先前基础上诱变获提 UV-11-48，产酶
活力提高 30%。后来继续分离得到的棒曲霉诱变株
G987酶活力有提高了 42%。黑曲霉 AS3.4309的海藻
酸钙固定化孢子半连续话发酵生产转化酶的研究也
取得了可喜的进展
目前的用途（了解）
? 主要是在淀粉酶工业、葡萄糖生产、白酒
和酒精工业方面,用来制造果葡糖浆、淀粉
糖浆、葡萄糖和生产酒精和白酒。
? 近年来将根霉的糖化酶基因克隆到酵母中，
使酶产量达到占酵母蛋白总量的 10%，应用
基因工程菌生产时，淀粉无须加热糊化，
可以直接进行发酵，酒精产率达 13%以上。
用木薯淀粉生产酒精时，能耗降低 30%。
发酵生产工艺（了解）
? 生产糖化酶的菌种主要是霉菌，我国多采
用红曲霉、黑曲霉和根霉，其中根霉以固
体培养为宜，红曲和黑曲霉则多以液体深
层发酵生产。但根据不同目的也有用固体
培养生产的。
? 根霉中的常用生产菌有德氏根霉、龚氏根
霉、爪哇根霉、台湾根霉、日本根霉、东
京根霉等。
? 糖化酶的固体发酵方法与普通制曲工艺相
同。
糖化酶的一般性质
? 1,最适 pH为 4-5；最适反应温度为 50-60℃
? 2、根据不同来源的糖化酶水解淀粉限度分为
根霉型糖化酶,可以水解淀粉至 100%，属于这种糖化酶产生菌
如
黑白霉型糖化酶：水解淀粉至 80%便终止作用，属于这种糖化酶
德氏根霉（ Rh.delemar）、拟内孢霉等。
产生菌如黑曲霉、宇佐美曲霉、泡胜曲霉、米
曲霉、河自根霉等。
3,同一菌株的糖化酶也存在着性质不同的几
种成分
① 泡盛曲霉 1B42的糖化酶
耐 酸 性
非耐酸性
② 红曲霉糖化酶的组成包含 3-5个性质十分接近的活性成分。
③ 部分曲霉糖化酶中可被分为
水解淀粉粒强
水解淀粉粒弱
影响酶活力的因素
? 1、酶浓度的影响
? 2、底物浓度影响
? 3,pH影响
? 4、温度
? 5、反应产物,当葡萄糖浓度大于 8mg/ml时对该酶的产生有阻遏作用
? 6、别构效应
? 7、激活剂和抑制剂,Ca 对酶有促进作
用
2+
生淀粉糖化酶菌种选育,
性质及其应用的研究
? 研究通过对采样样品筛选，共筛选出对生淀粉作用的
菌种约 60株。又通过复筛，获得 1株生淀粉糖化酶酶
活最高的霉菌，选定为出发菌株，酶活约为 22U/ml，
判定该菌种为无根根霉。通过培养基初步优化，酶活
提高到约为 80U/ml。通过对出发菌进行紫外和亚硝基
胍诱变后，诱变菌株的酶活分别达到 200U/ml、
300U/ml。
? 对不同来源淀粉的作用由大到小排列为：粳米淀粉、
籼米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、糯米淀粉、玉米淀
粉、红薯淀粉和马铃薯淀粉。
酶的分离和纯化
? 以知绝大多数酶是蛋白质，因此酶的分离
提纯方法，也就是常用来分离提纯蛋白质
的方法．
? 酶的提纯包括两方面工作：
? 1、是把酶制剂从很大体积浓缩到比较小的
体积。
? 2、是把酶制剂中大量的杂质蛋白和其他大
分子物质分离出去
酶活 测定方法
? 亚碘酸盐法（碘量法）
? 费林法
? 3,5— 硝基水杨酸法（ DNS法）
? 葡萄糖氧化酶发（ NOVO法分光光度测定淀
粉葡萄糖苷酶）
? （补）用萃取化学公司法测定淀粉葡萄糖
苷酶
本
节
内
容
（
回
顾
）
?
概
念
和
特
征
?
菌
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及
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（
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（
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酵
生
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（
了
解
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?
糖
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酶
的
一
般
性
质
?
影
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酶
活
力
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因
素
?
生
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糖
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酶
菌
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育
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及
其
应
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酶
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和
纯
化
?
酶
活
测
定
方
法
（
了
解
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?
参
考
文
献
参考文献：
? １．袁勤生 赵健 王维育，应用酶学，
华东理工大学出版社，（１９９４）
? ２,【 德 】 Ｂ．施特尔马赫 著 钱嘉渊
译，酶的测定方法，中国轻工业出版社，
（１９９２）
? ３．黄文涛 胡学智 译，酶应用手册，
上海科学技术出版社，（１９８９）
? ４,【 英 】 Ｆ．Ｇ．普里斯特 著 张宗
玉等 译，细胞外酶，科学出版社，（１
９８８）
参考文献：
? ５．郑集 陈钧辉 著，普通生物化学
（第三版），高等学校教材，（２００
３）
? ６．王镜岩 朱圣庚 徐长法 著，生物化
学（第三版 上），高等教育出版社，
（２００４）
糖化酶的酶活
? 在 40℃, PH5.5条件下,1小时分解可溶性淀
粉产生 1毫克葡萄糖所需的酶量定义为一个糖
化酶酶活力单位，以 mg/g.h表示。
? 原理,糖化酶 可以水解淀粉１,4-α -糖苷键或
１,6-β -糖苷键生成 β -D-葡萄糖用费林 — 雷
曼 — 朔尔法测定产生的还原物质 。
Go back
操作步骤
用移液管将 9.0ml底物溶液移入一支容量为 100ml的锥形瓶中
加 1.0ml酶溶液
滴加 2.0ml费林碱溶液和 1.0ml费林铜溶液
试液置于水浴中 2min
加 2.0ml碘化钾溶液和 2.0ml硫酸
用硫代硫酸钠溶液滴定释放出来的碘
加热到 40℃
在 40℃ 温度下精确保温 30min
使反应终止
流水冷却
使沉淀物都溶解
空白值的测定方
法与上述测定主
值的方法一样，
只是在这里不加
酶溶液，而加
1.0ml蒸馏水。
Return
