4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶及其應(yīng)用研究進(jìn)展*

李學(xué)紅，王冰，陸勇，張勇

(鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州，450002)

4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶及其應(yīng)用研究進(jìn)展*

李學(xué)紅，王冰，陸勇，張勇

(鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州，450002)

4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶(EC 2.4.1.25)主要催化葡萄糖片段在α-葡聚糖分子中的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，在淀粉改性、制備大環(huán)糊精和功能成份的糖基化等方面具有重要應(yīng)用價值。文中針對目前國內(nèi)外關(guān)于4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶，淀粉，改性，糖基化，應(yīng)用，進(jìn)展

4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶(EC 2.4.1.25)是自然界存在的最為多樣性的一大類酶，屬于α-淀粉酶超級家族的第13組，是生物體內(nèi)淀粉代謝過程中最重要的酶之一[1］。4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶主要催化葡萄糖鏈在 α-葡聚糖分子中的轉(zhuǎn)移，完成轉(zhuǎn)糖基反應(yīng)。這種轉(zhuǎn)糖基反應(yīng)可以是催化葡萄糖鏈從一個α-葡聚糖分子轉(zhuǎn)移到另一個α-葡聚糖分子上，發(fā)生歧化反應(yīng)，也可以催化α-葡聚糖分子內(nèi)葡萄糖鏈的轉(zhuǎn)移，發(fā)生環(huán)化反應(yīng)。除此之外，4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶通常還顯示有淀粉水解酶活性，因此也可以被看成是一種多功能酶[2］。

近年來隨著生物技術(shù)的發(fā)展，4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的規(guī)模制備已成為可能，其在實際領(lǐng)域的應(yīng)用潛力也越來越受到人們的關(guān)注。研究表明，4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶應(yīng)用于淀粉中，可以改變淀粉的分子結(jié)構(gòu)、調(diào)整其鏈的長度、促成大環(huán)糊精的生成以及對淀粉主鏈具有緩慢適度降解等功能，從而達(dá)到對淀粉理化特性進(jìn)行優(yōu)化以及提高淀粉基食品品質(zhì)的目的[3］。此外，4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的轉(zhuǎn)糖基作用還可用于制備糖基化功能產(chǎn)品，以提高原成分的功能特性[4］。

目前，國外尤其是歐美、日本和韓國，在4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶特別是克隆的耐熱高轉(zhuǎn)移活性酶的高效制備及其對淀粉分子的改性等領(lǐng)域的應(yīng)用研究已取得一定成果。國內(nèi)對4-α糖基轉(zhuǎn)移酶的研究還處于起步階段，主要集中于酶基因的克隆與實驗室制備。因此，本文通過對國內(nèi)外4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，希望借此提高對這一新型食品改良劑的關(guān)注度，同時起到促進(jìn)國內(nèi)該酶制備及應(yīng)用技術(shù)的研究開發(fā)。

14-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的制備

4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶廣泛分布在微生物和植物組織中，其中來源于微生物的4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶被稱為麥芽糖轉(zhuǎn)葡糖基酶，而來源于植物的被稱為岐化酶或D-酶[5］。由于4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶在原有微生物和植物體內(nèi)的含量均很低，直接提取難以滿足研究和應(yīng)用需求，所以其制備主要是通過將酶基因克隆到大腸桿菌等宿主細(xì)胞中并經(jīng)過宿主細(xì)胞的過量表達(dá)來進(jìn)行的[6］。

從20世紀(jì)90年代日本最早通過生物技術(shù)獲得高效表達(dá)4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的菌株開始，到目前為止，人們已經(jīng)從多種微生物、植物中提取到該酶的基因并成功表達(dá)到宿主細(xì)胞中，獲得了催化功能略有差異的不同來源的4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶產(chǎn)品[7-8］。而且由于嗜熱酶在工業(yè)中應(yīng)用的諸多優(yōu)勢，獲得該酶的耐熱類型一直是研究開發(fā)的重點。該過程主要涉及將極端耐熱菌中4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶基因克隆至常溫宿主細(xì)胞進(jìn)行過量表達(dá)，通過常溫發(fā)酵獲得大量耐熱酶產(chǎn)品。目前具有高轉(zhuǎn)移活性的耐熱酶的開發(fā)已取得很大的成功。

