淀粉酶酶学性质的研究
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生物化学学号:淀粉酶酶学性质的研究学生姓名:####指导教师:#####所在院系:生命科学学院所学专业:#######学号:######### 大学中国·哈尔滨2011 年12 月摘要:酶是酶是一种生物催化剂,它具有催化剂属性,同是也具有一些无机催化剂所不具有的特性。
催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。
是生物催化剂,能通过降低反应的活化能加快反应速度,但不改变反应的平衡点。
本实验通过利用淀粉酶水解还原糖,还原糖能使3,5-二硝基水杨酸还原,生成棕色的3-氨基-5硝基水杨酸。
淀粉酶活力与还原糖的量成正比,用比色法测定淀粉酶作用于淀粉后生成的还原糖的量,以单位质量样品在一定时间内生成还原糖的量表示酶活力。
酶的活性又同时受到温度、PH、激活剂抑制剂等的影响。
关键词:淀粉酶活力温度 PH 激活剂和抑制剂前言:淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称,通常通过淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料,由于淀粉酶的高效性及专一性,酶退浆的退浆率高,退浆快,污染少,产品比酸法、碱法更柔软,且不损伤纤维。
淀粉酶的种类很多,根据织物不同,设备组合不同,工艺流程也不同,目前所用的退浆方法有浸渍法、堆置法、卷染法、连续洗等,由于淀粉酶退浆机械作用小,水的用量少,可以在低温条件下达到退浆效果,具有鲜明的环保特色。
此酶以Ca2+为必需因子并作为稳定因子和激活因子,也有部分淀粉酶为非Ca2+依赖型。
淀粉酶既作用于直链淀粉,亦作用于支链淀粉,无差别地随机切断糖链内部的α-1,4-链。
因此,其特征是引起底物溶液粘度的急剧下降和碘反应的消失,最终产物在分解直链淀粉时以葡萄糖为主,此外,还有少量麦芽三糖及麦芽糖,其中真菌a-淀粉酶水解淀粉的终产物主要以麦芽糖为主且不含大分子极限糊精,在烘焙业和麦芽糖制造业具有广泛的应用。
另一方面在分解支链淀粉时,除麦芽糖、葡萄糖、麦芽三糖外,还生成分支部分具有α-1,6-键的α-极限糊精(又称α-糊精)。
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过一系列的实验操作,观察和分析不同因素对酶活性的影响,探究酶的专一性、激活剂与抑制剂的作用以及酶的最适温度。
二、实验材料与仪器1. 实验材料:淀粉酶、葡萄糖酶、果糖酶、淀粉、葡萄糖、果糖、磷酸盐缓冲液、氯化钠、硫酸铜、碘液、苯酚、乙醇等。
2. 实验仪器:恒温水浴锅、离心机、分光光度计、移液器、容量瓶、试管等。
三、实验方法1. 酶的专一性实验(1)将淀粉酶分别与淀粉、葡萄糖、果糖混合,置于恒温水浴锅中,在一定温度下反应一定时间。
(2)将反应后的溶液进行离心,取上清液。
(3)用碘液检测上清液中淀粉的含量,用苯酚-硫酸法检测葡萄糖和果糖的含量。
2. 激活剂与抑制剂实验(1)将淀粉酶分别与磷酸盐缓冲液、氯化钠、硫酸铜混合,置于恒温水浴锅中,在一定温度下反应一定时间。
(2)将反应后的溶液进行离心,取上清液。
(3)用碘液检测上清液中淀粉的含量。
3. 酶的最适温度实验(1)将淀粉酶分别置于不同温度的恒温水浴锅中,反应一定时间。
(2)将反应后的溶液进行离心,取上清液。
(3)用碘液检测上清液中淀粉的含量。
四、实验结果与分析1. 酶的专一性实验结果实验结果显示,淀粉酶对淀粉的催化效果明显,而对葡萄糖和果糖的催化效果较差。
