α－ 螺 旋 参 与 折 叠 成“ 桶 状 ”结 ， 其 含 有 ５ 个 内 含
（ ２０００） 研究认为， 黑曲霉糖化酶水解糖苷键的机制 子， 而泡盛曲霉中含有 ４ 个内含子。
是典型的酸碱催化。淀粉结合域对糖化酶的功能有
ｌｉｇｅｒ）、泡盛曲霉（Ａ．ａｗａｍｏｒｉ）等。某些细菌中也可以 分 离 到 热 稳 定 的 糖 化 酶 ， 如 Ｓ． ｄｉａｓｔａｔｉｃｕｓ 、
１
热 Ａｒｔｈｒｏｂｕｃｔｅｒ ｇｌｏｂｉｆｏｒ、Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｓｐ、Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ
点 ｔｈｅｒｍｏｈｙ 等 。 此 外 ， 人 的 唾 液 与 动 物 的 胰 腺 中 也
Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ＳＰ 的多型糖化酶之间的差别是翻译后修 ｎｉｇｅｒ Ａ．ｎ．２０ 糖化酶活力是出发菌株的两倍， 对于
饰的结果， 即分子量较小的糖化酶是分子量较大 固态发酵， 重组菌 Ａ．ａｗａｍｏｒｉ Ａ．ａ．１４ 的糖化酶活力
的糖化酶被蛋白酶作用后的修饰产物。Ｄ Ａｌａｚａｒｄ 比出发菌株提高了 ８５％。
Ｒ ｅｓｅａｒｃｈ Ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｆｏｏｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｏｆ Ｇｌｕｃｏａｍ ｙｌａｓｅ
ＺＨＯＮＧ Ｈａｏ１， ＴＡＮ Ｘｉｎｇ－ ｈｅ１， ＸＩＯＮＧ Ｘｉｎｇ－ ｙａｏ２， ＳＵ Ｘｉａｏ－ ｊｕｎ２， ＨＵ Ｙａ－ ｐｉｎｇ１
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｈｕｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０１２８， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｌａｎｄｓｃａｐｅ， Ｈｕｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０１２８， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｇｌｕｃｏａｍｙｌａｓｅ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｅｎｚｙｍｅ． Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｅ ｓｔｒａｉｎｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐｏｌｙｔｙｐｉｓｍ， ｅｎｚｙｍｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ， ｇｅｎｅ， ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｃｔｕａｌｉｔｙ ｉｎ ｆｏｏｄ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｎ ｇｌｕｃｏａｍｙｌａｓｅ ｗａｓ ｓｕｍｍａｒｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｇｌｕｃｏａｍｙｌａｓｅ； ｐｒｏｐｅｒｔｙ； ｇｅｎｅ； ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
