萌发小麦种子中淀粉酶酶学性质研究

萌发小麦种子中淀粉酶酶学性质研究（黑龙江省哈尔滨市东北农业大学邮编：150030）

摘要：测定萌发小麦种子中淀粉酶的活性并对淀粉酶的活性影响因素进行讨论，对淀粉酶活性的测定是通过测定淀粉酶分解淀粉所得产物——麦芽糖的量来表示酶的活性。麦芽糖能和3,5-二硝基水杨酸还原成棕红色的氨基酸化合物（540nm出有最大吸收峰），其颜色与麦芽糖浓度成正比，利用分光光度计测定棕红色氨基酸化合物吸光值，从而得到麦芽糖的量，来表示酶的活性。定性分析了温度，PH值及激活剂和抑制剂对淀粉酶活性的影响（利用分解剩余的淀粉和碘液呈蓝色的程度来比较）。由此得到最适宜的温度和PH值，以及抑制剂的种类。

关键词：淀粉酶、温度、PH、淀粉酶活度、抑制剂、激活剂。

本实验以萌发的小麦种子为材料，提取得到了淀粉酶，利用α-淀粉酶和β-淀粉酶的活性对温度的差异，分离出α-淀粉酶，并测定了α-淀粉酶的活性和α-淀粉酶和β-淀粉酶的总活性，计算出β-淀粉酶得活性，然后对淀粉酶活性影响因素进行了讨论。不同温度、PH值条件下和抑制剂情况下淀粉酶对淀粉水解的程度不同通过定性的分析温度、PH值和抑制剂对淀粉酶活性的影响。由此得到酶活性的最适宜的温度和PH值，以及抑制剂的种类。

1 材料与方法

1.1 材料

实验材料为小麦（Triticum aestivum L.），由东北农业大学生命学院生化教研室提供。1.2 方法

1.2.1 淀粉酶粗酶液的提取

称取2g萌发3天的小麦种子，置于研钵中，加入少量石英砂和2mL蒸馏水，研磨匀浆。将匀浆到入刻度试管中，定容至25.00mL。提取液在室温下放置提取15-20min，每隔数分钟搅动一次，使其充分提取。然后在4000r/min转速下离心10min，将上清液倒入一个干净的试管中，即为淀粉酶粗酶液。

1.2.2 温度对淀粉酶活性的影响

取8支试管，编号，按下表操作，并记录观察到的颜色。

温度对淀粉酶活性的影响

管号 A A B B C C D d

缓冲液（PH5.6）/mL 1 1 1 1

淀粉溶液/mL 2.5 2.5 2.5 2.5

淀粉酶提取液/mL 1 1 1

预保温/min 4℃室温40℃沸水浴

混合A倒入a中B倒入b中C倒入c中D倒入d中

酶促反应（10min）4℃室温40℃沸水浴

碘液各3滴（滴管应先冷却至室温）

显色

1.2.3 pH对淀粉酶活性的影响

取3支试管，编号，按下表操作，并记录观察到的颜色。

PH对淀粉酶活性的影响

管号 1 2 3

缓冲液/mL 2（PH3.0）2（PH5.6）2（PH8.0）淀粉溶液/mL 2.5

淀粉酶提取液/mL 1

酶促反应（10min）摇匀，40℃水浴10min

碘液3滴

显色

1.2.4 激活剂和抑制剂对淀粉酶活性的影响

取4支试管，编号，按下表操作，并记录观察到的颜色。

激活剂抑制剂对淀粉酶活性的影响

管号 1 2 3 4 缓冲液（PH5.6）/mL 2

NaCl溶液/mL 1

CuSO4溶液/mL 1

Na2SO4溶液/mL 1

H2O 1 淀粉溶液/mL 2.5

淀粉酶提取液/mL 1

酶促反应（10min）摇匀，40℃水浴10min

碘液3滴

显色

1.2.5 小麦种子淀粉酶比活力的测定

取6支试管，编号，按下表操作。

酶活力的测定

操作项目

α-淀粉酶活力测定β-淀粉酶活力测定

Ⅰ-1 Ⅰ-2 Ⅰ-3 Ⅱ-1 Ⅱ-2 Ⅱ-3

淀粉酶原液/mL 1 1 1 0 0 0 钝化β-淀粉酶置70℃水浴15min，冷却

淀粉酶稀释液

/mL

0 0 0 1 1 1 缓冲溶液/mL 向各试管中加入PH5.6柠檬酸缓冲液

NaOH溶液/mL 4 0 0 4 0 0 1%淀粉溶液/mL 2 2 2 2 2 2 保温在40恒温水浴中准确保温5min

NaOH溶液/mL 0 4 4 0 4 4

取出上述各刻度管中试液各2mL，加入2mLDNS和上次实验空白调零的试管一起放入沸水浴中加热5min，然后取出定容至25mL，摇匀，在520nm分光光度计上比色。

2 结果

2.1 温度对淀粉酶活性的影响

分析：淀粉酶的最适温度是40℃。

2.2 pH对淀粉酶活性的影响

分析：pH=5.6是小麦淀粉酶的最适PH。

2.3淀粉酶活性的影响

分析：NaCl使淀粉酶的活性增强 CuSO4使淀粉酶活性减弱。

3.讨论

1、温度、环境PH值、激活剂、抑制剂是影响酶活性的几个重要因素，研究其中一个因素对酶活性的影响时，要控制其他因素不变（其他因素尽量控制在使酶活性最高的水平上），从而研究这一单一因素对酶活性的影响。

2、通过对淀粉酶活性初步研究,说明温度、PH、激活剂、抑制剂是影响淀粉酶活性的重要因素。在一定温度范围内，淀粉酶的活性随温度的升高而增强，当达到某一温度（40℃左右）时，酶的活性达到最大，当超过这一温度后，酶的活性随温度的升高而减弱;在一定PH 范围内，酶的活性随PH的升高而升高，当达到某一PH（5.6左右）时，酶的活性达到最大，当超过这一PH时，酶的活性随PH的升高而降低，直到失去活性；Cl-使酶的活性增强Cu2+使酶活性减弱[3]。

3.1 意义

研究酶有重要的意义。生物体内的各种代谢变化都是由酶驱动的,酶有两种功能:其一,催化各种生化反应,是生物催化剂;其二,调节和控制代谢的速度、方向和途径,是新陈代谢的调节元件。酶对细胞代谢的调节主要有两种方式:一是通过激活或抑制以改变细胞内已有酶分子的催化活性;另一种是通过影响酶分子的合成和降解,以改变酶分子的含量。这种酶水平的调节机制是代谢的最关键的调节。

淀粉酶在生化中的意义：淀粉酶普遍存在与植物体内，特别是萌发谷物种子淀粉酶活性最强，淀粉酶活性高低可以衡量种子萌发速率，淀粉酶活性高低可以作为水稻抗逆性的生化指标（如干旱，盐，重金属胁迫）。

淀粉酶在工业中的应用：淀粉酶已经成为工业应用中最为重要最为广泛的酶之一，它有许多的用途，对淀粉酶活性的研究可以使我们准确知道淀粉酶活性，最适温度，PH值，激活剂抑制剂种类有利于更好的应用淀粉酶，对我们的生产生活有巨大的利益。