糖化酶又稱葡萄糖淀粉酶，學(xué)名為α-1,4－葡萄糖水解酶，是由曲霉優(yōu)良菌種（Aspergilusniger）經(jīng)深層發(fā)酵提煉而成。其成品分為液體、固體兩種形態(tài)。液體的糖化力在3000～6000u之間，而固體的糖化力規(guī)格有20000u、30000u、40000u、50000u等不同規(guī)格。
糖化酶呈炒米黃色粉狀或棕黃色液體，可作為糖化劑用于生產(chǎn)白酒、黃米酒、啤酒、乙醇、乳酸鈣等，同時(shí)也可用于以葡萄糖為培養(yǎng)基的各種抗生素、有機(jī)酸、氨基酸、維生素的發(fā)酵過程。此外，它還可以分解低聚糖，并大量用于生產(chǎn)各種規(guī)格的葡萄糖。總之，凡對(duì)淀粉、糊精必需進(jìn)行酶水解的工業(yè)上，都可適用。
分子結(jié)構(gòu)
糖化酶是一種糖蛋白，主要含有甘露糖、葡萄糖、半乳糖和糖醛酸。其相對(duì)分子質(zhì)量在60000～1000000之間，糖類占4%～18%，其中糖與蛋白質(zhì)主要以N－和O－兩種方式連接。
從黑曲霉中分離純化得到的糖化酶包含三個(gè)組分，它們都是酸性糖蛋白。但是其含糖量不同，分別是11.68%，8.6%和3.6%。但是糖化酵母產(chǎn)生的糖化酶碳水化合物卻高達(dá)80%，主要是半乳糖、葡萄糖、氨基葡萄糖和甘露糖。
理化性質(zhì)
糖化酶的最適反應(yīng)溫度為60℃，最適反應(yīng)pH值為3.5-5.0，其中pH 4.5最佳。它具有較低的底物特異性，能夠從淀粉鏈的非還原性末端切開α-1.4鍵，也能切開α-1.6鍵，能快速將水解成。當(dāng)作用于時(shí)，它從非還原性末端先分割α-1.6鍵，再將α-1.4鍵分割，順次切下葡萄糖單位，使支鏈淀粉全部水解成葡萄糖。其密度（g/mL,25℃）為1.2，溶于水，幾乎不溶于乙醇，三氯甲烷和乙醚。
來源與分布
來源
雖然麥芽和米曲是酶的來源之一，但它們的成本較高，因此目前已經(jīng)被工業(yè)酶制劑所取代。
分布
糖化酶在許多曲霉屬和根霉屬中都有分布，而生皮等植物中也含有β淀粉酶。在醬油、醋的運(yùn)用和酒類的生產(chǎn)中，糖化酶是主要使用的酶之一。
作用原理
糖化酶，又稱葡萄糖淀粉酶，具有將淀粉從非還原性末端水解α-1,4烷基糖苷鍵并產(chǎn)生葡萄糖的活性，同時(shí)也能緩慢水解α-1,葡萄糖鍵，將葡萄糖釋放出來。
活力測(cè)定原理
糖化酶分布于能直接以淀粉為營(yíng)養(yǎng)源的生物體中，它催化淀粉水解，從淀粉非還原性末端開始，分解α-1，4葡萄糖苷鍵生成葡萄糖。葡萄糖的醛基被弱氧化劑次碘酸鈉所氧化，酸化后析出碘，再用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的碘，從而計(jì)算出酶活力。
制備方法
在工業(yè)糖化酶粗粉的原料中加入一定比例的蒸餾水，使其浸出酶，離心后再除去雜質(zhì)，這時(shí)所得的濾液為酶浸出液。然后在浸出液中加入70%飽和度的硫酸銨，使糖化酶沉淀析出，經(jīng)離心分離獲得的沉淀部分即為糖化酶的粗制品，再進(jìn)行純化即可。
生產(chǎn)工藝
