糖化酶的固定化及其在葡萄糖生产中的应用工艺研究实验设计
甘蔗糖化酶在原糖生产中的应用研究
甘蔗糖化酶在原糖生产中的应用研究甘蔗糖化酶是一种催化甘蔗中的蔗糖分解为葡萄糖和果糖的酶。
在原糖生产中，甘蔗糖化酶起着至关重要的作用。
本文将探讨甘蔗糖化酶在原糖生产中的应用研究。
原糖生产是一项重要的工业过程，旨在从甘蔗中提取出可供食用和工业用途的糖。
而在传统的原糖生产过程中，常常需要通过加热、溶解、过滤等一系列处理步骤来提取糖液，然后再进行结晶、离心等步骤，最终得到结晶糖。
然而，这种传统的原糖生产工艺需要耗费大量能源和时间，且损失较多。
为了提高原糖生产的效率和产量，研究人员开始探索甘蔗糖化酶的应用。
甘蔗糖化酶能够在温和的条件下催化蔗糖分解为葡萄糖和果糖，从而使得糖分的提取更加高效。
这种酶催化的方法被称为糖化法，可以大大减少原糖生产过程中的耗能和耗时。
近年来，越来越多的研究表明，甘蔗糖化酶在原糖生产中具有广阔的应用前景。
首先，甘蔗糖化酶可以降低糖分的结晶难度。
通过酶催化，蔗糖分子能够更好地被水分吸附，从而形成更大的结晶体积。
这使得结晶过程更加高效，并提高甘蔗糖化酶的利用率。
其次，甘蔗糖化酶可以提高原糖的纯度和质量。
在传统的原糖生产过程中，各类杂质常常难以完全去除，使得原糖的纯度较低。
而使用甘蔗糖化酶进行糖化处理后，脱糖酶能够更好地去除杂质，使得原糖的质量得到了显著提升。
此外，甘蔗糖化酶还具有操作简单、节能环保的优点。
糖化法相比传统的原糖生产工艺，不需要高温加热和多次过滤等复杂步骤，节约了能源消耗。
同时，甘蔗糖化酶催化的原糖生产过程也没有产生二氧化碳等有害物质，对环境更为友好。
然而，甘蔗糖化酶在原糖生产中的应用还面临一些挑战。
首先，酶的稳定性是一个重要的问题。
糖化法需要在较高的温度和酸碱条件下进行，这对酶的稳定性提出了较高的要求。
因此，研究人员需要通过改变酶的结构和改善酶的稳定性，来满足实际生产需求。
此外，酶催化的过程也需要较长的反应时间。
虽然糖化法比传统工艺更加高效，但仍需要较长的时间来实现糖分的完全分解。
固定化糖化酶性质及其应用的研究
Study of immobil ized glucoamylase and industry appl ication
ZHOU Jian2Ping1 ,2 , WEI Jia2Qian1 , GON G Wei2Zhong1 ,3 , WAN G Zhi2Ye1 , YAN G Hui1
(1. Institute of Biology , Gansu Academy of Sciences , Lanzhou 730000 , China ; 2. College of Life Science and Engineering , Lanzhou Univ. of Tech. , Lanzhou 730050 , China ; 3. Institute of Chemistry and Physics , Chinese Academy of Sciences , Lanzhou 730000 , China)
取 1 g 已制备的固定化酶颗粒和 1 ml 游离酶酶
第 4 期 周剑平等 :固定化糖化酶性质及其应用的研究 ·7 5 ·
液 (固体酶稀释 500 倍) ,在 40 ℃不同 p H 值条件 下 ,以 2 %的可溶性淀粉溶液为底物 ,反应 30 min , 测其酶活 ,结果如图 1 所示. 由图中可以看出 :固定 化糖化酶的最适 p H 值在 4. 6～5. 0 之间 ,比游离酶 的最适 p H 值 4. 0 高 0. 6～1. 0 个单位.
2. 2 固定化糖化酶水解淀粉的反应器设计 本实验依据固定化糖化酶水解淀粉质原料的工
艺要求和操作条件 ,并根据固定化糖化酶的形状 、大 小及机械强度 ,结合各种类型的反应器的优点 ,设计 出更适宜于该固定化酶的反应器. 反应器为自制的 带夹套的玻璃柱 ,夹套中可以通过循环水 ,起保温作 用. 柱内径为 35 mm ,外径为 45 mm ,锥体部有丝网 隔板 ,三级串联构成 ,如图 5 所示.
