玉米粉的糖化

任务4　玉米粉的糖化

一、相关知识

发酵生产中，部分菌不能直接利用淀粉，也基本上不能利用糊精作为碳源。因此，当以淀粉作为原料时，必须先将淀粉水解成葡萄糖才能供发酵使用。在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程为淀粉的“糖化”，所制得的糖液称为淀粉水解糖。可用来制备淀粉水解糖的原料很多，主要有山芋、玉米、大米、甘薯、小麦等含淀粉原料。水解淀粉为葡萄糖的方法有三种，即酸解法、酶解法及双酶法。本实验采用双酶法将淀粉水解为葡萄糖，是指利用两种酶将淀粉水解为葡萄糖的过程。首先利用α－淀粉酶将淀粉液化，转化为糊精及低聚糖，使淀粉可溶性增加，这个过程称为液化；接着利用糖化酶将糊精及低聚糖进一步水解，转变为葡萄糖，在生产上称为糖化。淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下进行的，故称为双酶水解法。

淀粉的液化是以α－淀粉酶为催化剂，该酶作用于淀粉的α－1，4－糖苷键，从内部随机地水解淀粉，从而迅速将淀粉水解为糊精及少量麦芽糖，所以也称内切淀粉酶。直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色，糊精遇碘呈蓝紫、紫、橙等颜色。这些显色反应的灵敏度很高，可以用作鉴别淀粉的定量和定性的方法。淀粉受到α－淀粉酶的作用后，随着水解程度的加深，其碘色反应发生如下变化：蓝→紫→红→浅红→不显色（即碘原色）。

淀粉的糖化以糖化酶为催化剂，该酶从非还原末端以葡萄糖为单位顺次分解淀粉的α－1，4－糖苷键或α－1，6－糖苷键。因为是从链的一端一个个地切断为葡萄糖，所以称为外切淀粉酶。

二、实训器材

1．器材及用具

微生物实验常用器材，水浴锅，真空泵，抽滤瓶及布氏漏斗，比色板，玻璃棒，胶头滴管等。

2．原料

玉米粉。

3．试剂

纯碱，氯化钙，液化酶，烟酸，糖化酶，无水乙醇，碘液（11g碘，加22g碘化钾，用纯净水定容至500mL）。

三、实训步骤

1．淀粉的液化

称取30g玉米粉于锥形瓶中，加水至100mL，用纯碱调节pH到6．2～6．4，再加入适量的氯化钙，使钙离子浓度达到0．01mol／L，并加入一定量的液化酶（控制在5～8U／g淀粉），搅拌均匀后加热至85～90℃，保温10min左右，用碘液检验，达到所需的液化程度后升温到100℃，灭酶5～10min。

碘液检验方法：在洁净的比色板上滴入1～2滴碘液，再滴加1～2滴待检的液化液，若反应液呈橙黄色或棕红色即液化完全。

2．淀粉的糖化

液化结束后，迅速将料液用烟酸将pH调至4．2～4．5，同时迅速降温至60℃。按100U／g淀粉的量加入糖化酶，60℃保温糖化若干小时后，用无水乙醇检验有无糊精存在。糖化结束后升温至100℃，灭酶5min。

糖化终点的判断：在15×150试管中加入10～15mL无水乙醇，加糖化液1～2滴，摇匀后若无白色絮状物形成表明已达到糖化终点。当糖化反应未到终点时，糖化液中会存在较大量的糊精，当糊精遇到乙醇时，因其不溶于乙醇会产生白色絮状沉淀。糊精的残留量越大，肉眼观察便越容易，据此可以知道糖化反应的进行程度。

3．过滤

将糖化液趁热用布氏漏斗进行抽滤，所得滤液即为水解糖液。