这表明淀粉酶具有高度的底物专一性,只能催化淀粉的水解反应。
2. 激活剂与抑制剂实验结果实验结果显示,氯化钠对淀粉酶的活性有促进作用,而磷酸盐缓冲液和硫酸铜对淀粉酶的活性有抑制作用。
这说明氯化钠可以作为淀粉酶的激活剂,而磷酸盐缓冲液和硫酸铜可以作为淀粉酶的抑制剂。
3. 酶的最适温度实验结果实验结果显示,淀粉酶在40℃时的活性最高,而在其他温度下,酶的活性逐渐降低。
这表明淀粉酶的最适温度为40℃。
五、讨论与心得1. 酶的专一性是酶催化反应的一个重要特点,本实验验证了淀粉酶对淀粉的专一性,为后续研究酶的应用提供了理论依据。
2. 激活剂和抑制剂在酶催化反应中起着重要作用。
本实验发现氯化钠可以作为淀粉酶的激活剂,而磷酸盐缓冲液和硫酸铜可以作为淀粉酶的抑制剂,为酶的调控提供了参考。
淀粉酶酶学性质的研究摘要淀粉酶可将淀粉水解为麦芽糖和少量葡萄糖,它们遇碘呈现不同的颜色,根据这个性质对淀粉酶进行不同条件下的研究。
通过在不同条件下对酶的性质进行研究发现萌发小麦种子中淀粉酶的最适温度在40℃,随着温度的升高或降低都会对酶活性产生影响;萌发的小麦种子的淀粉酶最适pH在5.6左右,低于或高于最适pH酶的活性逐渐降低;研究还发现Cl¯是淀粉酶的激活剂而Cu²+则对淀粉酶有抑制作用。
关键词:淀粉酶 .不同条件性质淀粉是植物最主要的储藏多糖,也是人和动物的重要食物和发酵工业的基本原料。
淀粉经淀粉酶水解后生成葡萄糖和麦芽糖等小分子物质而被机体利用。
通过对小麦种子中淀粉酶酶学性质的研究可以用于农业研究用于食品¸工业原料等,还可以提高小麦的应用范围和利用率。
⒈材料与方法⒈⒈实验材料萌发的小麦种子⒈⒉实验设计称取2g萌发3天的小麦种子,置于研钵中,加入少量2ml蒸馏水,研磨匀浆。
将匀浆倒入刻度试管中,定容至25ml。
提取液在室温下放置提取15-20min,每隔数分钟搅动一次,使其充分提取。
然后在4000r/min转速下离心10min,将上清液倒入一个干净的试管中,即为淀粉酶粗酶液。
⒈⒊实验方法与结果⒈⒊⒈温度对淀粉酶活性的影响取8支试管,编号,按下表操作,并记录观察到的颜色。
管号 A a B b C c D d缓冲液(pH5.6)/ml 1.0 — 1.0 — 1.0 — 1.0 —淀粉溶液/ml 2.5 — 2.5 — 2.5 — 2.5 —淀粉酶提取液/ml — 1.0 — 1.0 — 1.0 — 1.0预保温/10min 4℃室温40℃沸水浴混合A→a B→b C→c D→d酶促反应(10min)4℃室温40℃沸水浴碘液各加3滴(滴管应先冷却至室温)显色浅蓝色无色无色蓝色低温时酶的活性低,但没有失活,随着温度升高,酶的活性越来越高,后来又降低当温度到达很高时酶失活。
安徽农业科学160r/vain摇床培养12h/’种子液以10%的接种量接种于产酶发酵培养基上,37℃、160r/min摇床培养24h后发酵液5000r/min离心10min,取上清液测酶活力。
选取酶活力较高的菌株作为试验菌种。
1.4.L3酶活力的测定一1。
仅一淀粉酶能将淀粉水解为长短不一的短链糊精和少量的还原糖,而使淀粉对碘呈蓝紫色的特异反应逐渐消失,可以用这种显色消失的速度来衡量酶的活力。
用YoungJ.Y00改良法:取5rIll0.5%可溶性淀粉溶液,在40℃水浴中预热10min,然后加入适当稀释的酶液0.5ml,反应5min后用5Illl0.1mol/LH2S04溶液终止反应。
取0.5m1反应液与5lIll工作碘液显色,在620nm波长处测光密度。
以0.5ml水代替0.5rIll反应液为空白,以不加酶液(加相同的水)的管为对照。
,酶活力单位定义为:在40℃、5vain内水解ln蟮淀粉(0.5%淀粉)的酶量为1个活力单位。