糖化酶研究进展及其应用
五 功能及应用
5.3 使用糖化酶的优点
糖化酶对设备没有腐蚀性，使用安全。糖化酶一般无任 何毒副作用。可节约粮食可降低劳动强度，改善劳动条件。 使用糖化酶工艺简单、性能稳定、有利于各厂的稳定生产。 质量稳定，使用方便，利于连续糖化，提高产品质量，降 低成本。 使用糖化酶有利于生产机械化，有利于实现文明生产。
糖化酶研究进展及其应用
目录
糖化酶简介
结构特点及分类
理化性质 糖化酶的发酵生产
功能及应用
一 糖化酶简介
糖化酶(Gluco-Amylase)又称
葡萄糖淀粉酶（EC.3.2.1.3)
能在常温条件下将淀粉分子的 a-1.4和a-1.6糖苷键切开,而使 淀粉转化为葡萄糖。 是世界上生产量最大应用范围 最广的酶类
四 糖化酶的发酵生产
4.1 黑曲霉固体发酵法
工艺流程: 试管菌种→三角瓶扩大培养→帘子曲种→通风制曲→粗酶制品
四 糖化酶的发酵生产
4.2 液体深层发酵法
工艺流程: 试管斜面种子→种子扩大培养→发ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ→过滤→浓缩→干燥→粗酶制剂
五 功能及应用
5.1糖化酶的作用机制
从淀粉、糊精、糖原等碳链上的非还原性末端依次 水解α -1,4糖苷键,切下一个个葡萄糖单元,生成葡萄 糖 并像β-淀粉酶一样,使水解下来的葡萄糖发生 构型变化,形成β-D-葡萄糖 当遇到支链淀粉的分支点时,糖化酶也可以 水解α -1,6糖苷键和α -1,3糖苷键,
五 功能及应用
5.2 在食品工业中的应用
1、冷冻食品 采用淀粉酶对冷冻食品中 的淀粉进行水解，并用糖化酶 糖化使其生成葡萄糖。 这种方法可以适当降低白 砂糖 、奶粉 、奶油的用量， 并增加淀粉的用量，从而降低 了产品的生产成本。 同时可使产品的口感细腻 、 柔软，质量得到改善。
固定化酶的制备方法及其在食品工业中的应用
固定化酶的制备方法及其在食品工业中的应用酶参与体内各种代谢反应,而且反应后其数量和性质不发生变换。
作为一种生物催化剂,酶可以在常温常压等温和条件下高效地催化反应,一些难以进行的化学反应在酶的催化作用下也可顺利地进行反应,而且反应底物专一性强、副反应少等优点大大促进了人们对酶的应用和酶技术的研究。
近年来,酶被人们广泛应用于食品生产与检测、生物传感器、医药工程、环保技术、生物技术等领域。
但在实际应用中,酶对环境敏感、反应后难以回收等缺点限制了酶制剂产品的开发和应用,在这种情况下,固定化酶应运而生。
酶的固定化是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内,仍能进行其特有的催化反应、并可回收及重复利用的一类技术。
与游离酶相比,固定化酶在保持其高效专一及温和的酶催化反应特性的同时,又克服了游离酶的不足之使用、操作连续可控、工艺简便等一系列优点。
固定化酶不仅在化学、生物学及生物工程、医学及生命科学等学科领域的研究异常活跃,得到迅速发展和广泛的应用,而且因为具有节省资源与能源、减少或防治污染的生态环境效应而符合可持续发展的战略要求。
一、固定化酶的概念及其性质固定化酶（immobilized enzyme）是用物理的或化学的方法使酶与水不溶性大分子载体结合或把酶包埋在水不溶性凝胶或半透膜的微囊体中制成的。
酶固定化后一般稳定性增加，易从反应系统中分离，且易于控制，能反复多次使用。
便于运输和贮存，有利于自动化生产。
固定化酶技术是把从生物体内提取出来的酶,用人工方法固定在载体上。
由于固定化酶的运动被化学或物理的方法限制了,能将其从反应介质中回收,所以它原则上能在批量操作或连续操作中重复使用酶。
固定化酶技术是酶工程的核心,它使酶工程提高到一个新水平。
固定化酶具有如下性质:酶的稳定性提高;最适pH值改变;酶的活性和催化底物有所变化;最适温度有所提高。
二、固定化酶制备方法固定化酶的制备方法有物理法和化学法两大类。
物理方法包括物理吸附、包埋法等。
利用固定化酶连续糖化生产葡萄糖试验
利用固定化酶连续糖化生产葡萄糖试验摘要采用再造孔分子筛作为载体制得具有高稳定性的固定化复合糖化酶,在适宜条件下,连续供给DE值13%～17%、浓度30%～33%玉米淀粉液化液,通过控制流速和温度可连续30d生产出DE值95%以上,葡萄糖含量93%以上,达到结晶要求的液体葡萄糖浆。
关键词分子筛;固定化酶;连续糖化目前,国内利用淀粉生产葡萄糖的主要方法为双酶法,随着生产成本的升高和葡萄糖价格的持续走低,大部分淀粉糖企业放弃了葡萄糖的生产,只有少部分以质量为优势的企业仍在生产,其利润已经处于极低的水平。
而采用固定化酶连续生产葡萄糖具有投资少、耗能低、反应时间短、工艺可以连续自动化等优点,很大程度上降低了生产成本,提高了利润。
常用的糖化酶固定化方法有物理及离子吸附法、包埋法和交联法等,以上几种方法制得的固定化葡萄糖淀粉酶皆有报道,但物理吸附法酶与载体结合不牢;包埋法缺点是底物与酶的作用范围有限制,难以获得高比活力的固定化酶。
由于葡萄糖价格低,使用低制备成本和高效的固定化酶对葡萄糖的生产有着重要意义。
本试验采用方法简单、价格低廉、效率高的固定化酶制作方法,即以大孔分子筛为吸附载体,戊二醛作为交联剂,通过吸附及交联制得高稳定性的固定化复合糖化酶。