例如，Yoshinobu等將水生棲熱菌ATCC中的4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶基因克隆在大腸桿菌中，成功得到高產(chǎn)耐熱4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的菌株，通過常溫發(fā)酵培養(yǎng)即可實現(xiàn)酶的大量制備，該酶最適溫度75℃，在80℃時仍保持催化活力的穩(wěn)定[7］;Yoshihisa等將來源于超嗜熱古菌的4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶基因(gtpK)在E.coli上過量表達(dá)，獲得的酶最適溫度達(dá)100℃，最適pH6-7，具有高糖基轉(zhuǎn)移活性[8］;另外，Hiromi等將嗜熱高溫球菌、海棲熱孢菌中的4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶基因高水平表達(dá)在E.coli細(xì)胞中，也分別獲得了耐熱及高轉(zhuǎn)移酶活性4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的高產(chǎn)菌株[9-10］。

4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的高轉(zhuǎn)移酶活性和低水解酶活性，在實際領(lǐng)域特別是在淀粉工業(yè)中有其獨特的應(yīng)用價值，但也存在只需要利用糖基轉(zhuǎn)移活性的情況。對此，Kazutoshi等采用易錯PCR(error-prone PCR)手段對棲熱菌4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶基因進(jìn)行突變，敲除編碼水解活性的片段，然后將此改造過的基因克隆到大腸桿菌中，獲得了幾乎完全喪失水解活性的耐熱轉(zhuǎn)移酶。這種酶作用于底物具有糖基轉(zhuǎn)移反應(yīng)效率高、轉(zhuǎn)糖基化產(chǎn)物累積多的優(yōu)勢[11］。此外，考慮到大腸桿菌可能存在的不安全性，Kang等還嘗試使用更為安全的枯草桿菌作為宿主細(xì)胞、利用雙啟動子手段來制備耐熱轉(zhuǎn)移酶，雖然獲得的菌株產(chǎn)酶率有所下降，但卻代表了耐熱4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的未來開發(fā)方向[12］。

在4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的制備領(lǐng)域，國內(nèi)相關(guān)研究也取得了一定成果。例如，2007年王光水等將鏈霉菌糖基轉(zhuǎn)移酶基因MalQ插入原核表達(dá)載體pTrc-CKS中，以及將大腸桿菌MalQ基因插入原核表達(dá)載體pET-DsbA中，通過轉(zhuǎn)化大腸桿菌并輔以IPTG誘導(dǎo)，獲得了有效表達(dá)該酶的工程菌[13-14］。2008年劉佳歡等將水生棲熱菌4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶基因轉(zhuǎn)化大腸桿菌，也獲得了成功表達(dá)[15］。

24-α-糖基轉(zhuǎn)移酶在淀粉工業(yè)上的應(yīng)用

2.1 對淀粉的理化特性進(jìn)行優(yōu)化

正如前所述，4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶具有歧化、環(huán)化和低水解活性的多功能催化機制，可以對天然淀粉分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造從而優(yōu)化淀粉的理化性質(zhì)。通過離子色譜對酶處理前后的淀粉進(jìn)行分析對比，結(jié)果已表明，4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶可以使支鏈淀粉側(cè)鏈長度分布范圍變寬，低聚合度(DP1-8)的較短分支和高聚合度(DP＞19)的較長分支數(shù)量增加，同時輕度水解連接支鏈淀粉叢的主鏈，使淀粉分子量下降，并伴有少量不同聚合度環(huán)狀葡聚糖的生成[16］。4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶對淀粉分子結(jié)構(gòu)的這種改變，會導(dǎo)致淀粉糊化溫度降低、糊透明度提高，淀粉凝膠質(zhì)構(gòu)指標(biāo)得到改善且不易發(fā)生老化[3］。

