實(shí)驗(yàn)淀粉酶的固定化

關(guān)于實(shí)驗(yàn)淀粉酶的固定化第1頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三什么是酶制劑？蛋白酶和脂肪酶酶制劑：含有酶的制品。胃蛋白酶第2頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三酶制劑的缺點(diǎn)通常對強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑等條件非常敏感，容易失活。溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本。反應(yīng)后酶會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量（難分離）。第3頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三什么是固定化酶？固定化酶：將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑。第4頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三酶的固定化方法①②③④吸附法共價(jià)偶聯(lián)法交聯(lián)法包埋法第5頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三共價(jià)偶聯(lián)法交聯(lián)法包埋法第6頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三實(shí)驗(yàn)原理用吸附法將α-淀粉酶固定在石英砂上，一定濃度的淀粉溶液經(jīng)過固定化酶柱后，可使淀粉水解成糊精，用淀粉指示劑溶液（KI-I2溶液）測試，流出物呈紅色表明水解產(chǎn)物糊精生成。糊精淀粉α-淀粉酶β淀粉酶麥芽糖葡萄糖糖化淀粉酶遇碘顯紅色遇碘不顯色遇碘顯藍(lán)色第7頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三實(shí)驗(yàn)設(shè)備及用品5mL塑料注射器、50mL燒杯、滴管、自行車用氣門心及夾子、注射器架、試管及微量離心管3支。固定化柱控制流速注射器架閥門第8頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三Step1：α-淀粉酶的固定化①吸附：5mgα-淀粉酶+4mL蒸餾水+5g石英砂，攪拌30min。②裝柱：裝入下端接有氣門心并用夾子封住的注射器中。③洗柱：用10倍柱體積的蒸餾水洗滌除去未吸附的游離淀粉酶。吸附有α-淀粉酶的石英砂第9頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三固定化裝置—反應(yīng)柱固定化柱控制流速注射器架第10頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三Step2：淀粉水解作用的檢測①溶解淀粉：50mg可溶性淀粉溶于100mL熱水中，攪拌均勻。②過柱：使淀粉溶液以0.3mL/min的流速過柱，在流出5mL淀粉溶液后接收0.5mL流出液。③檢測：加入1-2滴KI-I2溶液，觀察顏色變化。用水稀釋1倍后再觀察顏色。每分鐘6滴第11頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三Step3：固定化柱的保存和再次使用用10倍柱體積的蒸餾水洗滌此柱（洗去殘留的反應(yīng)物和產(chǎn)物），放置在4℃冰箱中保存，幾天后取出再重復(fù)實(shí)驗(yàn)。第12頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三實(shí)驗(yàn)結(jié)果①②③④對照：淡黃色藍(lán)色紅色淺紅色實(shí)驗(yàn)結(jié)論：淀粉被α-淀粉酶水解成為糊精。水淀粉溶液淀粉濾液稀釋1倍第13頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三固定化酶柱目的：控制流速讓淀粉和淀粉酶充分接觸反應(yīng)。第14頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三酶顆粒無法通過篩板上的小孔，而反應(yīng)液卻可以自由出入。固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿分布著小孔的篩板第15頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三例題：研究認(rèn)為，用固定化酶技術(shù)處理污染物是很有前途的。如將從大腸桿菌得到的磷酸三酯酶固定到尼龍膜上制成制劑，可以用來降解殘留在土壤中的有機(jī)磷農(nóng)藥，與用微生物降解相比，其作用不需要適宜的（）A.溫度B.pHC.水分D.營養(yǎng)固定化酶的優(yōu)點(diǎn)：①使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離。②固定在載體上的酶可以被反復(fù)利用。③酶反應(yīng)過程可嚴(yán)格控制。第16頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三例題：（2013·杭州模擬）（1）在工業(yè)生產(chǎn)中，為提高酶的使用效率和產(chǎn)品純度，一般需要將酶進(jìn)行固定化處理。利用石英砂固定α-淀粉酶的方法屬于（）A.吸附法B.偶聯(lián)法C.交聯(lián)法D.包埋法（2）一定濃度的淀粉溶液流過α-淀粉酶固定化酶柱后，被水解成