在适宜条件下,以玉米淀粉液化液为原料连续通过装有固定化酶的反应柱,可生产出达到结晶要求的液体葡萄糖。
本试验主要研究对固定化酶连续糖化有密切影响的各种因素,从而找出适宜工业化生产的糖化条件。
1材料与方法1.1试验材料复合糖化酶DX,诺维信提供;玉米淀粉液化液,财鑫糖业液糖车间提供;再造孔分子筛,复旦大学提供;固定床反应柱,自制。
1.2试验方法1.2.1固定化酶制备方法。
将复合糖化酶循环经过装有分子筛的反应柱使分子筛表面吸附一定量的糖化酶,用少量水洗去多余的酶,取浓度0.5%～1.0%戊二醛做为交联剂对其进行交联,得到吸附有糖化酶的分子筛固定化酶反应柱。
1.2.2连续糖化方法。
糖化酶实验报告
一、实验目的1. 了解糖化酶的特性和催化机理。
2. 掌握糖化酶的固定化技术。
3. 学习通过实验测定糖化酶的活力和半衰期。
二、实验原理糖化酶是一种内切酶，能够将淀粉分子水解成葡萄糖。
固定化酶技术是将酶固定在固体载体上，以提高酶的稳定性和重复使用性。
本实验采用戊二醛交联法固定糖化酶，并通过测定固定化酶的活力和半衰期来评估固定化效果。
三、实验材料与仪器材料：1. 马铃薯淀粉2. 葡萄糖3. 戊二醛4. 交联剂5. 硫酸铵6. 碳酸钠7. pH试纸8. 红外测温枪9. 试管10. 烧杯11. 移液器仪器：1. 研钵2. 恒温水浴锅3. 酶标仪4. 分析天平四、实验步骤1. 酶的制备：1.1 称取适量糖化酶粉末，加入适量蒸馏水溶解。
1.2 将溶解后的酶液加入戊二醛，交联剂和硫酸铵，进行固定化处理。
1.3 将固定化酶用碳酸钠溶液洗涤，去除未固定的酶和杂质。
2. 酶活力测定：2.1 准备一定浓度的淀粉溶液，加入固定化酶，在恒温水浴锅中反应。
2.2 定时取样，用碘液检测淀粉浓度，计算酶活力。
2.3 重复实验，求平均值。
3. 半衰期测定：3.1 在恒温水浴锅中，将固定化酶与淀粉溶液混合，定时取样，测定酶活力。
3.2 以酶活力为纵坐标，时间（min）为横坐标，绘制酶活力随时间变化的曲线。
3.3 根据曲线计算半衰期。
五、实验结果与分析1. 酶活力测定结果：实验结果显示，固定化酶的活力与未固定化酶相近，说明固定化过程对酶活力影响较小。
2. 半衰期测定结果：实验结果显示，固定化酶的半衰期为30min，明显高于未固定化酶，说明固定化技术提高了酶的稳定性。
六、结论1. 糖化酶固定化技术是一种提高酶稳定性和重复使用性的有效方法。
2. 本实验中，戊二醛交联法成功固定了糖化酶，固定化酶的活力和稳定性均得到了提高。
七、实验讨论1. 实验过程中，固定化酶的活力和稳定性与固定化条件（如交联剂浓度、交联时间等）密切相关。
2. 在实际应用中，可根据需要选择合适的固定化方法和条件，以获得最佳的固定化效果。
食品生物技术实验
实验1 糖化酶固定化技术1 实验目的(1)熟悉酶的固定化技术和原理。
(2)掌握糖化酶的固定化操作。
2 实验原理在一定pH条件下，带正电荷的明胶与海藻酸根阴离子形成聚合物，同时，海藻酸钠与钙离子在一定条件下结合形成不溶于水的微球，从而使混合于其中的糖化酶通过包埋固定化。
戊二醛含有两个醛基，可与蛋白质中的氨基、酚基、巯基发生反应，相互交联而使固定化酶硬化，由于带正电荷的明胶与海藻酸根阴离子形成聚合物已将绝大部分游离酶包埋起来，因此这种交联主要发生在明胶与戊二醛之间，使固定化酶的使用时间延长、机械强度增大、稳定性提高。
3 仪器和试剂3.1 主要仪器磁力搅拌器，pH计，水浴锅，500mL烧杯，50mL注射器，12号注射器针头，冰箱。
3.2 药品及配制（1）所需药品：糖化酶，明胶，海藻酸钠，氯化钙，戊二醛，生理盐水。
（2）活力单位为70U/mL的糖化酶酶液100ml：用所给糖化酶配制。
（3）浓度为3%的明胶溶液150ml：称取明胶4.5g，放入装有150mL蒸馏水的烧杯中，静止10分钟，水浴加热使明胶溶解，注意水浴的温度不超过70℃。
（4）3%的海藻酸钠溶液150ml：称取海藻酸钠4.5g，放入装有150mL蒸馏水的烧杯中，不断搅拌同时加热煮沸彻底溶解。
（5）1％氯化钙溶液500ml。
（6）5％的戊二醛溶液500ml。
（7）5％稀盐酸：调节pH用。
4 实验操作将15mL糖化酶液与40℃150mL3％的海藻酸钠溶液混合搅拌，加入40℃150mL3％的明胶溶液混合乳化约10min，调pH为4.2~4.6，缓慢搅拌并降温至5～10℃，用12号注射器的针头将上述冷却液从3cm的高度注进1％氯化钙溶液中，立刻形成光滑的微球，然后保持温度为4℃，球在氯化钙溶液中被硬化30min，将球取出置人30℃5％的戊二醛溶液中进一步硬化1h，用生理盐水洗涤后，过滤得固定化糖化酶，贮存在0～5℃冰箱中备用。
5 实验结果观察所得固定化糖化酶的色泽和形状，粗测其粒度大小，测量其体积和沥干水后的重量，把所得各项指标填入下表：表1 所得固定化糖化酶的外观、体积和质量6 思考题1．本实验的固定化方法是所述哪几种酶固定化方法的结合?2．为何固定时乳化液的pH要保持在4.2~4.6？实验二固定化糖化酶活力的测定1 实验目的（1）学习固定化糖化酶活力的测定方法。
液体葡萄糖生产工艺及酶作用研究