例如，將工程菌耐熱4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶作用于大米淀粉，可以將大米淀粉中直鏈淀粉含量從30%降至23%左右，支鏈淀粉側(cè)鏈長度分布范圍變寬，特別是出現(xiàn)一些超長支鏈，使淀粉糊黏度下降、透明度上升，凝膠時間減短、最終的凝膠強度增加，且酶處理大米淀粉凝膠在4℃和70℃間顯示了良好的熱可逆性，凍融穩(wěn)定性也大為提高[17-19］。進(jìn)一步將耐熱 4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶處理馬鈴薯淀粉和玉米淀粉，發(fā)現(xiàn)類似于大米淀粉的結(jié)構(gòu)改變，改性后的淀粉糊化和凝膠溫度下降，熔點范圍變寬、結(jié)晶度降低，在濃度大于3%時凝膠表現(xiàn)很好的熱可逆特性，同時淀粉老化速度減緩[20-22］。但進(jìn)一步研究也發(fā)現(xiàn)，4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶對不同來源種類的淀粉，其改性效果還是存在差異，如對小麥淀粉、紅薯淀粉和豆類淀粉的凝膠特性的改變就并不顯著，這也說明該酶對淀粉分子的調(diào)整存在底物結(jié)構(gòu)依賴性[23］。

此外，使用嗜熱4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶改性糯米淀粉，再用嗜熱麥芽糖淀粉酶進(jìn)一步處理，還可得到高分支化的支鏈淀粉簇，相比一般淀粉，支鏈淀粉簇具有更高的水溶解性和回生穩(wěn)定性[24］。

2.2 用于大環(huán)糊精的制備

當(dāng)?shù)矸鄣孜锖休^多直鏈淀粉時，4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶傾向于環(huán)化催化反應(yīng)機制?，F(xiàn)有研究已表明，4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶作用于直鏈淀粉可以導(dǎo)致聚合度(DP)為十幾至上百范圍的大環(huán)糊精的生成，且不同來源的4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶其生成的大環(huán)糊精聚合度也不同[25］。例如，來源于馬鈴薯的 D-酶作用于直鏈淀粉，可以產(chǎn)生最小聚合度為17(CD17)的較寬范圍的大環(huán)糊精混合物，而且大環(huán)糊精產(chǎn)率與直鏈淀粉底物的分子量密切相關(guān)。當(dāng)使用合適分子量范圍的直鏈淀粉底物，其大環(huán)糊精的產(chǎn)率可高達(dá)98%[5］。而酵母源的4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶作用于直鏈淀粉，主要產(chǎn)生最小聚合度為11的相對低聚合度的大環(huán)糊精[26］。目前通過生物技術(shù)開發(fā)得到的一些耐熱、高轉(zhuǎn)移活性工程菌株，其耐熱酶轉(zhuǎn)化直鏈淀粉主要生成主要聚合度為22-50的大環(huán)糊精混合物。如水生棲熱菌4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶(TSαGT)作用于馬鈴薯直鏈淀粉，控制合適的反應(yīng)條件可以產(chǎn)生聚合度主要為23～26的大環(huán)糊精(圖1)，產(chǎn)率達(dá)到85%以上[25］。由于導(dǎo)致大環(huán)糊精產(chǎn)率低的主要原因是轉(zhuǎn)移酶的水解活性，日本學(xué)者將TSαGT基因中的水解基因剔除，用喪失水解酶活的新酶作用于直鏈淀粉，結(jié)果使大環(huán)糊精的產(chǎn)率幾乎提高到 100%[11］

大環(huán)糊精具有不同于常見小環(huán)糊精的獨有特性，諸如可包埋大分子化合物、在水中有很高的溶解性以及乳化特性等，預(yù)計在未來食品領(lǐng)域?qū)⑹且环N不可多得的新型綠色品質(zhì)改良劑[27］。

