糖化酶在食品工业中的应用研究进展专业：食品科学与工程姓名：郭艳班级：1406学号：2014114030622糖化酶在食
品工业中的应用研究进展摘要：糖化酶又称葡萄糖淀粉酶，多应用于酒精，淀粉糖，味精，柠檬酸，啤酒等工业以及白酒，黄酒。它能使淀粉迅
速液化成低分子的糊精，本文旨在对糖化酶的结构、分类、分布、性质、酶解机制以及糖化酶在食品工业中的应用进行阐述。关键词：糖化酶，食品
工业，应用研究进展糖化酶，全名葡萄糖淀粉酶(GlucoamylaseEC.3.2.1.3)，又称为淀粉α-1，4葡萄糖苷
酶或γ-淀粉酶，是一种单链的酸性糖苷水解酶，具有外切酶活性的胞外酶，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。糖化酶是世界上生产量最大、应用范围最广的酶制剂。糖化酶不仅用于酒类和酒精生产，还广泛地应用于葡萄糖、果葡糖浆、柠檬酸、味
精等食品工业的多个领域。一、糖化酶的结构、分类与分布糖化酶是一种含有甘露糖、葡萄糖、半乳糖和糖醛酸的糖蛋白，分子量在60～100
0kDa之间，其中，碳水化合物占4%～18%。这些碳水化合物主要是半乳糖、葡萄糖、葡萄糖胺和甘露糖，但糖化酵母产生的糖化酶碳水
化合物高达80%。糖化酶是糖苷水解酶的一种，它一般由催化域(catalyticdomain，CD)、淀粉结合域(starch
-bind-ingdomain，SBD)以及连接CD与SBD的O-糖基化连接域(O-glycosylated
linkerdomain)组成。分离纯化后的糖化酶可分为3类：GⅠ、GⅡ和GⅢ，其中GⅠ、GⅡ能水解糊化的淀粉，但不能水
解生淀粉或作用能力非常弱；而GⅢ而GⅢ能够水解生淀粉。目前，普遍认为糖化酶的多型性可能由三个原因引起：一是基因调控、转录的方式
不同；二是蛋白质合成的修饰作用不同，即结合的糖量不同；三是在发酵过程中受到自身蛋白水解酶和糖苷酶的作用，由糖化酶的原始形式衍变成糖
化酶的。此外，培养基的成分和生长条件也对糖化酶组分多型性有影响。糖化酶广泛地存在于微生物中。已报道的产能够水解生淀粉。目前，普遍
认为糖化酶的多行性可能由三个原因引起：一是基因调控、转录的方式不同；二是蛋白质合成的修饰作用不同，即结合的糖量不同；三是在发酵过程
中受到自身蛋白水解酶和糖苷酶的作用，由糖化酶的原始形式衍变成糖化酶的。此外，培养基的成分和生长条件也对糖化酶组分多型性有影响[2]
。糖化酶菌株中真菌有23个属35个种；某些细菌中也可以分离到热稳定的糖化酶。在工业中应用的糖化酶主要是从黑曲霉、米曲霉、根
霉等丝状真菌和酵母中获得的。二、糖化酶的性质及作用机制（一）糖化酶的性质糖化酶的热稳定性较高，细菌产生的糖化酶耐高温性能优于真菌。
CLostridiumthermohydro-sul-furicum糖化酶是目前已报道的糖化酶中耐热最高的酶，在50%的淀
粉溶液中，70下酶完全稳定，而且在10%酒精液中仍很稳定。即使在85下处理lh其酶活性仍保持50%，而且这种酶不受
Ca2+、EDTA和α-，β-，γ-环状糊精的影响[2]。一般糖化酶都具有较窄的pH值适应范围，最适pH一般为
4.5～6.5。不同微生物菌株产生的糖化酶由于其结构和功能有一定的差异，其耐热性、pH稳定性也各不相同。（二）糖化酶的作用机
制糖化酶的主要作用机制是，从淀粉、糊精、糖原等碳链上的非还原性末端依次水解α-1，4糖苷键，切下一个个葡萄糖单元，生成葡萄糖
；并像β-淀粉酶一样，使水解下来的葡萄糖发生构型变化，形成β-D-葡萄糖。当遇到支链淀粉的分支点时，糖化酶也可以水解α-
1，6糖苷键和α-1，3糖苷键，由此将支链淀粉全部水解成葡萄糖，但是相对水解速度较慢。糖化酶对淀粉的分解能力与酶活力、
吸附性、解支能力、原料的性质、温度、pH等糖化工艺条件有关。底物的水解速率主要受底物分子的大小及结构的影响，同时也受水解碳链序
列中下一个键的影响。其底物亲和性与底物的碳链长度呈线性关系，碳链越长底物亲和力就越大;糖化酶所水解的底物分子越大其水解速度就越快，
而且酶的水解速度还受到底物分子排列上的下一个键影响，邻近α-1，4链的α-1，6糖苷键较独立的α-1，6链更易被打