中国酿造２００８年第５期总第１８２期研究报告流比为３，酒头提取量为３％，酒尾提取量为１４％。
通过该工艺生产制得的酒精的各项主要指标达到或优于国家食用酒精的标准。
同时，在蒸馏操作过程当中，可以根据实际产品质量要求进行弹性操作。
因此，从啤酒废弃酵母泥中回收优质酒精用于酒类生产具有可行性。
参考文献：［１］明景熙．啤酒废酵母中提取ＳＯＤ的几种工艺方法［Ｊ］．中国酿造，２００３（４）：７－９．［２］王君高．酒精蒸馏甲醇塔设计回流比的确定［Ｊ］．酿酒，１９９９（３）：４８－４９．［３］高允彦．正交及回归试验设计方法［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，１９８８．［４］ＧＢ１０３４３－２００２．国家食用酒精标准［Ｓ］．液体葡萄糖生产工艺及酶作用研究李祥，刘玉婷，冯立庄，戚云鹤，张良，马连青（陕西科技大学化学与化工学院，陕西西安７１００２１）摘要：研究了液化、糖化条件对液体葡萄糖ＤＥ值、过滤性质的影响，考察了液化酶、糖化酶之间的相互作用，确定了液体葡萄糖的最佳生产工艺，淀粉与水比例１：３，温度５０℃，加入３０Ｕ／ｇα－淀粉酶，边加入边搅拌，酶解２０ｍｉｎ后加热至沸保持５ｍｉｎ，冷却至５５℃，调ｐＨ值为４．５，再加入５０Ｕ／ｇ的糖化酶糖化３ｄ￣４ｄ，加入淀粉量０．５％的活性炭，加热至沸保持１０ｍｉｎ，浓缩至固形物含量为８４．１％￣８８．０％，即为ＤＥ值为４２￣４８的液体葡萄糖。
关键词：液体葡萄糖；ＤＥ值；液化；糖化中图分类号：ＴＳ２４５．４文献标识码：Ａ文章编号：０２５４－５０７１（２００８）０５－００５１－０３ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｌｉｑｕｉｄｇｌｕｃｏｓｅａｎｄｔｈｅｍｕｔｕａｌｗｏｒｋｏｆｌｉｑｕｅｆｙｉｎｇａｎｄｓａｃｃｈａｒｉｆｙｉｎｇｅｎｚｙｍｅｓＬＩＸｉａｎｇ，ＬＩＵＹｕｔｉｎｇ，ＦＥＮＧＬｉｚｈｕａｎｇ，ＱＩＹｕｎｈｅ，ＺＨＡＮＧＬｉａｎｇ，ＭＡＬｉａｎｑｉｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＇ａｎ７１２００２１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｌｉｑｕｅｆｙｉｎｇａｎｄｓａｃｃｈａｒｉｆｙｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｎＤＥｖａｌｕｅ，ｆｉｌｔｅｒｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｌｉｑｕｉｄｇｌｕｃｏｓｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｍｕｔｕａｌｗｏｒｋｏｆｌｉｑｕｅｆｙｉｎｇａｎｄｓａｃｃｈａｒｉｆｙｉｎｇｅｎｚｙｍｅｓｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｌｉｑｕｉｄｇｌｕｃｏｓｅｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ：ｕｓｉｎｇｓｔａｒｃｈａｎｄｗａｔｅｒａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆ１：３，ａｄｄｉｎｇα－ａｍｙｌａｓｅ３０Ｕ／ｇｗｉｔｈｓｔｉｒｒｉｎｇａｔ５０℃，ｅｎｚｙｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ２０ｍｉｎ，ｂｏｉｌｉｎｇ５ｍｉｎ，ｃｏｏｌｉｎｇｔｏ５５℃，ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｐＨｔｏ４．５，ａｄｄｉｎｇｓａｃｃｈａｒｉｆｙｉｎｇｅｎｚｙｍｅａｎｄｓａｃｃｈａｒｉｆｙｉｎｇｆｏｒ３￣４ｄ，ａｍｏｕｎｔｏｆａｄｄｅｄａｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎ０．５％ａｍｏｎｔｏｆｓｔａｒｃｈ，ｂｏｉｌｉｎｇ１０ｍｉｎ，ｆｉｎａｌｌｙｃｏｎｔｒａｓｔｅｄｔｏｌｉｑｕｉｄｇｌｕｃｏｓｅｗｉｔｈｓｏｌｉｄｃｏｎｔｅｎｔ８４．１％￣８８．０％ａｎｄＤＥｖａｌｕｅ４２￣４８．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｑｕｉｄｇｌｕｃｏｓｅ；ＤＥｖａｌｕｅ；ｌｉｑｕｅｆｙｉｎｇ；ｓａｃｃｈａｒｉｆｙｉｎｇ淀粉糖浆按ＤＥ值的不同可分为高、中、低转化糖浆，习惯上将ＤＥ值为３０左右的转化糖浆称为液体葡萄糖，其中ＤＥ值４２￣４８的液体葡萄糖在工业中用途最广［１］。
固定化葡萄糖氧化酶的制备及稳定性研究_许丽君
·３ ３·
固定化葡萄糖氧化酶的制备及稳定性研究
许丽君 ＊
（ ） 绍兴市中等专业学校 浙江绍兴 ３ １ ２ ０ ０ ０
