[农学]食品酶学.ppt

Fall, 2001 Biotech 在（1）式中，蔗糖在酶的作用下分解为果糖基和葡萄糖，为（2）、（3）式两个反应提供果糖基。 在（2）式中，果糖基加水合成果糖。 在（3）式中，蔗糖作为受体和果糖基作用合成蔗果三糖，蔗果三糖作为受体则合成蔗果四糖，蔗果四糖作为受体则合成蔗果五糖。 反应液由葡萄糖、果糖、蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖和剩余蔗糖所组成的混合糖浆。 葡萄糖淀粉酶作用于直链淀粉和支链淀粉示意图 葡萄糖单位 非还原性末端的葡 萄糖单位 淀粉酶作用的键 葡萄糖淀粉酶来源 产生该酶的菌种：曲霉和根霉。 目前，葡萄糖淀粉酶主要生产菌的基因已被分离出来，并克隆到噬菌体和酿酒酵母中表达。 产葡萄糖淀粉酶的酵母工程菌株可利用淀粉同时进行糖化和发酵。这种酵母可转化非发酵性糖，从而可缩短或取消糖化工艺，提高发酵率。 脱枝酶对支链淀粉、糖原等分枝点的α-1，6糖苷键有专一性。 脱枝酶与β-淀粉酶一起使用制造麦芽糖，可使麦芽糖的得率由50％～60％提高到90％以上。 脱枝酶与糖化酶一起使用可将淀粉转化为葡萄糖，得率提高到98％。 （四）脱枝酶 与淀粉加工有关的微生物脱枝酶有两类: 普鲁兰酶（pullulanase）:又称茁霉多糖酶，能水解普鲁兰糖（聚麦芽三糖） 代表菌株：肺炎克雷伯氏菌 异淀粉酶（isoamyfase）:只对支链淀粉和糖原的α-1，6糖苷键有专一性，对普鲁兰糖无作用，不能降解普鲁兰糖。 代表菌株：假单胞杆菌。 二、果葡糖浆的生产 果葡糖浆：是一种以果糖和葡萄糖为主要成分的混合糖浆。 国际上按果糖含量及其发展分为三代： 第一代果葡糖浆：含42％的果糖，其它成分为葡萄糖53％，低聚糖5％，浓度为70％～72％，甜度与蔗糖相同； 第二代果葡糖浆：含果糖55％，葡萄糖40％，低聚糖5％，浓度为76％～78％，甜度约为蔗糖的1.1倍； 第三代果葡糖浆：含果糖量在90％以上，低聚糖3％，浓度为79％～80％，其甜度为蔗糖的1.4倍。 果葡糖浆的生产：利用固定化葡萄糖异构酶将葡萄糖转化为果糖，制备高果糖含量和低葡萄糖含量的混合糖浆。 葡萄糖异构酶（glucose isomerase）：能将D-葡萄糖转化为果糖。 葡萄糖异构酶的生产菌种：有放线菌、芽孢菌、节杆菌等。 分为如下几个工序： 1、淀粉液化：有酸法和酶法两种工艺。 目前世界各国主要用酶法。 酶法液化：利用α-淀粉酶将淀粉水解成糊精、低聚糖、麦芽糖和葡萄糖。 液化DE值：液化的淀粉的葡萄糖值或当量。 一般液化DE值控制在15～20。 果葡糖浆生产工艺 液化温度： 耐热性淀粉酶：温度在95～105℃。 非耐热性淀粉酶：温度在90℃左右。 液化过程的关键设备：连续液化喷射器。 液化喷射器的种类：多孔喷汽液化器、高 压蒸汽喷射器和连续液化喷射器等。 果葡糖浆生产工艺 2、淀粉糖化 采用葡萄糖淀粉酶将淀粉的液化液进一步水解成葡萄糖。 糖化操作： 液化液pH： pH4.5～5.0 加糖化酶量：100～200U／g（干物质） 糖化温度： 60土1℃ 最终糖化液DE值达到95～96即终止糖化. 果葡糖浆生产工艺 糖液精制：过滤、脱色、离子交换、脱氧。 葡萄糖液精制和脱氧的目的：主要是为了提高葡萄糖异构化时酶对底物葡萄糖的转化效率。 对底物葡萄糖液的要求：葡萄糖浓度（干物质）45％，电导率＜4×10-3s／m，Ca2+＜1.5mg／kg，同时无需溶解氧。 3、葡萄糖异构化 葡萄糖异构化：采用高活性的固定化葡萄糖异构酶，通过酶法转化葡萄糖生产果葡糖浆或称高果糖浆。 酶的固定化方法： 固定化提取的酶 固定化含有该酶的细胞。 果葡糖浆生产工艺 果葡糖浆生产工艺 异构化生产果葡糖浆工艺： 分批法、连续搅拌法、酶层过滤法和固定化酶床反应器法。 普遍采用固定化酶床反应器法，酶可连续使用约800h左右。 异构化出柱的糖浆指标为：pH≥7.0, 异构糖浆中果糖含量≥42%。 果葡糖浆生产工艺 4、果糖与葡萄糖分离技术 从含42％果糖的果葡糖浆中，将果糖分离得到含果糖90％以上的糖浆，再按1：2～3的比例将其与42％果萄糖浆混合，便可以得到含果糖50％～60％的果葡糖浆。 目前工业上使用的分离果糖的方法： 主要有离子交换、分子筛和色层吸附法。 三、超高麦芽糖浆的生产 以淀粉为原料经α-淀粉酶和β-淀粉酶作用形成以麦芽糖为主的淀粉糖浆，按制法和麦芽糖含量的不同产品有不同的名称。 传统饴糖：以大米或红薯为原料，加入大麦芽，将淀粉糖化成糖浆。其中麦芽糖含