实验6 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测

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1 实验6 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测
第二部分 酶的应用 实验6 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测

2 实验6 α-淀粉酶的固定化 及淀粉水解作用的检测
实验6 α-淀粉酶的固定化 及淀粉水解作用的检测 实际问题： ①酶在水溶液中很不稳定。 ②溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本，且不利于工业化使用。 ③反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。 解决方法 将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在不溶于水的载体（即介质）上，使之不溶于水而又有酶的活性。使用时将固定在载体上的酶与反应物接触，催化反应后与产物分离，这样酶可以被反复利用，被称为固定化酶。

3 酶制剂的提取和优点 酶的固定化方法 固定化后酶性质的变化 固定化酶的应用实例 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测 课后练习
实验6 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测 酶制剂的提取和优点 酶的固定化方法 固定化后酶性质的变化 固定化酶的应用实例 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测 课后练习

4 酶制剂的提取和优点 1、酶制剂的概念和种类 2、酶的生产 3、酶制剂的优点 ①定义： 含有酶的制品 ②种类： A、液体酶制剂
治疗某些胃病的胃蛋白酶液 B、固体酶制剂 多酶片、加酶洗衣粉中的蛋白酶和脂肪酶 2、酶的生产 ①提取法 采用一定的技术直接从动植物或微生物的组织、细胞中将酶提取出来 实例：在屠宰厂，可以从家畜胰脏中提取出胰酶；在水果加工厂，可以从菠萝皮中提取出菠萝蛋白酶 ②发酵法（常用方法） 通过微生物发酵获得酶 实例：果胶酶（黑曲霉、苹果青霉） 3、酶制剂的优点 催化效率高、低能耗、低污染等

5 酶的固定化方法 1、吸附法： 通过载体表面和酶分子表面间的次级键（氢键、疏水键等）相互作用而将酶吸附到固体吸附剂表面的方法。固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等。 2、包埋法： 吸附法：将酶吸附在固体表面上。包埋法：图示将酶包埋在细微网格里。 将酶包埋在高分子凝胶细微网格中或高分子半透膜中。分网格型、微囊型两种。（聚丙烯酰胺包埋最常用）

6 酶的固定化方法 3、共价偶联法： 4、交联法： 酶的功能基团和固相支持物表面上的反应基团之间形成共价键，从而将酶固定在支持物上。
不使用载体，利用双功能或多功能试剂在酶分子间、酶分子与惰性蛋白间以及微生物细胞间进行交联反应，把酶分子彼此交叉连接起来，形成网络结构。（利用共价键） 交联法：将酶相互连接起来。

7 四种固定化酶制备方法小结 物理吸附 包埋法 共价偶联法 交联法 制备 易 难 结合力 弱 强 酶活力 高 中 底物专一性 无变化 有变化
再生 可能 不可能 固定化费用 低 制法 特性 固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。一般，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化，因为细胞个大，而酶分子很小，个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。

8 固定化后酶性质的改变 1、固定化对酶活性的影响：酶活性下降，反应速度下降 2、固定化酶对酶稳定性的影响：提高 （1）操作稳定性提高；
（2）贮存稳定性比游离酶大多数提高； （3）对热稳定性，大多数升高，有些反而降低； （4）对变性剂的耐受力升高。

9 固定化酶的应用实例 ——固定化酶技术生产高果糖浆 葡萄糖 1.如何制备固定化酶？
将酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内。柱子底端装上分布着许多小孔的筛板，酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由出入 反应柱 固定化酶 （葡萄糖异构酶） 2.如何使用？ 图示固定化酶的反应柱。 生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖。从反应柱的下端流出。 分布着小孔的筛板 果糖 固定化酶反应柱

10 固定化酶的应用实例 ——固定化酶技术生产高果糖浆 葡萄糖 3.有何优点？ 反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。
（葡萄糖异构酶） 图示固定化酶的反应柱。 分布着小孔的筛板 果糖 固定化酶反应柱

11 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测 1、实验原理： 淀粉 (1)制备固定化α-淀粉酶 反应柱 石英砂 (2) 固定化α-淀粉酶催化的反应
用吸附法将α-淀粉酶固定在石英砂上。 反应柱 石英砂 (2) 固定化α-淀粉酶催化的反应 分布着小孔的筛板 α-淀粉酶 一定浓度的底物——淀粉溶液经过固定化酶柱，水解产生糊精。 (3)淀粉水解的检测 用淀粉指示剂溶液——KI—I2溶液测试。淀粉遇碘显蓝色，而水解产物糊精遇碘呈红色。 糊精

