1果胶酶酶活力测定方法
- 格式:doc
- 大小:100.50 KB
- 文档页数:3
果胶酶应用基理及活性检测办法-1-23 16:57:21随着人们对健康环保纺织品需求增长以及各国政府对环保强制力度加大,在纺织印染行业中一种新型纺织助剂———生物酶制剂应用逐渐发展起来。
当前,一种基于果胶酶新型纺织生物助剂正在应用推广中,它重要用于棉、麻前解决工艺。
由于纺织公司多数对果胶酶生物特性不甚理解,在工艺应用过程中缺少相应检测手段,使其推广受到限制。
酶活力(活性)是衡量酶生物活性及含量重要指标,因而,建立合用于纺织行业果胶酶酶活检测办法,是十分迫切和必要。
2果胶酶酶促作用机理果胶酶是一类复合酶,是指分解果胶质各种酶总称。
咱们测定酶活值普通是这一类复合酶协同作用综合成果。
果胶酶可分为两大类:解聚酶和果胶酯酶。
解聚酶重要是通过水解作用和反式消去作用,切断果胶和果胶酶分子α-1,4糖苷键,将果胶分子降解为小分子。
果胶酯酶作用是使果胶分子中甲酯水解,最后形成果胶酸。
果胶质重要是由D-半乳糖醛酸以α-1,4糖苷键连接形成直链状聚合物。
某些D-半乳糖醛酸上羧基被甲醇酯化、形成甲酯,或被一种或各种碱某些或所有中和。
果胶质在植物细胞组织中起着“粘合”作用,在棉纤维初生胞壁中,果胶质含量约占9%,而麻纤维则更高。
通过果胶酶作用,将果胶质降解为小分子物质,从纤维中游离出来,可使与其粘合在一起其他杂质(如蜡质、蛋白质、灰份等)与纤维素彻底分开,达到棉精炼或麻脱胶目。
对于纺织行业,需要是将果胶催化水解成可游离出纤维、小分子物质果胶酶活性(力),因而,重要测定解聚酶活力。
解聚酶对果胶分子酶促催化作用体现为,每切断一种果胶分子α-1,4糖苷键,就会形成一种还原性醛基。
通过测定这些还原性醛基生成量,即可鉴定解聚酶酶活力。
3测定酶活力(性)基本原理酶作为一种生物催化剂,其酶活力值是与其催化效率及有效(即有生物活性)酶含量有关。
酶活力是酶在单位时间内将底物转化为反映产物能力,以U(mol/时间)表达,底物即是酶催化反映物。
正文果胶酶的固定化及其活力测定一、目的:果胶酶(EC.3.2.1.15)广泛存在于植物界,参与果实的成熟及其它代谢过程。
在果品加工业中,果胶酶主要用于果汁的澄清和提高榨汁率。
果胶酶的固定化将有助于提高酶的利用率,同时还可减少外源物质对果制品的污染。
果胶酶需求量大,且多为一次性使用,既造成了很大的浪费,又大大提高了产品生产成本。
固定化果胶酶可以重复多次使用,能够减少果胶酶的使用量,节约生产成本。
通过本实验,了解载体的制备方法,掌握酶的固定化原理及方法。
二、原理:本实验固定化方法为共价结合法。
以壳聚糖为载体,通过戊二醛共价交联固定化果胶酶。
壳聚糖是从蟹、虾外壳中提取的一种氨基多糖(α-氨基-1.4-β-葡萄糖多聚物),对人和动物无毒副作用,是一种具有网状结构,机械性能好,化学性质稳定,耐热性好的酶固定化载体材料,特别是壳聚糖分子中含有游离的氨基,通过化学交联剂(如戊二醛)很容易与酶发生间接共价结合,使酶牢固地固定在壳聚糖分子上。
果胶酶水解果胶生成半乳糖醛酸,可用DNS法定量:3,5-二硝基水杨酸与醛糖共热能产生棕红色的氨基化合物,在一定范围内还原糖的量和含有呈色氨基化合物的反应液颜色深浅成正比,在540nm下测其吸光度,从而可计算出果胶酶活力。