糖化酶是一种含甘露糖、葡萄糖、半乳糖和糖醛 α－ １， ６ 糖苷键较独立的 α－ １， ６ 链更易被打开。
酸的糖蛋白［４］。它的分子量为 ６０ ０００～１００ ０００。糖化
酶是糖苷水解酶的一种， 它一般由催化域（ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ３ 基因研究
ｄｏｍａｉｎ，Ｃ Ｄ） 、 淀 粉 结 合 域 （Ｓｔａｒｃｈ－ ｂｉｎｄｉｎｇ ｄｏｍａｉｎ，
９５％左右。
国内学者曲红波等（ １９９８） 与邱广亮等（ １９９７）
杜 学 敏 等（ １９９６） 利 用 ＰＥＧ／（ＮＨ４）２Ｓ０４ 双 水 相 系统从粗酶液中提取糖化酶。在提取的最佳条件
用 两 亲 性 的 聚 乙 二 醇 胶 体 粒 子 、Ａｌ２Ｏ３、多 孔 聚 酯 材 料等也取得了良好的效果。
下， 糖化酶回收率最高为 ９８．８１％。
糖化酶作用于淀粉、糊精、糖原分子的非还原 硫酸铝、碱式氯化铝、氯化铁、锌盐等， 有机絮凝剂
２
有聚苯乙烯磺酸、囊丙烯酸（或钠 盐）、聚 甲 基 丙 烯 酸、聚丙烯酰胺等。用高分子聚合物（如右旋糖酐、 聚 乙 二 醇 、聚 丙 烯 酸 等 ， 沉 淀 酶 也 是 有 工 业 价 值 的方法。糖化酶的发酵液大多以板框压滤机进行
论 含有糖化酶［１］。
坛
工业上生产糖化酶的菌种主要是黑曲霉（ Ａｓ－
型末端， 依次切开 α－ １， ４ 糖苷键， 生成葡萄糖。糖 化酶底物专一性较低， 除了能从非还原性末端断 裂 α－ １， ４ 糖苷键外， 也能水解 α－ １， ６ 糖苷键和 α－ １， ３ 糖苷键， 但是相对水解速度较慢 ， 水 解 α－ １， ６
ｃｉｓ）、宇 佐 美 曲 霉 （Ａ．ｕｓａｍｉｉ）、红 曲 霉 （Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｓｐ）、
基金项目： 湖南省科技厅科技计划重点项目（ ２００６ＮＫ２００６）
扣囊拟内孢霉或肋状拟内孢霉（Ｅｎｄｏｍｙｃｏｐｓｉｓ ｆｉｂｕ－
作者简介： 钟 浩（１９８３—）， 男， 汉族， 湖南人， 硕士， 主要 从事生物能源开发利用研究工作．
ＳＢＤ） 及连接 ＣＤ 与 ＳＢＤ 的 Ｏ－ 糖基化连接域（ Ｏ－ ｇｌｙ－
在糖化酶结构基因与调控序列方面， Ａ Ｔｏｓｈｉ－
ｃｏｓｙｌａｔｅｄ ｌｉｎｋｅｒ ｄｏｍａｉｎ） 组成［５］。黑曲霉、泡盛曲霉和 ｈｉｋｏ 等（ １９８８） 构建了水解生淀粉的黑根霉糖化酶
子囊菌酵母糖化酶的催化域构型类似， 都 有 １２ 股 基因的物理图谱。Ｅ Ｂｏｅｌ 等（ １９８４） 从黑曲霉的染色
酶的浓缩方式已从过去的蒸发浓缩发展到超滤浓 （ １９９１） 等用硅藻土吸附糖化酶。一些含有离子交
缩。目前采用的超滤装置有搅拌式、浅道式系统、 换基 团 的 固 相 载 体 如 ＤＥＡＥ—纤 维 素 、ＤＥＡＥ—交
套 简 膜 式 以 及 中 空 纤 维 。超 滤 浓 缩 回 收 率 都 在 联葡聚糖、离子交换树脂等也可吸附糖化酶［９］。
了淀粉链的方向， 使更多底物向催化域中心靠近。糖 Ｌｉｎ 等（ １９９８） 将 泡 盛 曲 霉 糖 化 酶 基 因 通 过 整 合 转
化酶的连接域（ Ｌｉｎｋ ｄｏｍａｉｎ） 起连接 ＣＤ 与 ＳＢＤ 的作 入酵母的 染 色 体 中 ， 获 得 了 该 糖 化 酶 基 因 在 酿 酒
用， 连接域一般被 Ｏ－ 糖基化修饰。
孔玻璃或多孔陶瓷， 然后硅烷化， 最后用重氨基、 热
醛 基 和 异 硫 氰 基 衍 生 物 偶 联 糖 化 酶 。结 果 表 明， 点 其酶活较高， ４５ ℃条件下能 连 续 生 产 ３ 个 酶 半 衰 论 期， 使用时间也较长。Ｗ Ｌ Ｓｔａｎｌｅｙ（ １９７８） 用戊二醛 坛
压滤。此外， 离心机也可以应用于固液分离。糖化 固 定 糖 化 酶 ， 活 力 为 游 离 酶 的 ６７％ 。 Ｓ Ｓ Ｃｅｌｅｂｉ
