淀粉酶的研究現狀與進展

□ 鄭 昆 吉林化工學院 楊 紅 吉林工貿學校

淀粉酶屬于某一類酶的總稱，此類酶普遍具有催化水解淀粉分子內糖苷鍵的能力。由于淀粉酶存在多種氨基酸序列，存在多種來源渠道，而且具有較大差異性，所以對其的分類也存在多種方法。現階段最為主流的分類方法是按照淀粉水解產物的異頭碳構型進行分類，大致可以分為α-淀粉酶及β-淀粉酶，目前很大一部分淀粉酶都已經開始得到商業化發展應用，并有效作用于諸多行業，本文嘗試分析當前淀粉酶的研究現狀，并探討其具體應用與發展。

淀粉作為人類膳食結構中極為重要的組成部分，主要通過小麥、大米、馬鈴薯、木薯以及玉米等作物獲得。除了可以用淀粉直接加工成各種食品之外，還可以將其作為原料，借助酶解法或化學法進行水解，從而得到果糖、麥芽糖糊精、葡萄糖以及相關衍生物，此外還可以在淀粉水解成的葡萄糖基礎上繼續以發酵的形式制備乙醇及相關衍生物。

按照水解產物異頭碳構型進行劃分

α-淀粉酶

α淀粉酶是能夠水解糖原及淀粉等葡聚糖分子中α-1,4-糖苷鍵的酶，α-淀粉酶同時存在于GH126家族、GH119家族、GH57家族以及GH13家族中，其中GH13家族中α-淀粉酶最為常見，α-淀粉酶在自然界中廣泛存在，無論是細菌還是哺乳動物，其體內都可以找到α-淀粉酶，有部分酶可以在pH為3的環境下保持活性，還有部分可以在90 ℃的高溫環境下保持活性，此外還有一部分能夠在有機溶劑、去污劑以及高鹽環境下繼續保持活性。植物中也存在α-淀粉酶，水稻、玉米、大豆以及大麥等農作物在發芽的過程中都會快速水解所存儲的淀粉，以滿足自身成長的能量需求。

β-淀粉酶

β-淀粉酶屬于外切型淀粉酶，其可以在淀粉分子上的非還原性末端水解α-1,4糖苷鍵，同時還可以繼續順次切掉一個麥芽糖單元，產物是大分子的β-極限糊精和β-麥芽糖。β-淀粉酶的產物異頭碳因為沃爾登轉位反應而成為β構型，屬于GH12和GH13家族。一般而言麥芽糖在β-淀粉酶淀粉水解產物中占50%左右，并存在大量的β-極限糊精，但其產物中卻沒有葡萄糖與寡糖分子。β-淀粉酶一般在小麥及大麥等植物與微生物中的含量較高，但相對于植物源β-淀粉酶而言，微生物源β-淀粉酶的熱穩定性更高，所以其能夠替代大麥芽用于啤酒釀造，或生產高濃度的麥芽糖漿。

γ-淀粉酶

γ-淀粉酶也是外切型淀粉酶的一種，其可以在淀粉分子上的非還原性末端順次切掉一個葡萄糖單元，產物是β-極限糊精和β-葡萄糖。其本身與β-淀粉酶的反應存在相似之處，但其產物卻是β-葡萄糖而并非β-麥芽糖，γ-淀粉酶屬于GH97家族與GH15家族。

淀粉酶的應用與發展

α-淀粉酶的應用與發展

1.生產果葡糖漿

α-淀粉酶能夠將淀粉水解成其他具有高附加值的產品。在果葡糖漿的生產方面，具體是借助α-淀粉酶對淀粉的部分水解，形成短鏈糊精，從而讓淀粉懸濁液的粘度下降，促進其液化。然后借助糖化酶對淀粉的進一步水解，在淀粉的非還原末端切割掉α-1,4糖苷鍵，形成高葡萄糖漿，再應用葡萄糖異構酶使高糖漿轉化異構為高果糖糖漿。

2.烘焙行業

在面團中添加α-淀粉酶能夠使面團中的淀粉被水解成易于酵母發酵的小糊精顆粒，不僅能夠讓發酵速度顯著上升，而且可以使面團的粘性下降，使面團的質地得到改善，促進面包的蓬松。此外，淀粉類產品經過烘烤后，會導致其酥皮更硬、外殼脆度下降，面包屑的含水量下降，從而影響面包口感，而應用α-淀粉酶，則能夠有效應對這一問題，使烘焙食品的保質期與柔軟度得到有效提升。

3.洗滌行業

洗衣方式及餐具洗滌的不斷改進，使得洗滌劑中酶的應用量越來越高。淀粉依附在衣服上，能夠提高污濁物的吸附效果，所以應用α-淀粉酶，能夠將淀粉水解為小顆粒的水溶性寡糖，從而使得污濁物無法繼續依附在衣服上，達到洗滌清潔的目的。

4.紡織業

針對紡織工業的纖維在制造與編制過程中常因機械處理導致經紗斷裂的情況，業內普遍是在其表面涂上淀粉作為上漿劑，在脫漿過程中，應用α-淀粉酶能夠有效去除其中的淀粉層，將其水解為易溶于水的糊精，從而大大降低脫漿難度，并且由于α-淀粉酶僅作用于淀粉，不會影響紡織品品質。

β-淀粉酶的應用與發展

由于β-淀粉酶的水解產物基本都是麥芽糖，并且能夠生產麥芽糖含量達60%～70%的高麥芽糖漿，所以能夠作為啤酒釀造以及飴糖等的主要糖化劑，得到廣泛應用。

總結

淀粉酶作為當前人們工作和生活中極為常見的生物酶，必須要加強對其的研究和發展，充分發揮其優勢，不僅要在洗滌劑、紡織以及烘焙方面繼續深化應用，還應當積極開發其在其他領域的應用，提高生產效率、降低生產成本，使淀粉酶在未來經濟發展中得到更為廣泛的應用。