一、淀粉酶
凡催化淀粉水解的酶,称为淀粉酶。淀粉酶是糖苷水解酶中最重要的一类酶。因水解淀粉的方式不同,可将淀粉酶分为四类:α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和脱支酶。
(一)α-淀粉酶
α-淀粉酶广泛存在于动物、植物和微生物中。现在工业上已经能利用枯草杆菌、米曲霉、黑曲霉等微生物制备高纯度的α-淀粉酶。天然的α-淀粉酶分子中都含有一个结合得很牢固的Ca2+,Ca2+起着维持酶蛋白最适宜构象的作用,从而使酶具有高的稳定性和最大的活力。α-淀粉酶是一种内切酶,以随机方式在淀粉分子内部水解α-1,4糖苷键,但不能水解α-1,6糖苷键。在作用于淀粉时有两种情况:第一种情况是水解直链淀粉,首先将直链淀粉随机迅速降解成低聚糖,然后把低聚糖分解成终产物麦芽糖和葡萄糖。第二种情况是水解支链淀粉,作用于这类淀粉时终产物是葡萄糖、麦芽糖和一系列含有α-1,6糖苷键的极限糊精或异麦芽糖。由于α-淀粉酶能快速地降低淀粉溶液的黏度,使其流动性加强,故又称为液化酶。
不同来源的α-淀粉酶有不同的最适温度和最适pH。最适温度一般在55~70℃,但也有少数细菌α-淀粉酶最适温度很高,达80℃以上。最适pH一般在4.5~7.0之间,细菌中α-淀粉酶的最适pH略低。
(二)β-淀粉酶
β-淀粉酶主要存在于高等植物的种子中,大麦芽内尤为丰富。少数细菌和霉菌中也含有此种酶,但哺乳动物中还尚未发现。
β-淀粉酶是一种外切酶,它只能水解淀粉分子中的α-1,4糖苷键,不能水解α-1,6糖苷键。β-淀粉酶在催化淀粉水解时,是从淀粉分子的非还原性尾端开始,依次切下一个个麦芽糖单位,并将切下的α-麦芽糖转变成β-麦芽糖。β-淀粉酶在催化支链淀粉水解时,因为它不能断裂α-1,6糖苷键,也不能绕过支点继续作用于α-1,4糖苷键,因此,β-淀粉酶分解淀粉是不完全的。β-淀粉酶作用的终产物是β-麦芽糖和分解不完全的极限糊精。(https://www.daowen.com)
β-淀粉酶的热稳定性普遍低于α-淀粉酶,但比较耐酸。
(三)葡萄糖淀粉酶
葡萄糖淀粉酶主要由微生物的根霉、曲霉等产生。最适pH为4~5,最适温度在50~60℃范围。
葡萄糖淀粉酶是一种外切酶,它不仅能水解淀粉分子的α-1,4糖苷键,而且能水解α-1,6糖苷键和α-1,3糖苷键,但对后两种键的水解速度较慢。葡萄糖淀粉酶水解淀粉时,是从非还原性尾端开始逐次切下一个个葡萄糖单位,当作用于淀粉支点时,速度减慢,但可切割支点。因此,葡萄糖淀粉酶作用于直链淀粉或支链淀粉时,终产物均是葡萄糖。工业上用葡萄糖淀粉酶来生产葡萄糖。所以也称此酶为糖化酶。
(四)脱支酶
脱支酶在许多动植物和微生物中都有分布,是水解淀粉和糖原分子中α-1,6糖苷键的一类酶,有支链淀粉酶和异淀粉酶之分。