三、试剂及仪器仪器:冷冻离心机分光光光度计比色皿(8只)摇床水浴箱混合振荡器天平瓷盘药匙剪刀(1把) 记号笔(1支)通风橱吸水纸具塞刻度试管(4支)三角瓶(2支)烧杯(100ml×3个)试管架(1个)试管(6支)量筒(100ml×1个)滴管(16个)离心管(5ml×2个,50ml×1个)移液管架(1个) 移液管(2ml×3个,5ml×1个) 注射器(1支)滴管(1个)吸耳球(1个)洗瓶(1个)玻棒(1个)烧杯(300 ml×5个)试剂:乙酸-乙酸钠缓冲液(0.2mol/L,pH5.0)磷酸缓冲液(0.1mol/L,pH7.0) 3,5-二硝基水杨酸氢氧化钠冰醋酸丙三醇戊二醛无水乙醇浓盐酸果胶酶果胶半乳糖醛酸壳聚糖蒸馏水若干桶四、方法步骤1 载体的制备1.1取壳聚糖4g加入180ml的3%的乙酸中,加20ml甘油搅拌溶解,制得壳聚糖溶液。
一、实验目的1. 了解果胶酶的提取方法;2. 掌握果胶酶活性的测定方法;3. 探究不同提取方法对果胶酶活性的影响。
二、实验原理果胶酶是一种复合酶,主要由果胶分解酶、果胶酯酶和半乳糖醛酸酶组成。
它能够分解植物细胞壁中的果胶,使植物组织变得柔软,便于提取。
本实验通过提取黑曲霉等真菌中的果胶酶,并测定其活性,以了解果胶酶的特性。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 黑曲霉菌种- 柑橘皮- 硫酸铵- 乙酸乙酯- 氯化钠- 碳酸氢钠- 磷酸氢二钠- 磷酸二氢钠- 果胶- 水浴锅- pH计- 离心机- 移液器- 烧杯- 试管- 滴定管- 酶标板- 酶标仪2. 实验试剂:- 磷酸盐缓冲液(pH 6.8)- 果胶酶提取液- 果胶溶液- 氯化钠溶液- 碳酸氢钠溶液- 磷酸氢二钠溶液- 磷酸二氢钠溶液四、实验方法1. 果胶酶提取(1)将黑曲霉菌种接种于装有马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基的培养皿中,培养48小时。
(2)将培养好的黑曲霉菌种接种于装有马铃薯葡萄糖液体培养基的三角瓶中,培养48小时。
(3)将培养好的菌液以4,000 r/min离心10分钟,收集菌体。
(4)将菌体用pH 6.8的磷酸盐缓冲液洗涤三次,去除杂质。
(5)将洗涤后的菌体加入硫酸铵溶液中,搅拌溶解,调节pH至7.0。
(6)将溶液以4,000 r/min离心10分钟,收集沉淀。
(7)将沉淀用pH 6.8的磷酸盐缓冲液洗涤三次,去除杂质。
(8)将洗涤后的沉淀加入乙酸乙酯溶液中,搅拌溶解,去除蛋白质。
(9)将溶液以4,000 r/min离心10分钟,收集沉淀。
(10)将沉淀用pH 6.8的磷酸盐缓冲液洗涤三次,去除杂质。
(11)将洗涤后的沉淀加入氯化钠溶液中,搅拌溶解,调节pH至7.0。
(12)将溶液以4,000 r/min离心10分钟,收集沉淀。
(13)将沉淀用pH 6.8的磷酸盐缓冲液洗涤三次,去除杂质。
(14)将洗涤后的沉淀加入碳酸氢钠溶液中,搅拌溶解,调节pH至7.0。
分光光度计法测定果胶酶活力的方法研究果胶酶是指分解果胶质的多种酶的总称,它可分为内切型和外切型两大类。
果胶酶广泛应用于果品的加工工业中,主要作用是果品榨汁时降低果浆泥的粘稠度,提高榨汁效率、出汁率、果汁澄清度和稳定性等。
