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      β淀粉酶
      β淀粉酶

      酵素是什么,和淀粉酶有什么關系

      2021-05-21 14:53:45

      每個人聽到酶字都會覺得有些疏遠,我說另一個字大家也許會覺得親切,有人稱之為酵素,酵素應該算是回流外來詞。日語中“酵素”就是指酶類,臺灣面包書直接引用回流,同時因為日本人開始銷售各種打著“酵素”名號瘦身排毒的保健品,而混淆了視聽。搞得“酵素”越來越像一種玄秘物質,為時刻為面包“玄學”助力,似乎它可以為很多解釋不清楚的現象背鍋(太慘烈了)。所以,我不太喜歡在中文描述中使用“酵素”這個詞,更不喜歡看那種同一篇文章一會兒用“酵素”,一會兒用“酶”的寫法。

      我想,中文用“酶”來描述還是嚴謹些的,在接下來的幾篇文章里,就和大家一起來熟悉一下面團里幫助我們發酵的那些“酶(enzyme)”。

      酶比較吸引我注意的特點如下:

      1、多樣性:酶是由活細胞產生的。酶的種類很多,迄今為止已發現約4000多種酶,在生物體中的酶遠遠大于這個數量;

      2、專一性:一種酶只能催化一種或一類底物,就是說每種酶只專心耕耘自己的極窄的專業領域。例如:如蛋白酶只能催化蛋白質分解;淀粉酶就只能催化淀粉和糖原水解;

      3、高效性:酶的催化效率比無機催化劑更高,使得反應速率更快;

      4、溫和性:是指酶所催化的化學反應一般是在較溫和的條件下進行的;

      5、易變性:酶的化學本質是蛋白質。因而容易被高溫、強酸、強堿等破壞;

      小麥收獲后制成粉,其中有很多酶類存在,小麥越接近發芽的時候,酶類活性越趨高。小麥的皮部,胚芽及周邊的酶類含量較高;而胚乳部尤其越靠近麥芯部位,酶類的量趨少。所以這意味著等級越高越精制的面粉中酶類活性可能越趨低。而完整保留皮部及胚芽的石磨全粒粉的酶類活性越趨高。這些酶類的活性會隨著粉的放置過程因受氧化而降低活性。小麥中存在的酶類,大致有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、氧化酶、酯酶等酶類,今天我們先只討論淀粉酶。

      小麥中含有一定量的α-淀粉酶與β-淀粉酶。

      從不同方式獲得的淀粉酶的性質有所不同。

      α-淀粉酶及其作用

      α-淀粉酶廣泛分布于動物(唾液、胰臟等)、植物(麥芽、山萮菜)及微生物(真菌、細菌)。不同來源產生的α-淀粉酶的性質是不一樣的,在工業生產過程中由于α-淀粉酶的需求量較大,一般采用真菌和細菌發酵而成??莶輻U菌、芽孢桿菌、吸水鏈霉菌等都能產生α-淀粉酶。一般來說利用真菌、細菌生產的α-淀粉酶性質比較強悍些。

      如前所述,在我們面包用粉根據其麥源的小麥粒成熟度、制粉等級等因素發生著一些變化,一般來說小麥或者大麥發芽的時候會產生較多的α-淀粉酶,但我們制粉則不會用接近發芽階段的麥粒,所以一般面粉中α-淀粉酶的含量在足與不足的邊緣,為了追求更穩定的面包品質就需要穩定酶類的含有量,并保證其活性,所以大家會看到有一些面粉中會添加一些α-淀粉酶;我們做硬質面包的時候會使用麥芽精,其中一個重要目的也是利用麥芽精中含有的α-淀粉酶。

      α-淀粉酶又稱內切淀粉酶。

      α-淀粉酶能無差別地隨機水解淀粉內部的α-1,4-糖苷鍵,但不能水解α-1,6-糖苷鍵。(已經不記得糖苷鍵是什么的點這里回看上期。)

      若底物為直鏈淀粉,則水解產生葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖;

      若作用底物是支鏈淀粉,則水解產物是葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖和包含α-1,6-糖苷鍵含3個葡萄糖殘基以上的α-極限糊精。

      值得一提的是,直鏈淀粉和支鏈淀粉一同構成淀粉粒子,這兩種淀粉在淀粉粒子中不是涇渭分明的,有時候長長的直鏈淀粉接著支鏈淀粉,有時候支鏈淀粉突然出現好長一段不分叉。所以有時候我們要整體看待它們。


      淀粉酶


      人體中的唾液淀粉酶、胰淀粉酶都屬于α-淀粉酶的范疇。

      另外,需要說明的一點是,α-淀粉酶和β淀粉酶中的α和β不表示任何構象關系,只是編號而已。

      β-淀粉酶及其作用

      β-淀粉酶主要見于高等植物中(大麥、小麥、甘薯、大豆等),但也有報告在細菌、牛乳、霉菌中存在。一般來說小麥粉自有的β-淀粉酶含量對我們面包制作來說是基本足夠的。

      β-淀粉酶又稱外切淀粉酶。

      該酶從淀粉的非還原端開始,以兩個葡萄糖殘基為單位,依次水解α-1,4-糖苷鍵,產生麥芽糖。

      它不能水解α-1,6-糖苷鍵,也就不能越過分枝點而剩下一個很長的糊精,即β-極限糊精。

      所以,當β-淀粉酶作用于直鏈淀粉時,幾乎只產生麥芽糖;當作用于支鏈淀粉時,則產物有麥芽糖、β-糊精。

      或許你會問,寫這么一大堆有什么用呢?因為我們做面包使用的釀酒酵母需要靠糖類提供養分,但它自己體內不帶α-淀粉酶及β-淀粉酶等淀粉酶,所以它不能直接利用淀粉進行代謝。當面團里不另外添加發酵糖類時(比如做法棍,鄉村面包等配方中無糖的面團),酵母要借助外來的α-淀粉酶及β-淀粉酶將糖類分解成發酵糖(主要是葡萄糖、果糖)以后,才可以加以利用。大家要注意,淀粉水解的過程,是需要時間的,這也是我們為什么有時候做硬質面包,會提前混合水和粉讓它靜置一段時間以后再加入酵母進行攪拌的原因之一。

      當然,想要理清楚淀粉酶的作用機制的意義不僅僅在于今天的這些篇幅中,因為它好像是我們對面團發酵理解的一個小磚,理解它以后,我們下一期可以一起來看看更多的酶類是如何一起幫助酵母完成糖類代謝的了。

      末尾,文章中所寫的淀粉酶的一些應用及作用機制僅是個人的一些愚見,拋磚引玉希望可以與大家一同探討,有寫得不對的地方還望各位看官不吝賜教。

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