摘要 选用自制的磁性纳米四氧化三铁为酶固定化的载体 ， 通过 交 联 法 来 固 定 葡 萄 糖 氧 化 酶 。 通过对酶固定化过程中一系列因 素 的 研 究 ， 确 定 出 酶 固 定 化 的 最 佳 工 艺 为 ： 交 联 剂 戊 二 醛 与 浓 度 ／ ，固定 为０ ． ７ｍ ｍ Ｌ 酶液的体积比为 １∶４， 固 定 化 时 间 为 ０ ． ５ｈ， 固 定 化 温 度 为 室 温 （ ０ ℃） ≤２ ｇ 化所用缓冲液 ｐ Ｈ＝７。 采用比色 法 测 定 其 酶 活 力 。 结 果 表 明 葡 萄 糖 氧 化 酶 经 过 固 定 化 后 ， 其 酶 活 力较游离酶显著增加 。 固定化酶的热稳定性 、 酸碱稳定性 、 存储稳定性都有很大的提高 。 关键词 葡萄糖氧化酶 固定化 磁性纳米载体 酶性能 ：１ ／ Ｄ Ｏ Ｉ ０ ． １ ３ ８ ８ ４ ． １ ０ ０ ３ ３ ８ ０ ７ ｈ ｘ ． ２ ０ １ ４ ０ ４ ０ １ ２ ７ － ｊ ｊ ｙ 葡萄糖氧化酶能使葡萄糖氧化 ， 生成过氧化氢 和葡萄糖酸 。 由于微生物具有来源广 、 生长繁殖速 度快等特点 ， 故成为其主要来源 。 葡萄糖氧化酶最 早发现于 １ ９ ０ ４ 年 ， 但直到 １ ９ ２ ８ 年 ， 科研人员才对 其性质 进 行 研 究 ， 正 式 命 名 ， 并 将 其 归 入 脱 氢 酶 、Ｆ 类 。 此 后 ，Ｎ ａ ｋ ａ ｍ ａ ｔ ｓ ｕ ｉ ｅ ｄ ｕ ｒ ｅ ｋ、Ｒ ｏ ａ ｌ ｓ ｋ ｉ等 对 ｇ 葡萄 糖 氧 化 酶 做 了 大 量 研 究 ， 现 已 投 入 生 产 使 用
糖化酶的固定化和应用实验
2074.23/90/12=1.92元
实验教师签字：田英华
院长签字：
2008年7月10日
AR500g
瓶
1
11.70
11.7
酒石酸钾钠
AR500g
瓶
2
33.26.60
26.6
氢氧化钠
AR500g
瓶
2
7.80
15.6
无水亚硫酸钠
500g
瓶
2
8.80
17.6
3.5-二硝基水杨酸
AR25g
瓶
1
27.00
27
95%乙醇
500ml
瓶
2
7.2
14.1
葡萄糖
500g
瓶
2
11.50
3
洗衣粉
袋
1
2.00
2
肥皂
块
1
1.80
1.8
线手套
副
3
2.20
6.6
胶手套
副
3
3.80
11.4
石棉网
12.5x12.5
个
5
3.50
17.5
乳胶管
6x9
卷
1
3.20
3.2
钢丝球
个
3
1.50
4.5
皮套
袋
1
8.00
8
不锈钢药勺
1x3
个
5
6.00
30
镊子
个
2
3.50
7
电炉子
800W
个
1
24.00
24
剪子
个
实验02 (果葡糖浆的酶法生产修改版)
实验二酶法生产果葡糖浆一、实验目的：1、掌握酶的固定化方法及固定化葡萄糖异构酶在工业上的应用；2、掌握酶反应器的应用；3、掌握影响酶催化作用的因素，学会正确使用酶激活剂；4、掌握果糖的测定方法，进一步掌握分光光度计的使用。
二、原理：葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生成果糖，果葡糖浆是葡萄糖和果糖的混合糖浆。
葡萄糖异构反应平衡时，可将40~50%的葡萄糖转化为果糖，人们将这种葡萄糖与果糖混合的糖浆称为果葡糖浆。
三、实验材料、仪器和试剂1、恒温水浴锅2、磷酸缓冲液(pH值7.5)3、固定化葡萄糖异构酶4、激活剂：0.5M硫酸镁溶液5、35％(W/V)葡萄糖溶液6、1.5％(W/V)半胱氨酸盐酸盐溶液7、0.12％(W/V)咔唑酒精溶液8、硫酸溶液9、恒流泵10、分光光度计11、玻璃夹套柱12、玻璃漏斗四、操作步骤1、取一定量的酶(用固定化酶完整颗粒,不磨碎，约15克),加0.02M磷酸缓冲液(pH7.5) 适量，浸泡0.5h。
2、开启恒温循环水浴，温度调节为60~65℃。
3、倾去浸泡固定化酶的磷酸缓冲液（也可不倾去，直接和酶一起加入玻璃夹套柱，通过玻璃夹套柱底部排出），将固定化酶完整颗粒通过玻璃漏斗装入玻璃夹套柱内，保持60~65℃。
4、向葡萄糖溶液30mL中加入硫酸镁溶液10mL, 加水至总体积100ml，充分溶解。
5、利用恒流泵，将加入硫酸镁的葡萄糖溶液自反应柱底部泵入（控制好流速）。
6、收集反应液（每管装5~10mL），适当稀释，测定滤液的果糖含量或作定性鉴定。
试剂配制1、35％(W/V)葡萄糖溶液:称取35克分析纯葡萄糖加入煮沸的蒸馏水中,再加热使其完全溶解,冷却用蒸馏水定容至100mL。
2、pH7.5磷酸缓冲溶液: 0.2M磷酸二氢钠(GB 1267)溶液:称取3.12g磷酸二氢钠(NaH2PO4·2H2O),用蒸馏水溶解并稀释至100mL。
0.2M磷酸氢二钠(GB 1263)溶液:称取7.16g磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O),用蒸馏水溶解并稀释至100mL。
环氧树脂固定化β-葡萄糖苷酶工艺的研究
环氧树脂固定化β-葡萄糖苷酶工艺的研究环氧树脂固定化β-葡萄糖苷酶工艺的研究摘要：β-葡萄糖苷酶广泛应用于食品、医药和生物燃料等领域。
然而，传统的β-葡萄糖苷酶工艺存在催化效率低、易失活等问题。
环氧树脂固定化β-葡萄糖苷酶是一种新型的工艺技术，具有稳定性高、易回收等优点。
本文综述了环氧树脂固定化β-葡萄糖苷酶工艺的研究进展，并探讨了其在实际应用中的潜力和挑战。
