实验6-a-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测学习资料.ppt

第二部分第二部分(b fen):(b fen):酶的应用酶的应用第一页，共23页。实验实验(shyn)目的目的:1.制备固定化制备固定化a-淀粉酶淀粉酶2.进行进行(jnxng)淀粉水解的测定淀粉水解的测定第二页，共23页。知识知识(zh shi)回顾：回顾：1 1、在果汁生产中利用、在果汁生产中利用_，可以提高果汁的，可以提高果汁的产量产量(chnling)(chnling)和质量，其原理是和质量，其原理是_。2 2、洗衣粉中添加、洗衣粉中添加(tin ji)_(tin ji)_，可以更有效，可以更有效地清除顽渍。常用的酶制剂有地清除顽渍。常用的酶制剂有_四四类。类。第三页，共23页。1 1、酶制剂的概念、酶制剂的概念(ginin)(ginin)和种类和种类（一）酶制剂（一）酶制剂含有含有(hn yu)(hn yu)酶的制酶的制品品定义定义(dngy)(dngy)：多酶片、加酶洗衣粉中的蛋白酶多酶片、加酶洗衣粉中的蛋白酶和脂肪酶和脂肪酶种类：种类：A A、液体酶制剂、液体酶制剂治疗某些胃病的胃蛋白酶液治疗某些胃病的胃蛋白酶液B B、固体酶制剂、固体酶制剂第四页，共23页。2 2、酶的生产、酶的生产(shngchn)(shngchn)提提取取(tq(tq)法法定义：采用一定的技术直接从动植物或微生定义：采用一定的技术直接从动植物或微生物的组织物的组织(zzh)(zzh)、细胞中将酶提取出来、细胞中将酶提取出来优点：优点：简单易行，在动植物或微生物资源丰富的简单易行，在动植物或微生物资源丰富的地区具有应用价值地区具有应用价值实例：在屠宰厂，可以从家畜胰脏中提取出实例：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胰酶；在水果加工厂，可以从菠萝皮中提取出菠萝蛋白酶出菠萝蛋白酶缺点：缺点：要有充足的原材料，广泛应用受到限制要有充足的原材料，广泛应用受到限制第五页，共23页。发酵法发酵法常用常用(chn yn)(chn yn)方法方法定义：通过微生物发酵定义：通过微生物发酵(f jio)(f jio)获得所需要的获得所需要的酶。酶。如果如果(rgu)(rgu)是胞外酶，可以从发酵是胞外酶，可以从发酵液中直接提取；如果液中直接提取；如果(rgu)(rgu)是细胞是细胞内酶，则可将细胞弄碎再经过提取纯内酶，则可将细胞弄碎再经过提取纯化而得到。化而得到。易培养、繁殖速度快、便于大规易培养、繁殖速度快、便于大规模生产。模生产。优点：优点：提取方式：提取方式：第六页，共23页。在食品在食品(shpn)、化工、轻纺、医药等、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，说明酶制剂使领域大规模使用酶制剂，说明酶制剂使用有很多优点，你能思考后举出一些吗用有很多优点，你能思考后举出一些吗？催化催化(cu hu)效率高、低能耗、低污染效率高、低能耗、低污染等。等。酶制剂的使用有缺点吗？酶制剂的使用有缺点吗？3 3、酶制剂的优点、酶制剂的优点(yudin)(yudin)第七页，共23页。4.4.酶在应用酶在应用(yngyng)(yngyng)过程中存在过程中存在的问题的问题天然酶通常对强酸天然酶通常对强酸(qin sun)(qin sun)、强碱、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活溶液中酶很难回收溶液中酶很难回收(hushu)(hushu)，不能再次，不能再次利用，提高了生产成本利用，提高了生产成本反应后，酶会混在产物中，影响产品质量，难反应后，酶会混在产物中，影响产品质量，难以在工业生产中广泛应用以在工业生产中广泛应用针对酶的特点，如何在生产实践中加以应用？针对酶的特点，如何在生产实践中加以应用？固定化酶：固定化酶：将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。第八页，共23页。1 1、通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂、通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常等条件非常(fichng)(fichng)敏感，容易失活；敏感，容易失活；2 2、溶液中的酶很难回收，不能被再次利、溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；用，提高了生产成本；3 3、反应后会混在产物中，可能影响产品、反应后会混在产物中，可能影响产品质量。质量。(难分离）难分离）4 4、酶制剂的缺点、酶制剂的缺点(qudin)(qudin)第九页，共23页。