果胶酶的活力对果品的加工品质影响很大,因此测定果胶酶的活力显得尤为重要。
测定酶活力的方法主要有还原法、色原底物法、粘度法等,其中还原法中的3,5一二硝基水杨酸比色法(简称DNS法)具有操作简便,对试剂、仪器等条件要求不高等优点。
该方法是利用果胶酶在一定温度、时间和条件下水解果胶,释放出还原性D一半乳糖醛酸,与3,5一二硝基水杨酸共热产生棕红色的氨基化合物,即发生显色反应。
在一定范围内,水解生成D一半乳糖醛酸的量与吸光度成正比,与果胶酶活力成正比,通过分光光度计测定吸光度,可以计算出果胶酶的活力。
该方法(又称分光光度计法)简单易行,但操作中影响因素较多,往往影响测定结果的准确性。
本研究就测定中各影响因素进行了优化实验,试图提出果胶酶活力测定的最佳技术参数。
1 材料与方法1.1 材料与仪器乙酸钠(CH3 C00Na·3H2O)、冰乙酸(CH3C00H)、氢氧化钠、无水亚硫酸钠、酒石酸钾钠(C 4H4KNaO6.4H2O)、苯酚以上试剂均为市售分析纯;3,5一二硝基水杨酸国药集团化学试剂有限公司;D一半乳糖醛酸97%,沃凯化学试剂有限公司;果胶、果胶酶天津利华酶制剂厂生产;实验用水均为去离子水。
TU一1810紫外分光光度计北京普析;电热恒温水浴锅上海宝磊。
1.2 实验方法1.2.1 试剂配制1.2.1.1 乙酸一乙酸钠缓冲溶液(pH4.8) 首先制备0.2mol/L 的乙酸溶液和0.2mol /L 的乙酸钠溶液,然后将0.2mol/L 乙酸溶液410.0mL 与0.2mol/L 乙酸钠溶液59 0.0mL混合均匀,用酸度计测定。
1.2.1.2 DNS试剂(3g/L) 称取3.00g 3,5一二硝基水杨酸,溶解于500mL蒸馏水中,再逐步加入10.4gNaOH、9l、0g C4H4KNaO6.4H2O、2.5g苯酚和2.5g无水亚硫酸钠,温水浴(不超过4 8oC)中不断搅拌,直至溶液清澈透明。
果胶裂解酶活力测定方法1定义在测定条件下,每分钟作用果胶产生1µmol双键所需酶量定义为一个酶活力单位(IU)。
2 原理果胶裂解酶作用果胶产生不饱合寡聚半乳糖醛酸。
反应产物分子中C-4和C-5之间有一与C-5上羧基相连的双键,使之在235nm波长有最大吸收。
分子消光系数为5500cm2 /mmol。
3 试剂3.1 琥珀酸钠(C4H4O4Na2·6H2O) 3.3 浓盐酸(HCL)3.2 琥珀酸(C4H6O4) 3.4 果胶(Sigma公司,P9135)本标准中所用的试剂,在没有注明其他要求时,均指分析纯试剂和符合GB/T 6682中规定的三级水。
4 仪器和设备4.1 实验室常用仪器设备。
4.6 秒表(数字显示)4.2 恒温水浴:(30±0.5℃)。
4.7 分析天平(0.0001g)4.3 分光光度计(波长范围200-1000nm) 4.8 磁力搅拌器。
4.4 移液管 4.9 离心机:转速为30000r/min 以上。
4.5 酸度计:精确至小数点后2位。
5 溶液5.1 0.05mol/L,pH=5.2琥珀酸缓冲液称取琥珀酸钠(C4H4O4Na2)13.51g于900ml水中,溶解后用琥珀酸(C4H6O4)调pH值至5.2,定容至1000ml,校正pH值后置冰箱中备用。
5.2 2mol/L盐酸准确量取16.7ml浓盐酸,用水定容至100ml。