（ １９７８） 认为， 糖化酶的多型性主要是由基因调控、
转录水平不同， 蛋白质合成修饰作用不同引起， 而 ４ 糖化酶处理
培养基的成分和生长条件对糖化酶组分的多型性
也有影响。
糖 化 酶 的 提 取 分 为 预 处 理 、固 液 分 离 、液 体 浓
２．２ 作用机制
缩、酶的干燥沉淀 ４ 个步骤。常用的无机絮凝剂有
ｎｉｇｅｒ 当中分离出 ６ 种活性成分， 这 ６ 种成分的相 到 １５．０ ｍｇ ＧＡＭ ／ｈ。Ｌ Ｒｙｓｚｋａ（ ２００２） 对整合了多拷
对分子质量、沉降系数、化学组成、等电点、酶的动 贝糖化酶 基 因 的 重 组 菌 进 行 了 糖 化 酶 发 酵 研 究 。
力学和其他性质上各异。Ｔ Ｔｏｍｏｋｏ （ １９８２） 认为， 对 于 液 态 发 酵 ， 重 组 菌 Ａ． ａｗａｍｏｒｉＡ．ａ．２／２ 和 Ａ．
随着膜技术的发展， 超滤膜开始应用于固定
由于糖化酶中的葡萄糖苷转移酶严重影响葡 化 ， 国 外 学 者 Ｄ Ｄａｒｎｏｋｏ（１９８９）和 Ｋ Ａ Ｓｉｍｓ（ １９９２）
萄糖回收率， 于是许多学者进行了除去葡萄糖苷 用膜反应器取得了良好的效果。
用酿酒酵 母 进 行 淀 粉 原 料 发 酵 时 ， 淀 粉 液 化 后 的 糖 化 酶 菌 株 中 真 菌 有 ２３ 个 属 ３５ 个 种 ， 它 们 分 别
糖化作用 是 必 不 可 少 的 工 序 ， 因 为 大 多 数 酿 酒 酵 是 ： 雪 白 根 霉 （Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｔｏｎｇｉｎｅｎｓｉｓ）、德 氏 根 霉 （Ｒ．
中图分类号： ＴＳ２０１．２＋５ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００９－ ６２２１（ ２００８） ０３－ ０００１－ ０４
糖化酶，全名葡萄糖淀粉酶（ Ｇｌｕｃｏａｍｙｌａｓｅ ＥＣ． 的生产。糖化酶是我国产量最大、应用范围最广的
３．２．１．３．） ， 又称为淀粉 α－ １， ４ 葡萄糖苷酶、γ－ 淀粉 酶制ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
酶。因为在发酵行业中主要用作将淀粉转化为葡
萄糖， 所以习惯上被称为糖化酶， 是一种单链的酸
性糖苷水解酶，具有外切酶活性。我国古代利用酒 １ 产糖化酶菌株分布
曲 酿 酒 就 是 用 的 糖 化 酶 的 原 理 。糖 化 酶 是 淀 粉 糖
化发酵生产酒精、葡萄糖浆的主要酶类。特别是利
糖 化 酶 广 泛 地 存 在 于 微 生 物 中 。已 报 道 的 产
酵母中的表达。Ｒ Ｊ Ｓｗｉｆ（ｔ １９９８） 对携带有 ２０ 个糖
糖化酶具有多型性， 如 Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｎｉｖｅｎｕｓ 可以 化酶基因拷贝的重组菌 Ａ． ｎｉｇｅｒ Ｂ１ 进行了糖化酶
产生 ５ 种活性成分［７］， Ｋ Ｏｎｅ 等（ １９８８） 从糖化酶 Ａ． 发酵研究 ， 在 其 最 大 生 长 速 率 时 糖 化 酶 的 产 量 达
母只能利用可发酵的糖。
ｄｅｌｅｍａｒ）、河 内 根 霉 （Ｒ．ｔｏｎｋｅｎｉｓｉｓ）、爪 哇 根 霉 （Ｒ．ｊａ－
现在糖化酶不仅用于酒类和酒精生产及制取 ｖａｎｉｃ）、台湾根霉 （Ｒ．ｆｏｒｍｏｓａｅｎｓｉｓ）、臭曲霉（Ａ．ｓｐｅ．
葡萄糖浆， 还广泛地 用 于 抗 生 素 、氨 基 酸 、有 机 酸 ｒｇｆｌｌｕｓ ｆｏｅｔＪｄｕｓ）、黑曲霉（Ａ．ｎｉｇｅｒ）、海枣曲霉（Ａ．ｐｈｅｎｉ－
糖化酶研究进展及其在食品工业中
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