1 1、固定化酶技术。即将酶固定在一定空间、固定化酶技术。即将酶固定在一定空间(kngjin)(kngjin)内的技术（如固定在不溶于水的载内的技术（如固定在不溶于水的载体上）。体上）。2 2、固定化酶技术的优点、固定化酶技术的优点(yudin)(yudin)：（1 1）使酶既能与反应物接触，又能与产物分）使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；离；（2 2）固定在载体上的没可以被反复利用。）固定在载体上的没可以被反复利用。（二）固定化酶（二）固定化酶第十页，共23页。类型类型类型类型优点优点优点优点不足不足不足不足直接使直接使直接使直接使用酶用酶用酶用酶催化效率高，低耗催化效率高，低耗催化效率高，低耗催化效率高，低耗能、低污染等能、低污染等能、低污染等能、低污染等对环境条件非常敏感，容易失对环境条件非常敏感，容易失对环境条件非常敏感，容易失对环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不活；溶液中的酶很难回收，不活；溶液中的酶很难回收，不活；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成能被再次利用，提高了生产成能被再次利用，提高了生产成能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，本；反应后酶会混在产物中，本；反应后酶会混在产物中，本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量可能影响产品质量可能影响产品质量可能影响产品质量固定化固定化固定化固定化酶酶酶酶酶既能与反应物接酶既能与反应物接酶既能与反应物接酶既能与反应物接触，又触，又触，又触，又能与产物分能与产物分能与产物分能与产物分离离离离，同时，固定在，同时，固定在，同时，固定在，同时，固定在载体上的酶还可以载体上的酶还可以载体上的酶还可以载体上的酶还可以被被被被反复利用反复利用反复利用反复利用一种酶只能催化一种化学反应，一种酶只能催化一种化学反应，一种酶只能催化一种化学反应，一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的而在生产实践中，很多产物的而在生产实践中，很多产物的而在生产实践中，很多产物的形成都通过一系列的酶促反应形成都通过一系列的酶促反应形成都通过一系列的酶促反应形成都通过一系列的酶促反应才能得到的才能得到的才能得到的才能得到的 直接直接(zhji)(zhji)使用酶和固定化酶的优缺点使用酶和固定化酶的优缺点第十一页，共23页。三、三、酶的固定化方法酶的固定化方法(fngf)(fngf)1 1、物理、物理(wl)(wl)吸附吸附法：法：将酶吸附到固体将酶吸附到固体(gt)(gt)吸附剂吸附剂表面的方法，固体表面的方法，固体(gt)(gt)吸附吸附剂多为活性碳、多孔玻璃等剂多为活性碳、多孔玻璃等2 2、包埋法：、包埋法：将酶包裹在多孔的载体中，包埋成格子型或将酶包裹在多孔的载体中，包埋成格子型或包埋成微胶囊型包埋成微胶囊型3 3、化学结合法：、化学结合法：将酶分子相互结合，或将其结合到纤维素、将酶分子相互结合，或将其结合到纤维素、琼脂糖，离子交换树脂等载体上的固定方式琼脂糖，离子交换树脂等载体上的固定方式交联法和共价偶联法交联法和共价偶联法第十二页，共23页。酶酶物理物理(wl)吸附吸附法法交联法交联法包埋法包埋法酶的固定化方法酶的固定化方法(fngf)共价共价(n ji)偶联法偶联法第十三页，共23页。实验原理：本实验是用吸附法将实验原理：本实验是用吸附法将a-淀粉淀粉(dinfn)酶酶固定在石英砂上，一定浓度的淀粉固定在石英砂上，一定浓度的淀粉(dinfn)溶液经溶液经过固定化酶柱后，可使淀粉过固定化酶柱后，可使淀粉(dinfn)水解成糊精，水解成糊精，用淀粉用淀粉(dinfn)指示剂溶液测试，流出物呈红色表指示剂溶液测试，流出物呈红色表明水解产物糊精生成明水解产物糊精生成淀粉淀粉-淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶糊精糊精B B B B淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶葡萄糖葡萄糖糖化淀粉酶糖化淀粉酶糖化淀粉酶糖化淀粉酶麦芽糖麦芽糖这里使用这里使用(shyng)的是枯草杆菌的的是枯草杆菌的a-淀粉酶，其作用的最适温度淀粉酶，其作用的最适温度为为5075；最适；最适PH为为5.57.5遇碘显蓝色遇碘显蓝色遇碘显红色遇碘显红色(hngs)遇碘不显色遇碘不显色四、四、“-淀粉酶固定化淀粉酶固定化”实验实验实验目的：实验目的：1、制备固定化的、制备固定化的-淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶 2 2、检测固定化、检测固定化、检测固定化、检测固定化-淀粉酶的效果淀粉酶的效果淀粉酶的效果淀粉酶的效果第十四页，共23页。