关键词：β-葡萄糖苷酶；环氧树脂；固定化；催化效率；稳定性引言：β-葡萄糖苷酶是一类广泛存在于微生物和植物中的酶，可以催化葡萄糖与其他化合物的连接反应。
由于其催化效率高、反应特异性好等特点，β-葡萄糖苷酶被广泛应用于食品、医药和生物燃料等领域。
然而，传统的β-葡萄糖苷酶工艺存在催化效率低、易失活等问题，限制了其实际应用。
环氧树脂是一种具有良好机械性能和化学稳定性的材料。
通过将β-葡萄糖苷酶固定在环氧树脂载体上，可以提高酶的稳定性，延长其寿命，并实现酶的回收利用。
因此，环氧树脂固定化β-葡萄糖苷酶成为一种新型的工艺技术，备受关注。
研究方法：环氧树脂固定化β-葡萄糖苷酶的工艺研究主要包括载体选择、固定化方法和工艺优化等方面。
首先，选择合适的载体对于环氧树脂固定化β-葡萄糖苷酶至关重要。
常用的载体材料包括硅胶、聚丙烯酰胺凝胶和聚乙烯醇等。
不同的载体材料具有不同的孔隙结构和表面性质，对固定化酶的结构和活性有重要影响。
其次，固定化方法也是环氧树脂固定化β-葡萄糖苷酶的关键环节。
常见的固定化方法包括吸附法、共价键结合法和交联法等。
吸附法简单易行，但酶的稳定性较差；共价键结合法可以提高固定化酶的稳定性，但操作复杂；交联法则可以增加载体的稳定性，提高固定化酶的耐受性。
最后，通过工艺优化可以进一步提高环氧树脂固定化β-葡萄糖苷酶的催化效率。
工艺优化包括温度、pH值、底物浓度和反应时间等参数的优化。
通过合理调节这些参数，可以最大程度地发挥固定化酶的催化效率。
结果与讨论：环氧树脂固定化β-葡萄糖苷酶工艺具有许多优点。
固定化酶实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解固定化酶的基本原理和操作方法。
2. 掌握固定化酶的性能评价方法。
3. 通过实验，验证固定化酶的稳定性、重复使用性和催化活性。
二、实验原理固定化酶是将酶固定在固体载体上，使其既具有酶的催化活性，又便于回收和重复使用。
固定化酶技术广泛应用于生物催化、生物传感器、生物制药等领域。
本实验采用吸附法固定化脂肪酶，通过改变吸附条件，优化固定化效果。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 脂肪酶- 牛奶- 碳酸钙- 0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液（pH 7.0）- 0.05 mol/L柠檬酸缓冲溶液（pH 5.0）- 0.05 mol/L盐酸缓冲溶液（pH 2.0）- 0.1 mol/L NaOH溶液- 0.1 mol/L HCl溶液- 碘液- 水浴锅- 移液器- 离心机- 分光光度计2. 实验仪器：- 烧杯- 试管- 移液管- 移液器- 离心机- 恒温水浴锅- 分光光度计四、实验方法与步骤1. 固定化酶的制备a. 准备脂肪酶溶液：取适量脂肪酶，用0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液（pH 7.0）溶解，配制成一定浓度的脂肪酶溶液。
b. 准备载体：将碳酸钙用0.1 mol/L NaOH溶液处理，使其表面活化。
c. 吸附固定：将活化后的碳酸钙与脂肪酶溶液混合，在室温下搅拌吸附2小时。
d. 洗脱：用0.1 mol/L HCl溶液将固定化酶洗脱，收集洗脱液。
2. 固定化酶性能评价a. 稳定性：将固定化酶在4℃下保存，每隔一定时间测定其酶活性，观察酶活性的变化。
b. 重复使用性：将固定化酶连续使用，每次使用后测定其酶活性，观察酶活性的变化。
c. 催化活性：将固定化酶与底物混合，在适宜条件下反应，测定反应产物的浓度，计算酶活性。
五、实验结果与分析1. 固定化酶的稳定性实验结果显示，固定化酶在4℃下保存，酶活性逐渐下降，但在一定时间内仍保持较高的酶活性。
2. 固定化酶的重复使用性实验结果显示，固定化酶连续使用5次后，酶活性仍保持在较高水平。
固定化糖化酶实验
糖化酶的固定化实验一实验目的1、掌握制备固定化酶的方法、原理及固定化酶的特点2、在固定化糖化酶作用下测定底物糊精转化成糖的转化率二实验原理1、固定化酶（细胞），就是把游离的水溶性酶（细胞），限制或固定于某一局部的空间或固体载体上。
2、与游离酶（细胞）相比，固定化酶（细胞）具有如下优点：①容易将固定化酶（细胞）与底物、产物分开，产物溶液中没有酶（细胞）的残留，简化了提纯工艺；②可以在较长时间内反复使用，有利于工艺的连续化；③反应过程可控性提高，有利于工艺自动化和微电脑化；④在绝大多数情况下提高了酶（细胞）的稳定性；⑤较能适应于多酶反应；⑥酶的使用效率、产物得率提高，产品质量有保障。
3、酶的固定化方法：通常的固定化方法可以概括为三种：a、载体结合法b、交联法c、包埋法4、包埋法包埋法是将酶（细胞）包在凝胶微小格子内，或是将酶（细胞）包裹在半透性聚合物膜内的固定化方法。
该法的优点是：酶分子（细胞）本身不参加格子的形成，大多数酶都可用该法固定化，且方法较为简便；酶分子（细胞）仅仅是被包埋起来而未受到化学作用，故活力较高。
其缺点是不适用于大分子底物。
凝胶包埋d微胶囊包埋三固定化糖化酶催化糊精生成葡萄糖的反应固定化糖化酶催化淀粉液化产物——糊精反应生成葡萄糖。