12 淀粉水解过程 淀粉 糊精 麦芽糖 葡萄糖 α-淀粉酶 β-淀粉酶 糖化淀粉酶 遇碘 显蓝色 遇碘 显红色 遇碘 不显色
遇碘 显蓝色 遇碘 显红色 遇碘 不显色 这里使用的是枯草杆菌的a-淀粉酶，其作用的最适温度为50~75℃；最适PH为5.5~7.5

13 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测 2、实验材料： 3、实验试剂、用具： 淀粉
反应柱 固定化酶 气门心 夹子 5ml注射器 淀粉 2、实验材料： α-淀粉酶（取自枯草杆菌，最适pH5.5～7.5；最适温度50～75℃） 3、实验试剂、用具： 蒸馏水、KI—I2溶液、石英砂、可溶性淀粉溶液 50ml烧杯3、滴管、自行车气门心及夹子和5mL注射器（层析柱）、注射器架（铁架台）、试管3、玻璃棒、纱布

14 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测 4.实验步骤 1、α-淀粉酶的固定化。
①在烧杯中，将5mgα-淀粉酶溶于4ml蒸馏水（用50ml的烧杯）。 为什么要不时搅拌？ ②再加入5g石英砂（石英砂体积：4ml） ，不时搅拌。 ③ 搅拌30min后装入1支下端接有气门心并用夹子封住的注射器中（用固定化酶的注射装备—层析柱）（在层析柱底部内部的管口处，放上2层纱布或尼龙布，防止石英砂落入层析柱底部的关口中，堵住管口） 。 控制滴管流速：0.3ml/min的流速，即滴管流出量为每分钟6滴。6=0.3mL/50μL。 流速怎么控制？ ④用10倍体积的蒸馏水洗涤此注射器以除去未吸附的游离淀粉酶，流速为1ml/min。

15 用滴管滴加淀粉，使淀粉溶液以0.3ml/min的流速过柱 为什么要用流出5mL后再接收的流出液进行检测？
α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测 4.实验步骤 2、淀粉水解作用的检测。 将注射器固定在注射架（铁架台）上 为什么滴加淀粉溶液时流速要慢？ 用滴管滴加淀粉，使淀粉溶液以0.3ml/min的流速过柱 为什么要用流出5mL后再接收的流出液进行检测？ 在流出5ml后接收0.5ml流出液 加入1～2滴KI-I2溶液，观察颜色变化 为什么要用水稀释1倍？ 用水稀释1倍后再观察颜色

16 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测 4.实验步骤
3、实验后，用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱，放置在4℃冰箱中，几天后重复上述实验，看是否有相同效果。 为什么要放置在4℃的冰箱里？

17 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测 5.实验结果记录 时间 初配时 保存2天后 对照组颜色反应 流出液稀释前颜色反应
流出液用水稀释1倍后颜色反应 最初流出液颜色反应

18 淀粉水解产物检测的结果 1 2 1号试管： 流出液稀释后颜色反应 2号试管： 对照组颜色反应

19 淀粉水解产物检测的结果 1 2

20 将注射器固定在注射架（铁架台）上

21 （五）课后练习 1.如何证明洗涤固定化酶柱的流出液中没有淀粉酶?
可在试管中加入1ml可溶性淀粉，再加几滴淀粉酶柱流出液，保温几分钟后用碘液检验。如仍显蓝色，则流出液中没有淀粉酶了。 2.耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途? 可以在高温下使淀粉水解快，而且酶不会因高温上而失活，所以可在一些需要高温加热同时又要水解淀粉的反应中使用。

22 3.研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的。如将从大肠杆菌得到的磷酸三酯酶固定到尼龙膜上制成制剂，可以用来降解残留在土壤中的有机磷农药，与用微生物降解相比，其作用不需要适宜的
【 D 】 A、温度 B、PH C、水分 D、营养

23 4.目前，日用化工厂大量生产的酶制剂，其中的酶大都来自
【 D 】 A、化学合成 B、动物体内 C、植物体内 D、微生物体内

24 B．将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶 C．将酶包埋在细微网格里 D．将酶相互连接起来
5.酶的固定方法不包括 【 B 】 A. 将酶吸附在固体表面上 B．将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶 C．将酶包埋在细微网格里 D．将酶相互连接起来

25 5. 关于固定化酶的叙述不正确的是 ( ) A．既能与反应物接触，又能与反应物分离 B．固定在载体上的酶可被反复利用
C．可催化一系列反应 D．酶的活性和稳定性受到限制 C

26 胃病治剂——胃蛋白酶合剂 配方 说明 组分 用量/ml 胃蛋白酶(1：1200) 20g 稀盐酸 10 单糖浆 100 橙皮酊 20
尼泊金乙溶液5% 蒸馏水 加至1000 说明 本品能够助消化药，消化蛋白质。用于缺乏胃蛋白酶或病后消化机能减退引起的消化不良症。 口服，3次/日，一次10ml。