设备及用品：设备及用品：5ml塑料注射器塑料注射器 50ml烧杯烧杯 滴管滴管(d un)自行车用气门心及夹子自行车用气门心及夹子 注射器架注射器架 试管试管及微量离心管及微量离心管3支支实验实验(shyn)(shyn)材材料料:1、a-淀粉酶的固定化：在烧杯淀粉酶的固定化：在烧杯(shobi)中将中将5mg a-淀粉酶淀粉酶溶于溶于4ml蒸馏水中。由于酶不纯，可能有些不溶物。再加蒸馏水中。由于酶不纯，可能有些不溶物。再加入入5g石英砂，不时搅拌，石英砂，不时搅拌，30min后装入后装入1支下端接有气门心支下端接有气门心并用夹子封住的注射器中并用夹子封住的注射器中(石英砂体积约石英砂体积约4ml)。用。用10倍体积倍体积的蒸馏水洗涤此注射器，流速为的蒸馏水洗涤此注射器，流速为1ml/min。2、可溶性淀粉溶液：、可溶性淀粉溶液：取取50ml可溶性淀粉溶于可溶性淀粉溶于100ml热水中，热水中，搅拌均匀。搅拌均匀。3、5mmol/L KI-I2溶液：溶液：称取称取0.127g碘和碘和0.83g碘化钾。加蒸碘化钾。加蒸馏水馏水100ml完全溶解后装入滴瓶中。完全溶解后装入滴瓶中。除去未吸附的游除去未吸附的游离淀粉酶离淀粉酶第十五页，共23页。反应柱反应柱固定化酶固定化酶气门心气门心夹子夹子5ml注射器注射器第十六页，共23页。步骤步骤(bzhu):1.将灌注了固定化酶的注将灌注了固定化酶的注射器放在注射器架上射器放在注射器架上,用用滴管滴管(d un)滴加淀粉溶滴加淀粉溶液液,使淀粉溶液以使淀粉溶液以0.3ml/min的流速过柱的流速过柱.在在流出流出5ml后接收后接收0.5ml流出流出液液,加入加入12滴滴KI-I2溶液溶液,观察颜色观察颜色.用水稀释用水稀释1倍后倍后再观察颜色再观察颜色.反应柱反应柱固定化酶固定化酶气门心气门心夹子夹子5ml注射器注射器淀粉淀粉第十七页，共23页。2.实验后实验后,用用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱,放置在放置在4冰箱冰箱(bngxing)中中,几天后再重复上述实验几天后再重复上述实验,看看是否有相同的结果是否有相同的结果.第十八页，共23页。课后练习课后练习 1.如何如何(rh)证明洗涤固定化酶柱的流出液中没有淀粉酶证明洗涤固定化酶柱的流出液中没有淀粉酶?2.耐高温的淀粉酶有哪些可能耐高温的淀粉酶有哪些可能(knng)的用途的用途?可在试管中加入可在试管中加入(jir)1ml可溶性淀粉，再加几滴淀粉可溶性淀粉，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，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。则流出液中没有淀粉酶了。可以在高温下使淀粉水解快，而且酶不会因高温上而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。的反应中使用。第十九页，共23页。1 1、研究认为，用固定化酶技术处理污染物、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用微生物降解相比，其作用不需要适宜的（）A A、温度、温度(wnd)B(wnd)B、PHPHC C、水分、水分 D D、营养、营养D第二十页，共23页。2 2、目前，日用化工厂大量生产的酶制、目前，日用化工厂大量生产的酶制剂，其中的酶大都来自剂，其中的酶大都来自A A、化学合成、化学合成 B B、动物体内、动物体内(t ni)(t ni)C C、植物体内、植物体内(t ni)(t ni)D D、微生物体内、微生物体内(t ni)(t ni)D第二十一页，共23页。3.3.酶的固定方法酶的固定方法(fngf)(fngf)不包括不包括()()。A.A.将酶吸附在固体表面上将酶吸附在固体表面上 B B将酶相互连接起来将酶相互连接起来C C将酶包埋在细微网格里将酶包埋在细微网格里 D D将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶中的酶D第二十二页，共23页。5.5.关于固定关于固定(gdng)(gdng)化酶的叙述不正确的是化酶的叙述不正确的是()。A A既能与反应物接触，又能与反应物分离既能与反应物接触，又能与反应物分离 B B固定固定(gdng)(gdng)在载体上的酶可被反复利用在载体上的酶可被反复利用C C可催化一系列反应可催化一系列反应 D D酶的活性和稳定性受到限制酶的活性和稳定性受到限制C第二十三页，共23页。