淀粉质原料的液化糖化.ppt

第四章淀粉质原料的液化糖化
在酒精生产中必须将淀粉转变成可发酵
糖类,酵母菌才能将其发酵生成酒精,而将
淀粉转变成酵母菌可发酵糖的过程称作淀粉
质原料的液化糖化。
第一节与淀粉质原料的液化糖化有关的酶系及其特性
淀粉的糖化过程是一个复杂的生化反应过程。
反应中包含淀粉在淀粉酶和糖化酶作用下的液化和
糖化,以及蛋白质在蛋白酶的作用下分解成氨基酸
等过程。原料中的有机含磷化合物在磷酸酯酶的作
用下,可将其中可溶性磷酸盐分解出来,使糖化醪
中的磷酸盐含量增加,这对酵母菌的生长和发酵有
利。淀粉的糖化实质上就是酶对淀粉的作用过程。
(一)α-淀粉酶()
该酶的系统名称为α-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖
水解酶,常用名为α-淀粉酶,又称淀粉1,4
糊精酶。
耐高温α-淀粉酶
2. 普通α-淀粉酶
α-淀粉酶作用原理:
α-淀粉酶是一种内切淀粉酶,能随机水
解淀粉、可溶性糊精及低聚糖中的α-1,4-
葡萄糖苷键。酶作用后可使糊化淀粉的粘度
迅速降低,变成液化淀粉,水解生成糊精及
少量葡萄糖和麦芽糖。
(二)糖化酶()
该酶的系统名为α-1,4葡聚糖葡萄糖水解酶,常用的
名有葡萄糖淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶、γ-淀粉酶,通常称糖
化酶。糖化酶对淀粉作用时,是从非还原性末端开始逐渐切
下一个个葡萄糖分子,并将葡萄糖分子由α-型转变为β-
型,所以此酶属于外酶。水解过程中葡萄糖之间的C1-O-C4
中的C1-O键断裂。葡萄糖淀粉酶不仅能分解为α-1,4键,
而且可分解为α-1,6和α-1,3糖苷键,但速度慢得多。所
以该酶从理论上讲可以100%地水解直链、支链淀粉和麦芽
糖。不同微生物菌种产生的糖化酶分解能力强弱不同,水解
速度也因底物分子大小和结构而不同,底物相对分子质量越
大,分解率越高。
(三)蛋白酶
,
经深层发酵培养,提取精制而成。它是一种
在酸性环境下(~)催化蛋白酶的
酶制剂,适用于水解酸性介质中动、植物蛋
白质。可以用于毛皮软化,啤酒、果酒澄
清,动、植物蛋白质水解营养液,羊毛染
色,废胶片回收,饲料添加剂等等。
作用方式:作用肽键,主要生成物为小肽和氨基酸。
最适温度:%,作用温度
范围30~50℃,最适作用温度为40℃。
最适作用pH:在40℃条件下,~,最
适作用pH 。
热稳定性:~,40℃以下比较稳定,
超过50℃酶活力损失较严重,60℃以上很
快失活。
pH稳定性:~,超过此范围,失活较
严重。
金属离子对酶活力的影响:被Mn2+、 Mg2+、 Ca2+
离子激活,被Hg2+、Cu2+、Al3+离子所
抑制。
(四)纤维素酶
纤维素酶是由绿色木霉经深层发酵制成的液
体产品,是降解纤维素,生成葡萄糖的一组
酶的总称。它是由C1酶,β–1,4-葡聚糖酶
(也称Cx酶),β-葡萄糖苷酶组成。C1酶
能在降解天然纤维素过程中起主导作用;Cx
酶能水解溶解的纤维素衍生物或者膨胀和部
分降解纤维素;β-葡萄糖苷酶能水解纤维二
糖和短链的纤维寡糖生成葡萄糖。
第二节传统液化糖化工艺
淀粉质原料经粉碎后,还需进行蒸煮。原料
经蒸煮后,使植物细胞和植物组织破裂。原
料所含的淀粉颗粒由于吸水膨化而分解,成
为溶解状态的糊精。这一过程成为淀粉的液
化。经过蒸煮以后的糊化醪,加人一定量的
糖化剂,使溶解状态的淀粉变为可发酵的糖
类,这一由淀粉转变为糖的过程称为糖化。