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辑技
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淀粉及其衍生物的生物技术
任修海
上海科技大学生橱工程蒹
淀粉是由酶萄糖聚合形成的糖, 除了作为』、类主食的基本成份外, 它还以各种形式
存在于几乎所有的加工食品中淀粉不仅来源丰富, 而且属可再生资源, 同时最容易被
转化成各种衍生物。所有这些决定了淀粉是一种重要的生物技术原材料。本文主要介绍
近期有关淀粉及其衍生物的生物技术开发现状及展望。
淀粉的水解产物及直接用途
根据水解程度和寡糖组成的差异,淀粉水解产物可用作粘性调台剂、胶凝剂稳定
剂和甜昧荆见表。
淀粉的水解可通过酶或化学方法进行。但应用盐酸及硫酸化学水解法可产生许多逆
转产物, 同时产生颜色及大量盐, 这些副产品均需进一步加工除去。因此, 酶法水解淀
粉的应用且益增多酶的利甩促进了淀粉工业的快速发展, 生产效率及产品质量都得到
了进一步提高, 同时还可生产许多具有确定物理特性及碳水化台忉组成的水解产品, 从
而扩大了淀粉的用途。淀粉水解过程见下圈:
液化细菌口一淀粉酶.~ .毫工口℃或
糖化真菌口一淀粉酶及葡菌糖淀耪酶.,
麦芽糖÷
糊精糖化真菌淀毫争酶或一淀椅酶.,
困
糖化葡萄糖淀粉酶或葡萄糖淀耪酶及支链淀粉酶

精练
为了增加葡萄糖的产量, 在淀粉水解过程中需加几种特异性酶。第一种酶为支链淀
粉酶,用于糖化阶段的淀粉脱支链。增加葡萄糖产量的另一种酶为—一葡萄糖昔酶,可
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单独使用或与淀粉转葡萄糖昔酶一起使用。与淀粉转葡萄糖苷酶一起使用可解决高浓度
时右旋糖发生的葡萄苷键的重构问题, 并可提高葡萄糖的产率。目前, 细菌葡萄
糖苷酶可用于代替淀粉转葡萄糖昔酶。糖化阶段要掭加的第三种酶为磷脂酶, 它可以
最大限度地减少糖化时类—直链淀粉复台物的形成。这种复合物对于酶的作用不敏感,
因此, 避免复合物的形成即可提高葡萄糖的产量。此外, 磷脂酶同戊聚糖酶一样可以
增加糖浆的可滤性及透明度。
最近发现,许多淀粉酶都可将淀粉水解为特异性的含—个葡萄糖残基的寡糖。
这些麦芽寡糖已用作血清淀粉酶活性测定的试剂和婴儿、老年人、肾病等人豹高级营养
食品。此外, 由微生物产生的非还原性环状寡聚糖即环状糊精, 也臼益广泛用于食品工
业, 并可望用于废水处理。
为了进一步提高生产效率和扩大淀粉水解产物种类,现有淀粉水解过程可进一步改
进
. 可不完全降解胶凝淀粉液化酶的利用。
. 适合于整个液化和糖化阶段及随后任意一转化阶段如异构化时酶的利用。
. 使用稳定性不需要“的液化酶, 或可抗高浓度“的酶。目前所用的液化
淀粉酶在高温时需要“才最稳定,而淀粉转葡萄糖苷酶及异构酶可被“失活。因
此需要进一步的离子交换技术。
. 利用能够随着等变化而改变其作用机制的单种淀粉酶。
二、淀粉及其衍生物用作发酵底物
用作发酵底物是淀粉重要的用途之一。可作底物的淀粉多种多样。如含有淀粉的物
质谷物及面粉、分离淀粉粒、部分淀粉水解所产生的各种寡糖崴纯右旋葡萄糖等。
除为了生产高价值的产品, 需要使用比较昴贵的精制葡萄糖外, 淀粉原料也可是废弃产
品, 如土豆加工及纸张