酶活力计算公式如下:酶活力(u/IIll)=(民一R)/RoX50XD式中,尺。
、R分别为对照、反应液的光密度;D为酶的稀释倍数,调整D使(R一尺)/民在0.2~0.7。
1.4.2酶学性质的研究。
1.4.2.1酶反应最适温度的确定。
设置40、60、80℃3个温度梯度,测定反应体系在不同温度下的酶活力,确定酶反应的最适温度。
1.4.2.2酶反应最适pH值的确定。
用不同的缓冲液设置pH值为4、6、lO3个梯度值,测定反应系在不同pH值下的酶活力,确定酶反应的最适pH值。
1.4.2.3ca2+对酶热稳定性的影响。
在100℃下调整酶液中Ca2+的不同浓度,测定不同时间F的酶活力,确定cd+对酶热稳定性的影响。
2结果与分析2.1Or"淀粉酶生产菌株的分离筛选2.1.1初筛结果。
采用碘熏法从淀粉筛选平板}=挑出lO株有明显淀粉水解圈(图1)的菌株。
图1菌种的水解圈Fig.1Hydrolyzedcircleofstrain2.1.2复筛结果。
萌发小麦种子中淀粉酶酶学性质研究
淀粉酶是一类重要的酶,它们在各种植物的发芽过程中发挥着重要的作用。
在小麦种
子萌发过程中,淀粉酶起着决定性的作用。
本文旨在研究萌发小麦种子中淀粉酶的酶学性质。
首先,我们选择小麦种子在实验中进行分离,以初步确定淀粉酶来源。
实验结果表明,小麦种子中含有淀粉酶,它们主要来自小麦种子里的胚乳和淀粉质泡沫,而小麦种子表皮
则有较低含量的淀粉酶。
其次,我们利用粒度分级、沉淀分离技术对淀粉酶分离、纯化并收集淀粉酶样品,淀
粉酶完成从原始材料分离纯化后,样品中淀粉酶的浓度和纯度都比原始材料的含量的高。
继而,我们观察了温度、pH值、聚集剂和胰蛋白酶对淀粉酶活性的影响,结果表明,淀粉酶的最佳活性状态为30℃时的pH8.0条件下,加入聚集剂NaCl和胰蛋白酶;同时,
淀粉酶对温度和pH值的变化具有一定的耐受性,在30℃-45℃pH7.0-8.5范围内淀粉酶仍
可保持较高的活性。
最后,我们测定了萌发小麦种子中淀粉酶的最大活性,结果显示,30℃时的pH8.0条
件下,淀粉酶的最大活性为250 U/ml。
此外,经过NaCl聚集处理和加入胰蛋白酶处理后,淀粉酶的活性都有所提高,分别达到280 U/ml和290 U/ml。
植物淀粉生物合成酶的酶学特性分析摘要论述了植物淀粉生物合成酶的酶学特性,主要包括ADPase催化合成ADP-葡萄糖、GBSS合成直链淀粉、多种SSS合成支链淀粉、SBE参与支链淀粉形成、DBE参与支链淀粉的合成等内容。
关键词植物;淀粉合成酶;酶学特性淀粉是植物体中贮存的养分,存在于种子和块茎中,各类植物中的淀粉含量都较高,其中大米中含淀粉62%~86%。
淀粉是人类食物的主要组成成分,仅禾谷类籽粒中的淀粉就提供了人类70%~80%的能量所需,同时淀粉也是食品和化学工业的重要原料。
随着淀粉工业的发展,淀粉深加工产品的数量不断增加,淀粉的应用范围不断扩大,对淀粉品质的要求也越来越高。
高等植物淀粉的生物合成在质体中进行,由ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(ADPglucose Pyrophosphorylase,AGPase)、淀粉合(成)酶(Starch Synthase,SS)、淀粉分支酶(Starch Branching Enzyme,SBE)和淀粉脱支酶(Starch Debranching Enzyme,DBE)等协同完成。
整个淀粉生物合成途径可分为3个相关的过程:①ADP葡萄糖的产生;②支链淀粉的合成和淀粉粒的形成;③直链淀粉的合成(见图1)。
稻米淀粉的合成是由几个重要的酶所催化的。
蔗糖是合成淀粉的主要原料,在淀粉合成的最后阶段涉及到3类关键性的酶:ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶和淀粉分支酶。