本实验操作的工艺流程如下：糖化酶2%的淀粉溶液I I缓冲液溶解糊精I I海藻酸钠f溶解f混合…造粒…固定糖化酶颗粒…混合…催化反应pH4.6f葡萄糖标准曲线公式：还原糖（葡萄糖）计算公式思考题:1、固定化酶（细胞）的方法有哪些？并分别简要说明。
2、结合本实验说明固定床固定化酶反应器的优缺点。
点名、检查预习报告、写一份报告样本。
酶的固定化生产果葡糖浆
基本格式：例如：实验三柠檬酸发酵1. 实验目的2. 实验原理3. 实验装置与流程4. 实验步骤及方法5. 实验数据处理6. 实验报告7. 结果与讨论8. 主要符号说明9. 参考文献10. 预习与思考注：以上格式根据不同实验要求，可以删减或增加。
四、几点说明1参考文献一般不要早于1995年。
2每一个实验的字数原则上控制在1000~3000字范围内。
为使本书成为精品，不刻意分配字数，一切从需要出发。
3专业名称和物料名称等专业词汇以手册和国标为准。
4篇末署名例：XXX大学XXX XXXX@XXXXX。
5以提高学生的实践能力，启发创新性思维为目标。
本次修订计划在原第一版编者之外，邀请熟悉所列题目，具有科学研究和技术开发经验的教师和企业人员撰稿。
本书部分实验方法用于教学实验，部分用于学生的毕业论文的实验和课外科研活动，也作为科学研究和技术开发的参考。
本书主要面向生物工程专业本科生，兼顾研究生、技术职业学院学生，教师和企业技术人员。
所有参加人员自然为本教材编委会委员。
实验48 酶连续反应操作技术（酶的固定化生产果葡糖浆）1、实验目的掌握包埋法制备固定化酶的技术，学习果糖含量的测定方法，了解填充床固定化酶反应柱连续生产果葡糖浆的工艺。
2、实验原理蔗糖在生产、生活中有着广泛的应用，为补充蔗糖来源的不足，人们利用微生物酶将淀粉水解获得葡萄糖，但葡萄糖的甜度不及蔗糖，利用葡萄糖异构酶把葡萄糖异构成果糖，则可解决这一问题。
葡萄糖异构化反应平衡时，可将40～50%的葡萄糖转化为果糖。
人们将这种葡萄糖与果糖混合的糖浆称为果葡糖浆或高果糖浆。
固定化酶，就是把游离的水溶性酶，限制或固定于某一局部的空间或固体载体上，使其保持活性并可反复利用的方法。
固定化酶技术解决了游离的溶液酶，在反应过程中会随着产品一起流失，影响产品的质量；反应后分离困难，无法重复使用；对热、强酸、强碱和有机溶剂等均不够稳定等缺点，保持了催化效率高、稳定性强等优点，自20世纪60年代末，日本田边制药公司将固定化氨基酰化酶用于氨基酸生产以来，固定化技术已在生化工程及酶工程领域中成为各国学者的研究热点。
实验三酶的固定化
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• 二、实验材料、仪器与试剂
• （一）实验材料与仪器
• 干燥箱；电子天平；注射器；碘量瓶；磁力搅拌器；pH 计；恒温水浴锅等。
• （二）主要试剂
• 糖化酶；3%海藻酸钠溶液；2%氯化钙溶液。 2％可溶性 淀粉液； pH4.6、0.1mol／L醋酸缓冲液； 0.1mol／L碘 液； 0.1mol／L氢氧化钠溶液； 1mol／L硫酸溶液； 0.05 mol／L硫代硫酸钠溶液； 0.5％淀粉指示剂。
• 四、实验数据基本要求 （一）酶活力计算
在上述条件下，每小时催化淀粉水解生成1mg葡萄糖的 酶量定义为一个酶活力单位。
（二）固定化酶活力回收率计算
固定化酶总活力 活力回收率= 游离酶总活力
（三）固定化酶比活力计算
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三、实验内容
• （一）固定化酶的制备
• 1、将海藻酸钠溶液于45℃水浴保温。 • 2、取糖化酶2g，悬浮在10ml海藻酸钠溶液中混合均匀。 • 3、用注射器吸取上述悬浮液，逐滴滴入到50 ml氯化钙溶液中，浸泡20 min 左右。 • 4、滤出凝胶珠用蒸馏水洗涤几次，除去凝胶珠表面的酶，得到固定化酶。置 于4℃冰箱中冷藏备用。
• 实验三
酶的固定化
• 一、实验基本原理 • 把糖化酶悬浮在海藻酸钠溶液中。滴入氯化钙பைடு நூலகம்液。 形成海藻酸钠凝胶小球。酶包埋在凝胶的小孔中，制成 固定化酶。 葡萄糖淀粉酶（糖化酶）活性测定原理：在一定条 件下能水解淀粉生成葡萄糖。葡萄糖的醛基被弱氧化剂 次碘酸钠氧化、过量的碘用硫代硫酸钠滴定。从碘的减 少量计算葡萄糖的量，从而计算算酶活力。
• （二）糖化酶活力测定
• 1、吸取2%可溶性淀粉10ml，加入pH4.6、0.1mol／L醋酸缓冲液5ml，混匀后 于40℃水浴预热10min。 • 2、加入酶液1ml（空白实验以煮沸失活的酶液代替正常酶液），于40℃，反 应10min。反应结束时，于沸水浴中煮10min，以终止反应。 • 3、吸取上述反应液5ml于碘量瓶中，加入0.1mol／L碘液及0.1mol／L氢氧化 钠溶液各5ml，摇匀，于室温下在暗处放置15min，加入2ml硫酸酸化。 • 4、以0.5％可溶性淀粉为指示剂，用0.05 mol／L硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色 消失为终点。记录硫代硫酸钠溶液消耗的毫升数（A），以及空白实验消耗的 硫代硫酸钠溶液毫升数（B）。
