澱粉分解酶

用於飼料學、造紙等領域的酶

澱粉分解酶其化學本質是“蛋白質”,主要是用水解的方式將澱粉分解為麥芽糖。在人的唾液中就含有澱粉分解酶。唾液澱粉分解酶是食物在人體的第一次消化。

分類方式


根據催化水解方式

可分為4種。
①α-澱粉酶
②β-澱粉酶
④異澱粉酶

根據生物類型

可分為4種。
①麥芽澱粉酶
④細菌澱粉酶

根據作用的方式

可分為2種。
①α-澱粉酶(EC3.2.1.1.)
②β-澱粉酶(EC3.2.1.2.)

作用機理


α-澱粉酶
廣泛分佈於動物(唾液、胰臟等)、植物(麥芽山萮菜)及微生物。微生物的酶幾乎都是分泌性的。此酶以Ca為必需因子並作為穩定因子,既作用於直鏈澱粉,亦作用於支鏈澱粉,無差別地切斷α-1,4-鏈。因此,其特徵是引起底物溶液粘度的急劇下降和碘反應的消失,最終產物在分解直鏈澱粉時以麥芽糖為主。
此外,還有麥芽三糖及少量葡萄糖。另一方面在分解支鏈澱粉時,除麥芽糖、葡萄糖外,還生成分支部分具有α-1,6-鍵的α-極限糊精。一般分解限度以葡萄糖為準是35-50%,但在細菌的澱粉酶中,亦有呈現高達70%分解限度的(最終遊離出葡萄糖)。
β-澱粉酶
與α-澱粉酶的不同點在於從非還原性末端逐次以麥芽糖為單位切斷α-1,4-葡聚糖鏈。主要見於高等植物中(大麥、小麥、甘薯、大豆等),但也有報告在細菌、牛乳、黴菌中存在。對於象直鏈澱粉那樣沒有分支的底物能完全分解得到麥芽糖和少量的葡萄糖。作用於支鏈澱粉或葡聚糖的時候,切斷至α-1,6-鍵的前面反應就停止了,因此生成分子量比較大的極限糊精
從上述的α-澱粉酶和β-澱粉酶的作用方式,分別提出α-1,4-葡聚糖-4-葡萄糖水解酶(α-1,4-glucan4-glucanohydrolase)和α-1,4-葡聚糖-麥芽糖水解酶(α-1,4-glucanmaltohydrolase)的名稱等而被使用。

應用領域


飼料學

如β-葡聚糖酶,國外主要用於添加於大麥日糧中以降解β-葡聚糖,而我國飼料主要以玉米-豆粕型日糧為主,添加β-葡聚糖酶就沒有什麼效果;果膠酶主要用於降解果膠,飼料中如無青貯飼料,添加該酶也沒有明顯效果。
不同的飼餵對象、甚至同一飼餵對象的不同生長階段,體內所需酶類也不一樣,因此添加的外源酶製劑也不應相同,以免造成酶製劑的浪費或添加量不足,影響飼養效益。
經過酶的作用澱粉等營養物質釋放出來並加以利用,同時又可將纖維降解為可被畜禽機體消化吸收的還原糖,從而提高飼料利用率。

造紙

澱粉分解酶
澱粉分解酶
例如:中溫α-澱粉酶能改變澱粉內部結構,使澱粉粘度下降,達到生產要求。該酶是一種枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)經深層發酵產生的中溫α-澱粉酶。
能夠將澱粉水解成長短不一的糊精及少量的低分子糖類、葡萄糖和麥芽糖。使用澱粉轉化酶切斷澱粉鏈,降低澱粉粘度,以達到熬漿要求,大大節省因變性澱粉使用的成本。

酒及酒精

1、高溫澱粉酶(液體):能在較高的溫度下迅速水解澱粉分子中的α-1.4葡萄糖苷鍵,任意切斷成長短不一的短鏈糊精及少量的低分子糖類,從而使澱粉糊精的粘度迅速下降。液化作用時間延長,還會產生少量的葡聚糖和麥芽糖。又稱液化酶。
2、糖化酶(液體):分解澱粉為葡萄糖,又稱葡萄糖澱粉酶。能從澱粉分子的非還原性末端開始,水解α-1,4糖苷鍵,從而產生6-C和b-D-葡萄糖。

人體生物學

澱粉酶是催化澱粉水解為麥芽糖的酶,存在於胰腺、唾液腺、肝、腎及肌肉等組織中,尤以胰腺腺泡分泌為主。
臨床意義:增高,見於胰腺腫瘤引起的胰腺導管阻塞、胰腺膿腫、胰腺損傷腸梗阻、胃潰瘍穿孔、流行性腮腺炎腹膜炎、膽道疾病、急性闌尾炎膽囊炎、消化性潰瘍穿孔、腎功能衰竭或腎功能不全、輸卵管炎創傷性休克、大手術后、肺炎、肺癌、急性酒精中毒、嗎啡注射后,以及口服避孕藥、磺胺、噻嗪類利尿劑、鴉片類藥物(可待因、嗎啡)。麻醉止痛劑等。減低,見於肝硬化、肝炎、肝癌、急性或慢性膽囊炎等。