5.3 0.425%果胶溶液(底物)称取0.425g果胶于80ml缓冲液中,至少搅拌3h,溶解后于4℃放置16h,30000rpm/min 离心30min,用缓冲液定容至100ml, 4℃保存。
6 分析步骤:6.1待测酶液的制备6.1.1 根据酶活力确定稀释倍数,使酶浓度控制在大约 0.06-0.09u/mL,即光吸收值在0.25—0.40范围内。
6.1.2 称取酶粉1g,精确至0.0001g,(或吸取酶液1.00 ml)。
用蒸馏水溶解,置于磁力搅拌器上搅拌10分钟,全部移入容量瓶中,稀释倍数小于500倍的直接用缓冲液(5.2)溶解。
【高中生物】高中生物知识点:酶的制备和活力的测定酶的制备和活力的测定:酶活力(enzymeactivity):也称为酶活性,是指酶在催化一定的化学反应时表现出来的能力,通常用酶促反应的速率即酶促反应过程中单位时间内底物的减少量或产物的生成量来表示。
酶活力的高低会受温度、pH、激活剂等多种因素的影响。
酶的提取一般选择在低温和适合的pH下进行,有时还要加入酶的激活剂以提高酶活力。
例如,从植物材料中提取果胶酶就是在低温、偏酸性的提取液和NaCl作激活剂的条件下进行的。
一、制备果胶酶1、实验材料和器具:新鲜的水果或蔬菜;质量分数为10%的NaCl溶液,0.1mol/L冰醋酸;研钵,剪刀,漏斗,纱布或滤纸,烧杯,精密pH试纸,试管,酒精灯,离心机,榨汁机等。
2、果胶酶的制备:(1)将50g新鲜的水果或蔬菜洗净,在预冷的研钵内用剪刀迅速剪碎后研磨,边研磨边加入质量分数为10%NaCl溶液50mL,制成匀浆。
(2)漏斗中放置滤纸或5层纱布过滤匀浆液,收集滤液。
(3)以4000r/min的离心速率离心滤液15min。
注意使用同一规格的离心管,离心管内滤液的高度不超过离心管长度的2/3,离心前要确保在离心机中对称放置的离心管(内含滤液)的质量相等。
(4)离心完毕后,果胶酶主要存在于离心管的上清液中,迅速地将上清液倒入洁净的小烧杯内,用0.1mol/L冰醋酸将pH调至3~4,在0~4℃下保存备用。
二、观察果胶酶对苹果匀浆液的作用1、用榨汁机制作苹果匀浆液,将匀浆液置于90℃的恒温水浴中保温4min。
冷却后再过滤,收集滤液。
2、取两支试管,编号为1和2,分别加入30mL滤液,再向试管1中加入30mL保存备用的上清液,向试管2中加入经过90℃水浴保温4min后的上清液30mL,振荡摇匀两支试管,置于室温下。
3、观察两支试管中苹果匀浆液的澄清程度变化,并将结果记录在下表中。
项目苹果匀浆液/mL上清液/mL90℃水浴保温4min后的上清液/mL现象澄清时间试管1 (样品管)3030试管2 (对照管)3030知识点拨:注意事项:在温度、pH影响酶活性的实验中,始终都贯穿着对照原则,而在设置对照实验时最重要的是运用单一变量原则,其中的变量就是我们所研究的对象,所以在分析实验问题时,要紧紧抓住研究变量,把其他可能影响实验结果的变量变为常量,才能保证对照实验结果的严密性和准确性。
果胶酶测定方法“哎呀,这水果怎么这么难弄啊!”我看着手中的水果,不禁发起了牢骚。
“怎么啦?”妈妈笑着走过来,“这就不耐烦啦?”“可不是嘛,我想做点果酱,这果胶也太难处理了。
”我无奈地摇摇头。
“哈哈,那你可就不知道了吧,有一种东西叫果胶酶,可以帮你解决这个问题哦。