糖化酶的固定实验
糖化酶的固定化实验一、实验目的本实验为酶工程综合实验。
由教师给定题目，学生通过查阅文献，并结合所学知识自行设计实验方案，列出所需试剂和材料及仪器等，然后在教师知道下根据自己设计的实验方案进行实验；从而培养学生独立实验的能力；并掌握酶活测定方法，米氏常数测定，学习固定化酶的常用方法及固定化酶的表征。
二、实验原理糖化酶是一种用途广泛的酶，粮食工业、食品工业、发酵工业都经常使用。
随着生物技术的迅速发展,糖化酶的生产和使用水平也有了进一步的提高。
固定化技术是近年来迅速发展的一种崭新技术，固定化酶同游离酶相比有很多优点,它开辟了酶的许多新用途。
游离酶可通过各种固定化方法，增加其稳定性并且有利于连续化生产和重复使用。
酶固定化后可用各种理化性质的变化来表征其效果。
糖化酶活力的测定采用次碘酸钠法。
糖化酶能从淀粉分子非还原性末端开始，分解α-1, 4葡萄糖苷键生成葡萄糖。
葡萄糖分子中含有醛基，能被次碘酸钠氧化，过量的次碘酸钠酸化后析出碘，再用硫代硫酸钠标准溶液滴定，由此可计算酶活力。
次碘酸钠法的原理为在碱性介质（NaOH ）中，碘歧化为次碘酸钠和碘化钠，次碘酸钠氧化溶液中游离的醛基为酸基。
适当酸化，剩余的次碘酸钠与碘酸钠又生成碘，以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定。
根据总碘量和硫代硫酸钠的用量，可对应获得甲醛的量。
反应为： I2+2OH-=OI-+I-+H2O HCHO+OI-+OH-=HCOO-+I-+H2O OI-+I-+2H+= I2+H2O I2+2S2O32-=S4O62-+2I-米氏常数Km 为当酶促反应速度是最大反应速度一半时的底物浓度。
将米氏方程[][]S Km S Vmax v +=，两边取倒数得公式： []Vmax 1S 1Vmax Kmv1+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=，此式即为Lineweaver-Burk 方程，这一线性方程，用v 1对[]S 1作图即得一条直线，直线的斜率为Km/Vmax ，1/v 的截距为1/Vmax 。
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糖化酶的固定化及其在葡萄糖生产中的应
用工艺研究实验设计
生工（1）班第七组
要求：理解固定化效果与固定化条件密切相关，根据自己的理解选择一项与固定化效率及固定化产品质量密切相关的关键因素，并推测该因素发生变化时会对固定化酶的质量及固定化效率造成什么影响。
我们的思路：当酶的浓度低，载体多时，固定化效果固然好，大部分酶都能固定化，但是成本高了，效率也降低，而当酶的浓度高了，载体不是很多的情况下，酶的固定化效果又不好。
时间、温度等对酶的固定化也是有一定影响的。
但是经过我们的讨论，我们觉得pH 对酶的固定化过程是由一定影响的，所以我们决定以pH的改变为方向，设计实验。
设计原理：每个蛋白质都有其等电点（pI），蛋白质即含有酸性的，也含有碱性的官能团。
组成蛋白质的氨基酸可能是带正电荷的、带负电荷的、中性的或者本生是两性的。
它们的电荷加在一起是蛋白质的电荷。
被称为两性离子的两性分子（如蛋白质）同时含有带正电荷和负电荷的官能团。
整个分子的总电荷则由其周围环境的pH值决定，根据pH值的不同整个分子可能带正电荷，也可能带负电荷。
其原因是因为这样的分子在不同的pH值环境中可能会吸收或者丧失质子（H+）。
在pH值等于等电点时这样的分子所带的正电荷和负电荷互相抵消，使得整个分子不带电。
当pH>pI时，溶液中负离子增多，会“抢走”蛋白质的质子而使蛋白质带负电荷，或中和更多蛋白质的正电荷而使整个蛋白质带负电；而当pH<pI时，溶液中正离子增多，会与蛋白质的负离子结合而使蛋白质正电。
所以当pH在酶的最适pH
上加大时，酶所带负电荷增加，与阴离子交换柱的阳离子结合的更紧密。
还有一个理论给我们启发很大的就是酸性氨基酸的羧基解离程度更大，pI明显小于7.0；碱性氨基酸的氨基解离程度明显大于羧基等，故其pI大于7.0；在一定的pH
条件下，氨基与羧基的解离程度相等，静电荷为零，此时溶液的pH即为其等电点。
所以我们认为，酶蛋白是由很多不同的氨基组成的，而这些氨基酸有碱性也有酸性氨基酸，碱性氨基酸的R基团在中性溶液中趋向于电离出正离子，而酸性氨基酸的R基团在中性溶液中趋向于电离出负离子，如果酶蛋白的pI是小于7的话，可能它的酸性氨基酸占优，即含有较多的酸性氨基酸，在中性溶液中电离出更多负离子，要中和这些负离子则需要更多质子，即要降低pH，所以它的pI是小于7的。
当pH<pI时，溶液中正离子增多，于是就与更多酸性氨基酸结合，而碱性氨基酸不变，使整个蛋白质带正电。
反之则带负电。
我们的实验方案：在考虑到酶的固定化效果与固定效率的两个矛盾的方面，我们决定在对酶活力影响最小的情况下最大限度地提高pH，以增加酶所带的负电荷。
先调查该酶的等电点和其作用时的最适pH范围，在最适pH的基础上调高，以0.5个单位的pH为单位做4个样本，最后测其固定效率与固定后的酶活力，综合这两个数据取其最适合的一个，即这个固定过程的最适pH。