糖化酶的生產(chǎn)工藝使用的是中國(guó)生產(chǎn)糖化酶活力較高的菌株黑曲霉As 3.4309，液體發(fā)酵培養(yǎng)基的主要成分為10~12%的玉米粉、4%的黃豆餅粉、1%的麩皮、2%的玉米漿以及a-淀粉酶等等。其最高發(fā)酵單位在每毫升10000單位左右，發(fā)酵周期為種子罐48 h，發(fā)酵罐100h左右。在發(fā)酵終止的時(shí)候，可在發(fā)酵液干燥后得粉劑粗制品。或者可以用鹽酸調(diào)pH至2.0左右，再加入活性白土，這樣可以去除烷基糖苷轉(zhuǎn)移酶，經(jīng)過發(fā)酵液過濾發(fā)酵后，采用絮凝過濾法去除菌體和培養(yǎng)基殘?jiān)@得澄清的酶液。隨后將酶液濃縮約10倍，并調(diào)整成具有一定規(guī)格酶活力的液體酶，即可得到液體產(chǎn)品。
資料來源：
應(yīng)用領(lǐng)域
發(fā)酵工業(yè)
液態(tài)法白酒(酒精)
在原料調(diào)漿過程中，可以加入了a-淀粉酶，含量為0.05%(針對(duì)玉蜀黍?qū)?/a>原料，酶活力為2000u/g)，然后攪拌均勻。之后再將混合物升溫至45~50℃，液化5分鐘，然后進(jìn)行蒸煮糊化處理。原料經(jīng)蒸煮冷卻到60℃，然后使用工業(yè)硫酸調(diào)整pH值至4.2~4.8。接下來，加入糖化酶，參考用量為80-200單位/克原料。糖化的溫度設(shè)定為58~60℃，保溫30-60分鐘，期間需要間歇攪拌。酶法糖化醪的還原糖含量比曲法更高，因此需要控制發(fā)酵溫度不超過34℃。
普通白酒
在以玉米粉為原料的釀酒過程中，每班投料1000kg，加入固體糖化酶3kg (糖化酶活力為50000u)，經(jīng)過老五釀酒工藝進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵期為4天，平均淀粉出酒率達(dá)到了72%以上。使用糖化酶代替麩曲生產(chǎn)的普通白酒，可以將每噸酒的成本可以降低50元以上，而且具有出酒率穩(wěn)定、班產(chǎn)差距小等優(yōu)點(diǎn)。此外，這種方法還能夠?yàn)楣S節(jié)省能源，減少半成品車間廠房及設(shè)備的投入。
優(yōu)質(zhì)白酒
在清香型大曲優(yōu)質(zhì)酒的釀造過程中，通過減少大曲用量25%，同時(shí)增加糖化酶用量1.2%(糖化酶活力為40000u)，并配合使用活性干酵母1.2%，可以使大曲酒的出酒率提高5%以上，而且酒質(zhì)與原工藝基本相同。在濃香型大曲酒工藝中亦是如此。
食品工業(yè)
在味精、抗生素、檸檬酸等其他工業(yè)中，將淀粉液化后冷卻到60℃，調(diào)整pH值至4.5左右，然后加入糖化酶，參考用量為100～300u/g原料。
安全事宜
糖化酶在應(yīng)用時(shí)最為適宜的pH值范圍是4.0-4.5。在進(jìn)行淀粉糖和味精生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)該先調(diào)整pH值，然后再添加酶進(jìn)行糖化過程。酶的用量會(huì)因原料和工藝的不同而有所變化，要縮短糖化時(shí)間需增加用量。
在糖化過程中，經(jīng)常需要進(jìn)行攪拌，攪拌的轉(zhuǎn)速大約為每分鐘80轉(zhuǎn)左右。攪拌的目的是增加淀粉顆粒與酶分子之間的接觸機(jī)會(huì)。只有當(dāng)?shù)矸垲w粒與酶分子有更多的接觸碰撞時(shí)，酶才能在一定條件下將淀粉轉(zhuǎn)化為糖。
對(duì)于間歇糖化過程，需要攪拌充分，對(duì)于連續(xù)糖化過程，則必須保持流量均勻。溫度需要嚴(yán)格控制在60°C-62°C。保持保溫時(shí)的溫度均勻，嚴(yán)禁短期的高溫。
儲(chǔ)存事宜
糖化酶對(duì)溫度、光線、濕度都很敏感，因此，在運(yùn)輸儲(chǔ)存過程中，要避免曝曬、高溫、潮濕、保持清潔、陰涼和干燥，最適用于低溫保存。
參考資料 >