”妈妈神秘地说道。
果胶酶测定方法其实并不复杂。
首先呢,要准备好需要的材料和试剂,比如标准果胶溶液、DNS 试剂、缓冲液等等。
然后就是具体的步骤啦,先取适量的酶液,加入到含有果胶的反应体系中,在一定温度下保温一段时间。
接下来,加入 DNS 试剂终止反应,再通过沸水浴显色。
最后呢,用分光光度计测定吸光度,就可以计算出果胶酶的活性啦。
这里面可有不少注意事项呢!比如说,在操作过程中要严格控制温度和时间,不然结果可就不准确啦。
还有啊,试剂的用量也要精确,可不能马虎哦。
那果胶酶有啥应用场景和优势呢?这你可就问对啦!果胶酶在食品工业中可是大有用处呢,像制作果汁、果酱、果酒这些,都能让产品的口感更好,品质更优。
而且它还能提高生产效率,降低成本,多好呀!我就给你讲个实际案例吧。
之前我们隔壁的叔叔家开了个小果酱厂,一开始他们做出来的果酱总是不够细腻,口感也不太好。
后来他们了解到果胶酶,就试着在生产过程中使用,哇,效果简直太明显啦!做出来的果酱那叫一个细腻顺滑,销量都大增了呢。
“哇,听起来好厉害啊!”我不禁感叹道。
“是呀,所以说科技的力量是很强大的。
”妈妈笑着说。
我在心里暗暗想,以后我也要好好研究这些东西,说不定我也能做出超棒的食品呢。
想想看,要是没有这些科学的测定方法和应用,我们的生活该少了多少乐趣和便利呀。
就像我们吃的那些美味的食品,如果没有果胶酶这样的好帮手,可能就没有那么美味啦。
这就好像是一场奇妙的化学反应,把各种元素组合在一起,就产生了意想不到的效果。
所以说呀,我们可不能小看这些小小的酶,它们可是有着大大的能量呢!我现在对果胶酶测定方法充满了好奇和探索的欲望,我要赶紧去试试,看看我能不能也成为一个小小的“果胶酶专家”。
1果胶酶酶活力测定方法
果胶酶降解底物的糖苷键,生成含还原端基产物,故采用常用的还原糖测定法—DNS 法。
1.1 测定原理
果胶酶在一定条件下水解底物果胶,生成半乳糖醛酸等醛糖,醛糖与3,5—二硝基水杨酸共热产生棕红色的氨基化合物, 在一定范围内还原糖的量和含有呈色氨基化合物的反应液颜色深浅成正比,在540 nm 下测其吸光度,从而计算出果胶酶酶活。
·酶活性单位定义:在上述测定条件下,以每分钟水解底物生成1 μg 还原糖所需酶量定义为一个酶活性单位,单位为U/mL。
1.2 DNS 试剂
用400 mL 蒸馏水溶解6.3 g 3,5-二硝基水杨酸,逐步加入21 g 氢氧化钠,再加入185 g 四水合酒石酸钾钠(C4H4O6KNa-4H2O)、5.0 g 苯酚、5.0 g 无水亚硫酸钠,温水浴(不超过48 ℃),不断搅拌,直至溶液清澈透明。
用蒸馏水定容至1000 mL,保存在棕色瓶中,与二氧化碳隔绝,静置5~7 d 后使用,贮存期为6 个月。
1.3 pH 7.0 的磷酸—柠檬酸缓冲溶液
参见《现代生化技术》,取Na2HPO4·12H2O 71.62g、C6H8O7·H2O 21.01 g,分别定容到1000 mL,按
16.47:3.53 的体积比混合,即可。
1.4 底物的配制
称取1.00 g 果胶,用pH 7.0 的缓冲溶液溶解,于磁力搅拌器上恒速搅拌0.5 h,用缓冲溶液定容至100 mL。
存放在0~4 ℃冰箱里。
1.5 粗酶液的制备
取发酵液,于10000 r/min,4 ℃离心5 min 后,取上清液即为酶液。