2.3 用于糖原的制備

圖1 TSαGT作用于馬鈴薯直鏈淀粉所得大環(huán)糊精的MALDI-TOP-MASS圖

糖原的制備通常有兩種途徑，一是從動物的組織中直接提取，二是以1-磷酸葡萄糖為底物，通過α-葡聚糖磷酸化酶和分支酶的共同作用進(jìn)行合成。而4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的開發(fā)利用為糖原的制備提供了第3條途徑。其過程是以淀粉為原料，先使用異淀粉酶將淀粉去分支為短鏈直鏈淀粉，然后利用4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的轉(zhuǎn)糖基作用將直鏈淀粉的短鏈適當(dāng)延長，再利用淀粉分支酶的α-1，6-糖苷鍵的生成功能將適當(dāng)長度的直鏈淀粉合成糖原。研究表明，該途徑是目前最有效的糖原制備方法，而且通過調(diào)整3種酶的作用條件，還可以將所得糖原的分子量控制在3.0×106-3.0×107[28］。

34-α-糖基轉(zhuǎn)移酶用于提高淀粉基食品的品質(zhì)

淀粉是人們?nèi)粘Ｉ钤S多食品的主要基礎(chǔ)構(gòu)成成分，如米飯、饅頭、面條和米糕等。因為這些食品大多數(shù)是在淀粉凝膠態(tài)下被食用，因此其中淀粉凝膠的質(zhì)構(gòu)特性也決定著食品的品質(zhì)和口感。4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶可以改善淀粉凝膠的特性，從而對于淀粉質(zhì)食品品質(zhì)的提高具有積極作用。

例如，米糕作為一種傳統(tǒng)小吃食品，是由糯米或大米米粉經(jīng)混合、調(diào)味再經(jīng)蒸制而制成的，其口感香甜滋潤，耐貯藏。米糕加工中遇到的最主要問題，就是貯存期間發(fā)生老化導(dǎo)致的食用品質(zhì)的下降。在米糕加工過程中加入適量高轉(zhuǎn)移活性4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶處理，發(fā)現(xiàn)米糕中直鏈淀粉含量從16.6%下降至12.7%，支鏈淀粉分子量顯著下降，側(cè)鏈長度分布范圍變寬，低聚麥芽糖含量增加。通過對米糕進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析顯示，酶處理對米糕的硬度、膠著性和咀嚼性均有一定程度改善。利用DSC分析冷藏后米糕在40-60℃的熱焓△H，發(fā)現(xiàn)酶處理組△H比空白組低1.0 mJ/mg，這說明4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶可顯著降低米糕在冷藏期間老化的發(fā)生[29］。

在面包加工過程中，適量4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的加入也可顯著提高面包的品質(zhì)。因為酶的歧化反應(yīng)及限量水解作用，一方面會導(dǎo)致面團(tuán)體系中低聚麥芽糖含量增多、酵母發(fā)酵速度加快，更多CO2產(chǎn)生使面包體積顯著增加;另一方面，小麥淀粉凝膠特性的改善有效提高面包的口感質(zhì)地;另外，由于直鏈淀粉含量的降低，酶處理面包在儲藏期間老化速率明顯減緩，更易被消費者接受。通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察也發(fā)現(xiàn)，酶處理面包的微觀結(jié)構(gòu)顯示為更加規(guī)律而均勻的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[30］。

此外，4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶處理淀粉還可以作為脂肪替代物添加至蛋黃醬中，生產(chǎn)低脂蛋黃醬產(chǎn)品。有研究顯示，將4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶處理后的大米淀粉制成15%的淀粉糊并輔以0.1%的黃原膠添加到蛋黃醬中，產(chǎn)品體系的動態(tài)流變學(xué)、粘度、穩(wěn)定性、色澤及掃描電鏡結(jié)果與對照組非常相似，可替代蛋黃醬中50%的油脂而對產(chǎn)品的品質(zhì)不造成不良影響[31］。

44-α-糖基轉(zhuǎn)移酶通過轉(zhuǎn)糖基反應(yīng)用于功能成分的改性

4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶具有切斷并重新生成α-1，4糖苷鍵的能力，從而實現(xiàn)糖基的轉(zhuǎn)移。而且該酶表現(xiàn)為對于α-1，4糖苷鍵的專一性，而對于受體專一性不強。受體不僅可以是單糖、雙糖或低聚麥芽糖，還可以是糖醇、異黃酮或抗壞血酸等。許多具有生理功能的分子可以通過4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的轉(zhuǎn)糖基反應(yīng)進(jìn)行改性，使理化性質(zhì)得到進(jìn)一步提高。