，遇碘顯

色。（3）α-淀粉酶可以通過枯草桿菌發(fā)酵生產(chǎn)，以下是利用誘變育種方法培育獲得產(chǎn)生較多淀粉酶的菌株的主要實(shí)驗(yàn)步驟。（原理：菌株生長過程中可釋放淀粉酶分解培養(yǎng)基中的淀粉，在菌落周圍形成透明圈。）糊精紅第17頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三第一步：將枯草桿菌菌株接種到

培養(yǎng)基上進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。第二步：將枯草桿菌菌株分成兩組，A組用

處理，B組不處理（作對照）。第三步：制備多個(gè)含淀粉的固體培養(yǎng)基。第四步：將A、B組分別稀釋后，分別在含淀粉的固體培養(yǎng)基上利用

法分離，適宜條件下培養(yǎng)得到單菌落。第五步：觀察A、B組各菌落周圍的

。實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)期：①根據(jù)誘發(fā)突變率低的特點(diǎn)，預(yù)期

。②根據(jù)誘發(fā)突變不定向的特點(diǎn)，預(yù)期

。液體誘變劑涂布透明圈大小A組多數(shù)菌落周圍的透明圈與B組差異不顯著A組透明圈大小不一，B組較一致第18頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三例題：（2013·浙江自選模塊）利用紫甘薯制酒可提高其附加值。請回答：（1）為提高紫甘薯的利用率，工廠化生產(chǎn)時(shí)，可加入果膠酶和淀粉酶，其中果膠酶可來自

等微生物。由于酶在水溶液中不穩(wěn)定，因此常將酶固定在某種介質(zhì)上制成

。（2）果膠酶可將紫甘薯勻漿中的果膠水解成

。A.半乳糖醛酸和葡萄糖B.半乳糖和果糖C.半乳糖醛酸甲酯和果糖D.半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯黑曲霉或蘋果青霉固定化酶第19頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三（3）紫甘薯勻漿流經(jīng)α-淀粉酶柱后，取適量流出的液體，經(jīng)脫色后加入KI-I2溶液，結(jié)果液體呈紅色。表明該液體中含有

。

A.淀粉B.糊精C.麥芽糖D.葡萄糖（4）在發(fā)酵前，為使酵母菌迅速發(fā)生作用，取適量的干酵母，加入溫水和

。一段時(shí)間后，酵母懸液中會(huì)出現(xiàn)氣泡，該氣泡內(nèi)的氣體主要是

。將酵母液接種到待發(fā)酵液中后，隨發(fā)酵的進(jìn)行，酵母菌在

條件下產(chǎn)生了酒精和二氧化碳。蔗糖CO2無氧第20頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三（5）下圖表示發(fā)酵液pH對酒精濃度的影響。據(jù)圖判斷，最佳pH是

。4.7第21頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三例題：（2013·寧波模擬）固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來的一種技術(shù)。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員利用雙重固定法，即采用戊二醛作交聯(lián)劑（使酶相互連接），海藻酸鈉作為包埋劑來固定小麥酯酶，研究固定化酶的性質(zhì)，并對其最佳固定條件進(jìn)行了探究。如圖顯示的是部分研究結(jié)果（注：酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量），分析并回答：第22頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三（1）固定化酶技術(shù)是將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使酶既能與

接觸，又能與

分離，同時(shí)還能被

。常見的酶固定化的方法有多種：如對本題的小麥酯酶使用了

和

，在“α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測”這一實(shí)驗(yàn)中，α-淀粉酶固定在石英砂上，使用了下圖中的

。底物（反應(yīng)物）產(chǎn)物反復(fù)利用交聯(lián)法包埋法③第23頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三（2）從對溫度變化適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析，甲圖所示結(jié)果可以得出的結(jié)論是

。（3）乙圖曲線表明濃度為

的海藻酸鈉包埋效果最好，當(dāng)海