大麦芽中含有三种重要的淀粉水解酶:α-淀粉酶、β-淀粉酶和极限糊精酶。α-淀粉酶可将淀粉分子链内的α-1,4葡萄糖甙键任意水解;β-淀粉酶的作用机理是从非还原性末端的第二个α-1,4葡萄糖甙键开始降解淀粉分子;极限糊精酶专门水解支链淀粉和分支糊精中的α-1,6糖甙键。三种酶协同作用方可将大麦芽中淀粉降解为各种小分子糖,因此有必要对上述不同淀粉酶进行分类评价,掌握其作用特性和规律,为进一步后续研究与工作提供良好的基础。同时,由于极限糊精酶含量较低、检测方法不完善,对其实际作用价值也存在不同观点,因此分离纯化极限糊精酶并探索其结构和特性无疑具有重要的理论意义。本文以大麦芽为原料,分别研究了α-淀粉酶、β-淀粉酶和极限糊精酶最适温度、pH值和热稳定性。分析了多种麦芽品种间三种淀粉酶含量的差异,并建立淀粉酶与麦芽品质之间的关联性。结果表明:水解体系中α-淀粉酶最适作用温度为70℃,pH值5.5;β-淀粉酶为60℃,pH值5.5;极限糊精酶为55℃,pH值5.0。极限糊精酶热稳定性相对较差,55℃下酶失活率随作用时间的延长显著增高。α-淀粉酶、β-淀粉酶和极限糊精酶活力与糖化力呈显著正相关。β-淀粉酶活力与蛋白质和库尔巴哈值呈正相关。采用程序升温糖化法进行小型糖化试验,研究了α-淀粉酶、β-淀粉酶和极限糊精酶在糖化过程中的作用、热稳定性与发酵性能的关系。主要结论为:β-淀粉酶活力水平及其热稳定性是决定发酵性能的主要因素。α-淀粉酶活力水平对发酵性能的影响较大,但热稳定性的影响不明显。极限糊精酶活力水平及热稳定性对发酵性能有显著影响。通过回归分析,得到发酵性能与麦芽特性之间的回归方程。研究提取温度、时间、pH值、料液比和还原剂用量等因素对极限糊精酶提取效果的影响,并采用Box-Behnken中心组合实验和响应面分析法,对提取工艺进行优化。利用Design expert软件分析结果为:极限糊精酶最优提取工艺参数为料液比1:5.37,温度37.5℃,pH值5.4,时间17.5h,还原剂用量22.30mmol/L。对优化工艺条件下提取的极限糊精酶利用离子交换层析和凝胶过滤法进行纯化处理。结果表明:纯化倍数为31.23,回收率为8.81%。经电泳后,表明样品具有较高的纯度,肽链分子量约为97kDa。采用红外光谱、氨基酸组分分析等技术对极限糊精酶结构进行初步探讨,认为其二级结构以β-折叠为主,主要氨基酸组分为酪氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、苏氨酸、亮氨酸和天冬氨酸。研究了纯化后极限糊精酶在不同作用环境下活性,发现纯化后样品在温度45℃和pH值5.5左右具有最大活性,与粗酶液中酶活具有明显差异。通过在体系中添加不同浓度的金属离子,结果发现,在金属离子浓度较低时,Mg²⁺、Ca²⁺、Mn²⁺对酶活具有激活作用,离子浓度较高时,则有抑制作用;整体上,K⁺对酶活影响不大;Zn²⁺、Fe²⁺对酶活具有抑制作用。