开。三、糖化酶在食品工业中的应用（一）糖化酶在传统白酒生产中的应用。我国传统白酒的生产一直沿用固态发酵法，大多使用淀粉质原料，一
般以曲为糖化剂，成本高、产酒率低是一个普遍存在的问题。据理论分析，高粱原料出酒率可达55%左右，而实际上，从清香型、浓香型到酱香
型白酒，随着制曲温度的提高，出酒率只有40%到20%左右，呈明显的下降趋势。影响出酒率的因素虽然是多方面的，但主要原因却是因为
淀粉质原料的糖化不完全所致，而糖化是发酵的基础，因而糖化不好就成了影响出酒率的首要问题。随着白酒工业的发展，利用糖化酶代替部分曲，
以提高出酒率，降低生产成本，已被众多白酒企业普遍采用。尤其近几年活性干酵母的出现，更使糖化酶在白酒中的用量飞速增长。赵金松等改进了
清香型小曲白酒的传统加工工艺，在不减或减少小曲用量的情况下，适量添加糖化酶，使淀粉的糖化进行得更加彻底，可以提高出酒率5%，酒质
风味不变。经测算，添加糖化酶操作法生产小曲酒，新工艺生产所获得的经济效益要比原传统工艺的经济效益约高出1倍[4]。覃雪珍等报道
，在湘泉浓香型白酒的混蒸混烧工艺中添加耐高温酒用活性干酵母（TH-AADY）和糖化酶，有助于提高出酒率和酒质，提高己酸乙酯的含量
，抑制乙酸乙酯的生成，提高己酸乙酯/乙酸乙酯比值，突出湘泉浓香型酒的主体香成分己酸乙酯的特征。糖化酶在酿制干啤酒中的应用。干啤
酒是一种发酵度高的淡爽型啤酒。生产干啤酒与生产普通啤酒的不同之处，在于它提高了啤酒的发酵度。提高发酵度的方法主要有添加发酵性糖法（
加糖法）、添加酶制剂法（加酶法）和添加特种酵母法。左永泉报道了一种经过加酶法改进的干啤酒发酵生产工艺，采用多温度段糖化，提高麦汁可
发酵性糖的比例，结果显示，应用此工艺酿制干啤酒，有效地提高啤酒发酵度，生产出的干啤酒具有风味独特、口味干爽纯正等优点。（三）传统的
黄酒酿造主要使用活性干酵母作为糖化发酵剂，依然存在产酒率低的普遍问题。王卫国等首次将糖化酶应用于黄酒生产，由于糖化力高、发酵快，使
生产周期大大缩短，并使出酒率有很大提高。这样，既节约了原料，又降低了成本，提高了经济效益。研究结果表明，糖化酶的加酶量为0.02%
，最适温度为32，最适pH值为4.6，主发酵期缩短2～3天，后发酵期缩短10～60天，出酒率高达92.07%，
是传统法的3.1～4.6倍。（四）糖化酶在食醋酿造中的应用。目前，我国食醋酿造仍以传统工艺为主，具有多菌种低温混合发酵的特点。
传统酿醋工艺存在着酒母培养条件差、酒母质量不稳定、原料淀粉利用率低、出醋率低、高温季节生产不稳定等诸多生产技术难题。王传荣在前液后
固发酵工艺和液体深层发酵工艺中应用耐高温酒用活性干酵母（TH-AADY）和糖化酶，TH-AADY具有耐高温、耐酸度、抑制杂菌
能力强的特性，能够保证食醋夏季生产的正常进行，不仅降低了原材料的消耗，而且显著提高了淀粉利用率和出醋率，具有较好的经济效益。张安宁
等利用TH-AADY、糖化酶以及耐高温α-淀粉酶提高原料出酒率，进而提高食醋出醋率。试验表明，该方法可平均提高食醋出醋率1.
56Kg/Kg主粮[9]。（五）糖化酶在冰冻食品生产中的应用：一般膨化雪糕中的总固体含量为18%～28%，总固体含量低会影响膨
化雪糕的膨胀率，产品口感变差。要提高冷食品中的总固体含量就势必增加白砂糖、奶粉、淀粉、奶油等的用量，从而导致原料成本增加。而只有增
加淀粉的用量，才不至于使原料成本增加太多。但当淀粉的含量超过3%时，冷冻食品贮藏一段时间后，淀粉易发生老化返生现象，出现生淀粉味
，这也限制了淀粉在冷冻食品中的用量。刘爱国等采用α-淀粉酶对冷冻食品中的淀粉进行水解，并用糖化酶糖化使其生成葡萄糖。由于葡萄糖
的增加降低了浆料的冰点，使冷冻食品组织状态更加完善；同时由于改变淀粉的分子结构，可以防止淀粉老化返生，消除淀粉味感。这种方法可以适
当降低白砂糖、奶粉、奶油的用量，并增加淀粉的用量，从而降低了产品的生产成本；同时可使产品的口感细腻、柔软，质量得到改善。参考文献[
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