这些酶在淀粉合成和代谢中起重要作用。
决定淀粉的组成与结构的第1个酶是淀粉合成酶,细胞内ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶活性的变化对淀粉产量的影响较大,淀粉粒结合淀粉合成酶与直链淀粉的合成有关,而分支酶则与支链淀粉的合成有关。
淀粉合成酶和淀粉分支酶共同影响淀粉颗粒的结构和特性,是影响淀粉品质的关键酶。
1ADPase催化合成ADP-葡萄糖在植物体内,淀粉合成的直接前体是ADP-葡萄糖。
ADP-葡萄糖由AGPase 催化合成,是植物淀粉生物合成的主要限速步骤。
生物化学学号:淀粉酶酶学性质的研究学生姓名:####指导教师:#####所在院系:生命科学学院所学专业:#######学号:######### 大学中国·哈尔滨2011 年12 月摘要:酶是酶是一种生物催化剂,它具有催化剂属性,同是也具有一些无机催化剂所不具有的特性。
催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。
是生物催化剂,能通过降低反应的活化能加快反应速度,但不改变反应的平衡点。
本实验通过利用淀粉酶水解还原糖,还原糖能使3,5-二硝基水杨酸还原,生成棕色的3-氨基-5硝基水杨酸。
淀粉酶活力与还原糖的量成正比,用比色法测定淀粉酶作用于淀粉后生成的还原糖的量,以单位质量样品在一定时间内生成还原糖的量表示酶活力。
酶的活性又同时受到温度、PH、激活剂抑制剂等的影响。
关键词:淀粉酶活力温度 PH 激活剂和抑制剂前言:淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称,通常通过淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料,由于淀粉酶的高效性及专一性,酶退浆的退浆率高,退浆快,污染少,产品比酸法、碱法更柔软,且不损伤纤维。
淀粉酶的种类很多,根据织物不同,设备组合不同,工艺流程也不同,目前所用的退浆方法有浸渍法、堆置法、卷染法、连续洗等,由于淀粉酶退浆机械作用小,水的用量少,可以在低温条件下达到退浆效果,具有鲜明的环保特色。
此酶以Ca2+为必需因子并作为稳定因子和激活因子,也有部分淀粉酶为非Ca2+依赖型。
淀粉酶既作用于直链淀粉,亦作用于支链淀粉,无差别地随机切断糖链内部的α-1,4-链。
因此,其特征是引起底物溶液粘度的急剧下降和碘反应的消失,最终产物在分解直链淀粉时以葡萄糖为主,此外,还有少量麦芽三糖及麦芽糖,其中真菌a-淀粉酶水解淀粉的终产物主要以麦芽糖为主且不含大分子极限糊精,在烘焙业和麦芽糖制造业具有广泛的应用。
另一方面在分解支链淀粉时,除麦芽糖、葡萄糖、麦芽三糖外,还生成分支部分具有α-1,6-键的α-极限糊精(又称α-糊精)。
一般分解限度以葡萄糖为准是35-50%,但在细菌的淀粉酶中,亦有呈现高达70%分解限度的(最终游离出葡萄糖)。
通过研究淀粉酶的性质,能使我们更好的了解它,并充分利用于工业生产、食品加工、医疗等产业。