4.1 異黃酮類功能成分的糖基化改性

異黃酮屬于酚類化合物，是植物的次生代謝產(chǎn)物，具有抗氧化、抗癌和預(yù)防心血管疾病等諸多功能。植物異黃酮主要以游離苷元和糖苷兩種形式存在，目前得到廣泛開發(fā)與應(yīng)用的主要有大豆異黃酮、葛根素、染料木素等以及它們的葡萄糖苷，但這些化合物通常水溶性較低，實際應(yīng)用受到限制。研究表明，異黃酮糖苷的親水性與糖基的數(shù)目有直接相關(guān)性，隨著糖基的增多、苷元所占比例變小，相應(yīng)其親水性也會增大[26］。通過向異黃酮糖苷進(jìn)行轉(zhuǎn)糖基反應(yīng)，就可使這些水不溶物變成水溶性物質(zhì)[32］。

例如，染料木苷是大豆異黃酮的主要成分，水生棲熱菌4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶能夠以可溶性淀粉為供體、將淀粉中的葡萄糖鏈轉(zhuǎn)移到染料木苷的葡糖基上，形成帶有1～22個葡聚糖的染料木苷混合物，進(jìn)一步利用β-麥芽糖酶水解葡聚糖鏈，可得到比原有結(jié)構(gòu)多一個葡萄糖或麥芽糖分子的染料木苷糖衍生物。溶解度測定結(jié)果表明，染料木苷在水中溶解度為0.023mmol/L，而染料木苷葡萄糖和麥芽糖衍生物的溶解度分別達(dá)到 83.7 mmol/L 和 1013.4 mmol/L[32］。進(jìn)一步的生物活性研究表明，染料木苷糖衍生物具有與染料木苷同樣的對金屬硫蛋白基因和6-磷酸脫氫酶基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控作用，還原能力甚至還略微增強[33］。同樣，利用4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶還可以制備葛根素的糖基衍生物，其水溶性可增加100倍以上。通過還原力分析、超氧化物歧化酶活力分析和羥自由基清除活性分析等表明，葛根素糖基衍生物擁有葛根素同樣的抗氧化能力，兩者均能有效降低機體低密度脂蛋白的氧化，顯示出很好的保健功能[34-35］。

4.2 甜菊甙的糖基化改性

甜菊糖是一種天然的甜味劑，是從甜葉菊葉子中提取的八種雙萜糖苷的混合物，其中甜菊苷、甜菊雙糖A苷、甜菊雙糖C苷的含量占到90%以上。甜菊糖中的甜菊苷和甜菊雙糖C苷約占80%，有一定的苦味，嚴(yán)重影響甜葉菊糖的味質(zhì)。為此，利用糖基化反應(yīng)對甜菊苷結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，可有效改善甜菊糖的甜味特征。

例如，以玉米淀粉或環(huán)糊精為供體，利用環(huán)糊精糖基轉(zhuǎn)移酶的4-α-轉(zhuǎn)糖基作用可以獲得葡萄糖基和麥芽糖基甜菊糖，產(chǎn)物中兩者的比例分別為66%和24%，轉(zhuǎn)化率接近100%[36］。經(jīng)糖基化改性后的甜菊糖其不良甜質(zhì)得到有效改善。

4.3 抗壞血酸的糖基化改性

抗壞血酸的性質(zhì)很不穩(wěn)定，容易被熱和或氧化劑破壞，其貯存和應(yīng)用都受到很大限制。利用4-α-轉(zhuǎn)糖基作用，可以將淀粉、麥芽糊精或環(huán)糊精供體中的葡糖基團(tuán)接入L-抗壞血酸的C2位，經(jīng)葡萄糖淀粉酶的水解后形成2-O-α-D-葡萄糖-L-抗壞血酸，轉(zhuǎn)化產(chǎn)率達(dá)到60%[37］。最近報道有利用分子篩作吸附劑、褐藻酸鈉-氯化鈣體系作載體以及戊二醛作交聯(lián)劑制備固定化環(huán)糊精糖基轉(zhuǎn)移酶，以β-環(huán)糊精為供體，連續(xù)進(jìn)行抗壞血酸的糖基化反應(yīng)，最后反應(yīng)體系中抗壞血酸糖苷的含量達(dá)到21g/L，產(chǎn)率是游離酶反應(yīng)的2倍，為酶法連續(xù)化生產(chǎn)抗壞血酸糖苷提供了一條可行的途徑[38］。

