幾乎所有植物中都存在淀粉酶,尤其是萌發的禾谷類種子,淀粉酶活性最強。主要是α-淀粉酶和β-淀粉酶。種子萌發時,淀粉酶活性隨萌發時間迅速增加,將淀粉分解成小分子糖類,供幼苗生長。α-淀粉酶隨機水解淀粉的α-1,4-糖苷鍵,作為淀粉分解的起始酶而起主要作用;其水解產物為麥芽糖、麥芽三糖、糊精等還原糖;β-淀粉酶水解非還原端的第二個α-1,4-糖苷鍵,水解產物為麥芽糖,并能使一部分糊精糖化。本實驗以萌發種子為材料,測定其中α-淀粉酶和β-淀粉活性的差異。
【原理】
兩種淀粉酶具有不同理化特性,α-淀粉酶不耐酸,在pH3.6以下迅速鈍化;β-淀酶不耐熱,在70℃下15min則被鈍化。據此,在測定時鈍化其中之一,就可以測定出另一種酶的活力,本實驗采用加熱鈍化β-淀粉酶測出α-淀粉酶活力,再與非鈍化條件下測得的總淀粉酶活力比較,求出β-淀粉酶活力。淀粉的水解產物麥芽糖及其它還原糖能與3,5-二硝基水楊酸試劑反應,使其還原生成紅色3-氨基-5-硝基水楊酸。在一定范圍內,其顏色深淺與淀粉酶水解產物的濃度成正比,可用麥芽糖(或葡萄糖)濃度表示,用比色法測定淀粉生成的還原糖的量,以單位重量樣品在一定時間內生成的麥芽糖的量表示酶活力。
【儀器與用具】
分光光度計;離心機;恒溫水浴;研缽;具塞刻度試管(25ml×13);刻度吸管(1ml,2ml,5ml各1支);容量瓶(50ml×2)。
【試劑】
麥芽糖標準液(1mg/ml):稱取100mg麥芽糖,用蒸餾水溶解并定容至100ml;
DNS試劑(3,5-二硝基水楊酸):精確稱取3,5-二硝基水楊酸1g,溶于20ml 12mol/L NaOH溶液中,加入50ml蒸餾水,再加入30g酒石酸鉀鈉,待溶解后用蒸餾水定容至100ml。蓋緊瓶塞,勿使CO2進入。若溶液混濁可過濾后使用;
0.1mol/L pH5.6的檸檬酸緩沖液:
A液(0.1mol/L檸檬酸)—稱取分析純檸檬酸21.01g,用蒸餾水溶解并定容至1L;
B液(0.1mol/L檸檬酸鈉)—稱取檸檬酸鈉29.41g用蒸餾水溶解并定容至1L;
取A液55ml與B液145ml混勻,即為0.1mol/L pH5.6的檸檬酸緩沖液;
1%淀粉溶液:稱取1g淀粉溶于100ml 0.1mol/L pH5.6的檸檬酸緩沖液中。
【方法】
1.酶液提取:稱取25℃下萌發3~4天的小麥種子1.0g(芽長1.0~1.5cm),置研缽中,加少量石英砂和2ml蒸餾水,研磨成勻漿后轉入離心管中,用7ml蒸餾水分次將殘渣洗入離心管提取液在室溫下放置提取15~20min,每隔數分鐘攪動1次,使其充分提取。然后在3000rpm轉速下離心10min,將上清液倒入50ml容量瓶中,加蒸餾水定容至刻度,搖勻,即為淀粉酶原液。吸取上述淀粉酶原液5ml,放入50ml容量瓶中,用蒸餾水定容至刻度搖勻,即為淀分酶稀釋液。
2.麥芽糖標準曲線制作:取7支干凈的具塞刻度試管,編號,按表33-1加入試劑。
表33-1 制作麥芽糖標準曲線配方表
試 劑
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管 號
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
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麥芽糖標準液(ml)
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0
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0.2
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0.4
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0.8
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1.2.
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1.6
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2.0
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蒸餾水(ml)
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2.0
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1.8
|
1.6
|
1.2
|
0.8
|
0.4
|
0
|
麥芽糖含量(mg)
|
0
|
0.2
|
0.4
|
0.8
|
1.2
|
1.6
|
2.0
|
3,5-二硝基水楊酸(ml)
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2
|
2
|
2
|
2
|
2
|
2
|
2
|
搖勻,置沸水中浴中煮沸5min。取出后流水冷卻,加蒸餾水定容至20ml。以1號管作為空白調零點,在540nm波長下比色測定。以麥芽糖含量為橫坐標,吸光度值為縱坐標,繪制標準曲線。
3.酶活力的測定:取6支干凈的具塞刻度試管,編號,按表33-2進行操作。
表33-2 配活力的測定配方表
操作項目
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管 號
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Ⅰ-1
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Ⅰ-2
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Ⅰ-3
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Ⅱ-1
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Ⅱ-2
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Ⅱ-3
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||
淀粉酶原液(ml)
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1.0
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1.0
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1.0
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0
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0
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0
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鈍化β-淀粉酶
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置70℃水浴中15min,取出后在流水中冷卻
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||||||
淀粉酶稀釋液(ml)
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0
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0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
|
DNS試劑(ml)
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2.0
|
0
|
0
|
2.0
|
0
|
0
|
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預保溫
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40℃恒溫水浴中保溫10min
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||||||
1%淀粉溶液(ml)(40℃)
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1.0
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1.0
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1.0
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1.0
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1.0
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1.0
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保溫
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40℃恒溫水浴中準確保溫5min
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||||||
DNS試劑(ml)
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0
|
2.0
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2.0
|
0
|
2.0
|
2.0
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搖勻,置沸水浴中5min,取出后冷卻,加蒸餾水至20ml。搖勻,在540nm波長下比色,記錄測定結果。
4.結果計算:用Ⅰ-2、Ⅰ-3吸光度平均值與Ⅰ-1吸光度值之差,在標準曲線上查出相應的麥芽糖含量(mg),再按下式計算α-淀粉酶的活力(Aα),淀粉酶活性以麥芽糖mg·g﹣1·min﹣1表示:
Aα=
Ⅱ-2、Ⅱ-3吸光度平均值與Ⅱ-1吸光度值之差,在標準曲線上查出相應的麥芽糖含量(mg),按下式計算(α β)-淀粉酶總活力AT:
AT=
式中 A—淀粉酶活性,Aα為α-淀粉酶的活性,AT為淀粉酶總活性,主要是α、β淀粉酶的活性;
Cα—α-淀粉酶水解淀粉生成的麥芽糖量(查標準曲線求值,以下同);
CT—(α β)淀粉酶共同水解淀粉生成的麥芽糖量;
V1—顯色所用酶液體積(ml);
t—酶作用時間(min);
Vt—樣液稀液總體積(α-淀粉酶為50ml,α β淀粉酶為500ml);
FW—樣品鮮重(g)。