2酶学性质分析
2.1 酶的最适温度
在45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃、65 ℃,pH 7.0的条件下,反应30 min,测定果胶酶酶活。
以最大的酶活的活力为100%,其他的以它的百分比计。
2.2 酶的最适pH
在pH 3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0(pH≤8.0的用磷酸氢二钠- 柠檬酸缓冲液,pH>8.0 的用甘氨酸
-氢氧化钠缓冲液),最适温度的条件下,反应30 min,测定果胶酶酶活。
以最大的酶活的活力为100%,其他的以它的百分比计。
2.3 酶的温度稳定性
在适的pH 条件下,将酶液放置在不同的温度(55 ℃、60 ℃、65 ℃、70 ℃)下,隔约15 min,在其最适温度和最适pH 条件下,测定其酶活,以起始条件下的酶活为100%,其他的以它的百分比计。
2.4 酶的pH 稳定性
分别用不同pH 缓冲液(pH3.0、pH 4.0、pH 5.0、pH 6.0、pH 7.0、pH 8.0、pH 9.0、pH 10.0),在25 ℃下处理酶液4 h 后,然后调到最适pH,在其最适温度和最适pH 条件下,测定其酶活,考察果胶酶的pH 稳定性。
以酶活最高者为100%。
3 结果及分析
3.1 酶的最适温度
在pH 7.0 的0.2 mol/L Na2HPO4-0.l mol/L 柠檬酸缓冲体系中,酶液在不同温度下进行酶促反应。
结果
见图2,果胶酶的最适反应温度范围为55~65 ℃,最适温度为60 ℃。
3.2 酶的最适pH
pH 对菌株产果胶酶酶活的影响曲线如图4 所示,可以看出pH 8.0~9.0 是酶的最适pH 范围,在pH 8.5 时候酶活达到最高值。
3.3 热稳定性
将粗酶液分别置于55 ℃、60 ℃、65 ℃、70 ℃的恒温水浴中,每隔一定的时间取样测定果胶酶活力。
如图6 所示:果胶酶在55 ℃保温过程中,发现在保温30 min 时,酶活有略为上升,酶活力是原来的120%,这可能是在保温的过程中助于酶活构象的展开,更易酶反应的进行;在60 ℃保温的过程中,在保温15 min的时候也有酶活上升的现象,之后酶活开始下降,在120 min 后,残余酶活力是原来的89%;在60 ℃保温的过程中,酶活缓慢下降,在120 min 后,残余酶活力为酶活力为原来的61%;在70 ℃保温的过程中,在保温
20 min 过程中,果胶酶活迅速下降,残余酶活力降至原来的47%,之后缓慢下降,在120 min 时,残余酶活力降至原来的29%。
3.4 pH 稳定性
分别用不同pH缓冲液(pH 3.0、pH 4.0、pH 5.0、pH 6.0、pH 7.0、pH 8.0、pH 9.0、pH 10.0),在25 ℃下处理酶液4h后,然后调到最适pH,在其最适温度和最适pH条件下,测定其酶活,考察果胶酶的pH 稳定性。
由图8,发现果胶酶在pH 3.0~10.0时有很好的稳定性, 在pH 3.0~10.0的范围内能保持酶活的90%以上。
4 结论
果胶酶的酶学性质是:最适温度为60 ℃,最适pH 是8.5,在60 ℃以下具有较好的热稳定性,在pH 3.0~pH 10.0 时有很好的稳定性,酸碱对其酶活的影响不是很大。