抗壞血酸糖苷具有體外性質(zhì)穩(wěn)定、體內(nèi)抗氧化活性高的特點，不僅可應(yīng)用于食品中，應(yīng)用于在化妝品中還具有美白、促進(jìn)膠原蛋白生成等多種功效。

5 存在問題與展望

圖2 L-抗壞血酸(a)和2-O-α-D-葡萄糖-L-抗壞血酸(b)的化學(xué)結(jié)構(gòu)

到目前為止，通過對高轉(zhuǎn)移活性4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶基因的轉(zhuǎn)化及高效表達(dá)，基本可以實現(xiàn)該酶的規(guī)模制備，但存在的問題是，至今人們對4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的多功能催化機制仍未完全明了，從而也影響了該酶在實際領(lǐng)域的深入應(yīng)用。

如前所述，4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶主要具有歧化和環(huán)化兩種轉(zhuǎn)移酶活性，由于這兩種催化活性對淀粉分子的改造方式不同，所得改性淀粉的性質(zhì)也不同。歧化反應(yīng)更利于凝膠的形成而環(huán)化反應(yīng)使糊透明度、凍融穩(wěn)定性及抗老化性更好。兩種催化活性具有底物結(jié)構(gòu)依賴性。不同來源的淀粉由于其結(jié)構(gòu)不同，酶對其進(jìn)行歧化或環(huán)化作用的選擇及反應(yīng)程度也不同，導(dǎo)致酶改性后的淀粉結(jié)構(gòu)變化趨勢及相應(yīng)凝膠特性存在較大差異。因此，找出歧化和環(huán)化的發(fā)生與底物結(jié)構(gòu)間的對應(yīng)關(guān)系，是今后4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶研究領(lǐng)域亟需解決的問題。

對此，將來的研究可以嘗試使用明確組成及結(jié)構(gòu)的系列淀粉底物，如使用不同直鏈淀粉含量的混合淀粉、不同聚合度的直鏈淀粉以及不同聚合度的支鏈淀粉等作為底物，對該類酶對淀粉的雙催化特性及規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)研究，了解其不同催化方式對淀粉分子結(jié)構(gòu)的要求。通過對4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶的多功能催化機制的闡明，不但可以達(dá)到對原有淀粉分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的優(yōu)化改造，還可以人為控制酶的歧化和環(huán)化反應(yīng)進(jìn)程，從而實現(xiàn)制備具有特定功能特性的酶改性淀粉產(chǎn)品。

相信隨著4-α糖基轉(zhuǎn)移酶技術(shù)的快速進(jìn)步與提高，不久的將來，4-α糖基轉(zhuǎn)移酶必將稱為一種新型的綠色食品改良劑在食品工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。

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ABSTRACT4-α-glucanotransferases(EC 2.4.1.25)can catalyze the intermolecular or intramolecular transglycosylation of malto-oligosaccharides and have perspective applications in modification of starches，production of largering cyclodextrins and transglycosylation of some functional ingredients.This paper reviews the production of 4-α-glucanotransferases and their promising applications in food industry.

Key words4-α-glucanotransferases，starch，modification，transglycosylation，application，advance

Research Advances on 4-α-glucanotransferases and Their Applications

Li Xue-hong，Wang Bing，Lu Yong，Zhang Yong
(College of Food and Bioengineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzgou 450002，China)

博士，副教授。

*國家自然科學(xué)基金資助項目(31171757);鄭州輕工業(yè)學(xué)院博士啟動基金項目(2007BSJJ004);2011年鄭州市科技創(chuàng)新團(tuán)隊項目

2011-12-27