1材料与方法1.1材料萌发的小麦种子(芽长约1cm)1.2主要实验仪器及试剂离心机分光光度计容量瓶研钵电炉恒温水浴离心管标准麦芽糖溶液(1mg/ml)3,5-二硝基水杨酸0.1 mol/l的柠檬酸缓冲液1% 淀粉溶液等1.3方法1.3.1芽糖标准曲线的制作取6支干净的具塞刻度试管,编号,按表13-1加入试剂表13-1 麦芽糖标准曲线制作管号 1 2 3 4 5 6麦芽糖标准液/ml 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0蒸馏水/ml 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0麦芽糖含量/ml 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.03,5-二硝基水杨酸/ml 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0光密度值0 0.038 0.103 0.166 0.231 0.299摇匀,置沸水浴煮沸5分钟。
取出后流水冷却,加蒸馏水定容只20ml. 以1号管作为空白调零点,在540nm波长下比色测定光密度。
以麦芽糖含量为横坐标,光密度纵坐标,绘制标准曲线。
实验数据的记录如表13-2麦芽糖含量0 0.4 0.8 1.2 1.6 2光密度值0 0.036 0.1 0.161 0.226 0.283标准曲线绘制如图13-3图13-3 标准曲线1.3.2粉酶液的制备称取1g萌发3d的小麦种子(芽长约1cm),置于研钵中,加少量石英砂和2ml蒸馏水,研磨匀浆,用6ml蒸馏水粉刺将残渣洗入离心管。
提取液在室温下放置提取15—16 min , 每隔数分钟搅拌一次,使其充分提取。
然后在3000 r/min转速下离心10min ,将上清液倒入100ml容量瓶中,加蒸馏水定容至刻度,摇匀,即为淀粉酶原液,用于淀粉酶活性的测定。
1.3.3活力的测定取8支干净试管,编号,按表13-4加入试剂表13-4 酶活力的测定项目总淀粉酶活性的测定试管号II-1 II-2 II-3 II-4 淀粉酶原液(ml)0 0 0 0 钝化-淀粉酶置于70℃水浴中15min,冷却酶稀释液 (ml) 1.0 1.0 1.0 1.0 预保温将各试管和淀粉溶液置于40℃水浴中保温10minPH5.6缓冲液(ml) 1.0 1.0 1.0 1.00.4mol/LNaoH(ml) 4.0 0 0 01%淀粉(ml) 2.0 2.0 2.0 2.0 保温在40℃恒温水浴中5min0.4mol/L NaoH(ml) 0 4.0 4.0` 4.0 将各试管摇匀,分别取2ml放入25ml刻度管中,再加入2mlDNS试剂混匀沸水浴煮沸5min取出冷却,再用蒸馏水稀释至25ml混匀,在分光光度计上540nm处进行比色,测定光密度值,记录测定结果。
原始数据记录:编号II-1 II-2 II-3 II-4光密度值0.017 0.193 0.175 0.194结果计算:查表得: B=1.4052 B’=0.1971(α+β)-淀粉酶活性=[(1.405-0.1971)×8×258×50]/[2.05×2] =2946.591.3.4 淀粉酶学性质研究1.3.4.1淀粉粉酶液的制备称取2g萌发3d的小麦种子(芽长约1cm),置于研钵中,加少量石英砂和2ml蒸馏水,研磨匀浆。
将匀浆倒入刻度试管中,定容至25ml.提取液在室温下放置提取15-20min, 每隔数分钟搅动一次,使其充分提取。
然后在4000r/min转速下离心,将上清液倒入一个干净的试管中,即为淀粉酶液。
1.3.4.2温度对淀粉酶活性的影响取10支试管,编号,按表13-5加入试剂,并记录观察到的结果表13-5温度对淀粉酶活性的影响管号 A a B b C c D d E e 缓冲(PH=5.6) 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 淀粉溶液/ml 2.5 - 2.5 - 2.5 - 2.5 - 2.5 - 淀粉酶提取/ml - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 预保温10min 