实验6-a-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测.ppt

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1、第二部分第二部分:酶的应用酶的应用实验目的实验目的:1.制备固定化制备固定化a-淀粉酶淀粉酶2.进行淀粉水解的测定进行淀粉水解的测定知识回顾：知识回顾：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和质量，其原理是产量和质量，其原理是_。2 2、洗衣粉中添加、洗衣粉中添加_，可以更有效地清除顽，可以更有效地清除顽渍。常用的酶制剂有渍。常用的酶制剂有_四类。四类。1 1、酶制剂的概念和种类、酶制剂的概念和种类（一）酶制剂（一）酶制剂含有酶的制品含有酶的制品定义：定义：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

2、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2 2、酶的生产、酶的生产提提取法取法定义：定义：采用一定的技术直接从动植物或微生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物的组织、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富的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

3、限制要有充足的原材料，广泛应用受到限制发酵法发酵法常用方法常用方法定义：定义：通过微生物发酵获得所需要的酶。通过微生物发酵获得所需要的酶。如果是胞外酶，可以从发酵液中直如果是胞外酶，可以从发酵液中直接提取；如果是细胞内酶，则可将接提取；如果是细胞内酶，则可将细胞弄碎再经过提取纯化而得到。细胞弄碎再经过提取纯化而得到。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：在食品、化工、轻纺、医药等领域大规在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，说明酶制剂使用有很多模使用酶制剂，说明酶制剂使用有很多优点，你能思考后举出一些吗？优点，你能思考

4、后举出一些吗？催化效率高、低能耗、低污染等。催化效率高、低能耗、低污染等。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4.4.酶在应用过程中存在的问题酶在应用过程中存在的问题天然酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶天然酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活剂等条件非常敏感，容易失活溶液中酶很难回收，不能再次利用，提高溶液中酶很难回收，不能再次利用，提高了生产成本了生产成本反应后，酶会混在产物中，影响产品质量，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难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

5、，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定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。性的制剂。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敏感，容等条件非常敏感，容易失活易失活；2 2、溶液中的酶很、溶液中的酶很难回收难回收，不能被再次利，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1 1、固

6、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内的技术（如固定在内的技术（如固定在不溶于水的载体不溶于水的载体上）。上）。2 2、固定化酶技术的优点：、固定化酶技术的优点：（1 1）使酶既能与反应物接触，又）使酶既能与反应物接触，又能与产物能与产物分离分离；（2 2）固定在载体上的没可以被）固定在载体上的没可以被反复利用反复利用。（二）固定化酶（二）固定化酶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

7、，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

8、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 直接使用酶和固定化酶的优缺点直接使用酶和固定化酶

9、的优缺点三、三、酶的固定化方法酶的固定化方法1 1、物理吸附法：、物理吸附法：将酶吸附到固体吸附剂表面的将酶吸附到固体吸附剂表面的方法，固体吸附剂多为活性碳、方法，固体吸附剂多为活性碳、多孔玻璃等多孔玻璃等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 酶酶物理吸附法物理吸附法交联法交联法包埋

10、法包埋法酶的固定化方法酶的固定化方法共价偶联法共价偶联法实验原理：实验原理：本实验是用本实验是用吸附法吸附法将将a-淀粉酶固定在淀粉酶固定在石英砂石英砂上，上，一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶柱后，可使淀粉水解成糊精，一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶柱后，可使淀粉水解成糊精，用淀粉指示剂溶液测试，用淀粉指示剂溶液测试，流出物呈红色流出物呈红色表明水解产物糊精生成表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BBBB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的是这里使用的是枯草杆菌的枯草杆菌的a-淀粉酶淀粉酶，其作用的最适温度为，

11、其作用的最适温度为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 自行车自行车用气门心及夹子用气门心及夹子 注射器架注射器架 试管及微量离心管试管及微量离心管3支支实验材料实验材料:1、a-淀粉酶的固定化：淀粉酶的固定化：在烧杯中将在烧杯中

12、将5mg a-淀粉酶溶于淀粉酶溶于4ml蒸馏水中。由于酶不纯，可能有些不溶物。再加入蒸馏水中。由于酶不纯，可能有些不溶物。再加入5g石英砂石英砂，不时搅拌，不时搅拌，30min后装入后装入1支下端接有气门支下端接有气门心并用夹子封住的注射器中心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倍倍体积的蒸馏水体积的蒸馏水洗涤洗涤此注射器，流速为此注射器，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热水热水中，搅拌均匀。中，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

13、碘化钾。加碘化钾。加蒸馏水蒸馏水100ml完全溶解后装入滴瓶中。完全溶解后装入滴瓶中。除去未吸附的除去未吸附的游离淀粉酶游离淀粉酶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注射器注射器步骤步骤:1.将灌注了固定化酶的将灌注了固定化酶的注射器放在注射器架上注射器放在注射器架上,用滴管滴加淀粉溶液用滴管滴加淀粉溶液,使使淀粉溶液以淀粉溶液以0.3ml/min的的流速过柱流速过柱.在流出在流出5ml后后接收接收0.5ml流出液流出液,加入加入12滴滴KI-I2溶液溶液,观察颜观察颜色色.用水稀释用水稀释1倍后再观倍后再观察颜色察颜色.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

14、注射器注射器淀粉淀粉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,放放置在置在4冰箱中冰箱中,几天后再重复上述实验几天后再重复上述实验,看是看是否有相同的结果否有相同的结果.课后练习课后练习 1.如何证明洗涤固定化酶柱的流出液中没有淀粉酶如何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的用途耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途?可在试管中加入可在试管中加入1ml可溶性淀粉，再加几滴淀粉酶柱可溶性淀粉，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，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。流出液中没有淀粉酶

15、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。1 1、研究认为，用固定化酶技术处理污、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，其作用磷农药，与用微生物降解相比，其作用不需要适宜的（不需要适宜的（）A A、温度

16、、温度 B B、PHPHC C、水分、水分 D D、营养、营养D2 2、目前，日用化工厂大量生产的酶、目前，日用化工厂大量生产的酶制剂，其中的酶大都来自制剂，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 C C、植物体内、植物体内 D D、微生物体内、微生物体内 D3.3.酶的固定方法不包括酶的固定方法不包括()()。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D5.5.关于固定化酶的叙述不正确的是关于固定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固定在载体上的酶可被反复利用固定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