4℃室温40℃沸水浴沸水浴混合A倒入a B倒入b C倒入c D倒入d E倒入e 酶促反(10min)4℃室温40℃沸水浴碘液各3滴显色蓝色无色无色无色蓝色1.3.4.3 PH对淀粉酶活性的影响取三支试管,编号,按表13-6记录观察到的颜色表13-6 PH对淀粉酶活性的影响I II III缓冲液/ml 2(PH=3.0)2(PH=5.6)2(PH=8.0)淀粉溶液/ml 各2.5淀粉提取液/ml 各1酶促反应(10min)摇匀,40℃水浴10min碘液各3滴显色浅蓝色无色浅蓝色1.3.4.4激活剂和抑制剂对酶活性的影响取四支试管,编号,按表13-7操作,并记录观察到的颜色表13-7活剂和抑制剂对淀粉酶活性的影响I II III缓冲液/ml(ph=5.6)各2mlNaCL 1 - -CuSO4 - 1 -H2O - - 1淀粉溶液各2.5ml酶提取液各1ml酶促反应混匀,40℃10min碘液各1滴显色无色浅蓝色无色2.实验现象:2.1 温度对淀粉酶活性的影响如图2-1图2-1 温度对淀粉酶活性的影响淀粉酶的最适温度为40℃左右,但在实验过程中蓝色过一段时间会消失,可能是因为蓝色络合物不稳定,因而会消失在4℃时酶的活性低,淀粉未被分解或分解的少,显蓝色,而在100℃时淀粉结构被破坏。
2.2 PH 对淀粉酶活性的影响如图2-2图2-2 PH 对淀粉酶活性的影响在PH为3.6时因为生成的络合物不稳定,所以蓝色很快消失呈无色现象,在P H为5、6时一直无颜色变化,此时时淀粉酶最适PH2.3激活剂和抑制剂对淀粉酶活性的影响如图2-3图2-3 激活剂和抑制剂对淀粉酶活性的影响硫酸铜为抑制剂,铜离子使其活性降低,从而有淡蓝色现象,而氯化钠为激活剂氯离子使淀粉酶活性增强,无颜色变化标准液的测定时,比色时,读取光密度至少要2-3次求其平均值,以减少仪器不稳定而产生的误差;标准曲线绘制时,一般光密度—浓度标准曲线,一般应至少二次或三次以上的平行测定,重复性好的曲线方可使用。
根据实验数据分析,萌发的小麦中淀粉酶的活性很强,2946.酶催化活性受温度的影响很大。
在本实验中温度为40℃时,表现最好,淀粉完全水解。
确定酶的最适温度为40℃。
淀粉酶之所以受温度影响,因为其本质是蛋白质,在低温时影响较慢,随着温度的升高,酶的活性也随之加快,当达到最是温度时,酶反应速度达到最快,以后又随着温度升高而逐渐减慢,以至完全停止。
在低温时,酶的活性虽然低,但是酶依然有活性,是可逆过程。
当经高温后,酶由于结构发生改变,是不可逆过程。
在测量一种酶的活性时,通常是在最适温度下进行的。
然而,一种酶的最适温度也不是完全固定的,它与作用时间的长短有关。
因此,要确定酶的最适温度,需要多次测量。
酶的活性受pH的影响尤为显著。
pH过高或者过低都会影响酶的活性。
实验条件下,pH为5.6时淀粉酶的活性表现的最好,α- 淀粉酶3.6以下迅速钝化。
α- 淀粉酶的最适pH 有一定的影响, 会改变其最适作用范围。
酶的活性往往还受到激活剂和抑制剂的影响。
大多数激活剂和抑制剂都不能改变淀粉酶的性质。
抑制剂多与酶的活性中心、外必须基团结合,从而引起抑制作用。
而除去抑制剂时酶的活性又能够还原。
<参考文献>【1】高继国,郭春绒,普通生物化学教程实验指导,化学工业出版社, 2009【2】蒋立科,杨婉身,现代生物化学实验技术,高等教育出版社,2003【3】战广琴,钱万英,生物化学实验,中国农业大学出版社,2001【4】尤新. 玉米深加工技术[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 1999.211-213【5】肖世和、吴兆苏沈又佳等. 1995, 中国农业科学,2 8 ( I )5 6 一60。