淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测演示文稿
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易纯化； • （3）固定化酶可反复使用，更经济，更利于
工厂化生产； • （4）固定化酶提高了酶的稳定性，可较长时
间贮存和使用；
固定化酶的不足之处
不能催化一系列反应
二、酶的固定化
• 方法： 吸附法 包埋法 共价偶联法 交联法
•目的： 水溶性酶 物理、化学方法 不溶于水且有酶活性 • 机理：
将固定化酶装柱，当底物经过该柱时， 在酶的作用下转变为产物。
最适温度55～75℃ 2、实验原理：
用吸附法将α-淀粉酶固定在石英砂上。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。用淀粉指示剂溶液（KI－I2）测试，流出物呈 红色，表明水解产物糊精生成。
淀粉
α-淀粉酶
糊精β-淀粉酶
糖化淀粉酶
麦芽糖
葡萄糖
遇碘显蓝色 遇碘显红色 遇碘不显色
3、设备及用品：
5ml塑料注射器、50ml烧杯、滴管、自行车用气 门芯及夹子、注射器架、试管或微量离心管3支
4、实验材料及其制备
（1） α-淀粉酶的固定化： 5mgα-淀粉酶+4ml蒸馏水+5g石英砂，搅拌，
30min
→装入层析柱→10倍体积的蒸馏水洗
涤此注射器，流速为1ml/min（约20滴） （2）可溶性淀粉溶液：
（二）、包埋法
将酶包埋在多孔的载体中，包埋成格子型 或包埋成微胶囊型
（三）共价偶联法
是目前研究中最为活跃的方法。它的原理是 酶蛋白的一些基团，在温和的条件下与载体 共价结合，形成共价键，从而被固定化。
（四）、交联法
是酶分子和多功能试剂之间形成共价键及酶蛋 白的氨基相连得到三维的交联网状结构
氨基相连处
6、实验结果：
• 淀粉溶液+指示剂： 呈蓝色
• 亲和层析洗脱液+指 示剂： 呈红色
• 贮于冰箱几天后重 复实验：
呈红色
固定化酶的用途
在工业上的应用： 柚苷酶固定化酶用于果汁脱苦； 木瓜蛋白酶固定化酶用于啤酒澄清； 葡萄糖异构酶固定化酶用于制造果糖，提高甜度。
在化学分析和临床诊断上的应用： 用脲酶固定化酶测定血液或尿中的尿素含量。
酶的固定化方法
酶 物理吸附法 交联法 包埋法
固定化酶的性质
• 稳定性增加： 对热、蛋白酶及各种试剂的稳定性。 • pH活性曲线和最适pH的变化： 可能向酸性或碱性方向移动。需实验确定
• 底物的专一性变化：
三、α-淀粉酶的固定化及 淀粉水解作用检测的实验
1、实验目的：
（1）制备固定化α-枯淀草粉杆酶菌；的α-淀粉酶： （2）进行淀粉水解的最测适定p。H5.5～7.5
50mg可溶性淀粉溶于100ml热水中，搅拌均匀。
（3）5mmol/L KI-I2溶液
0.127g碘+0.83g碘化钾+蒸馏水100ml,完全溶 解后装入滴瓶中。
5、实验步骤：
将注射器固定在注射器架上 用滴管滴加淀粉溶液，流速0.3ml/min，（尽量慢） 流出5ml后接收0.5ml（约10滴）流出液 加入1~2滴KI-I2溶液，观察颜色 用水稀释1倍后再观察颜色（与对照组比较） 实验后，10倍柱体积蒸馏水洗涤此柱，放置在4℃冰箱中 几天后重复实验，观察结果
在医药上的应用： 将苯丙氨酸羟化酶及其辅酶制成不溶酶，注射到患
者体内，可有效治疗苯丙酮尿症。 缺少乳糖酶，不能水解牛乳中的乳糖，引起腹痛腹
泻，可用乳糖酶固相酶在体内或体外水解乳糖。
讨论
1、试验中为什么要待固定化酶柱中流出5ml液体 后再接收流出液用于鉴定？
答案：因为固定化酶柱中的酶与流经柱子的淀粉 反应需要一定的时间，刚开始流出的液体中由于 反应时间过短，糊精未生成或生成的量太少，所 以不利于后面的颜色鉴定。
淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测演示文稿
酶作为生物催化剂,具有专一性和高效性.现 在被大量使用在食品、化工、医药等领域。然 而，在应用酶的过程中，人们也发现了一些实 际问题： （1）不稳定：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； （2）不利于工业化使用：溶液中的酶很难回 收，提高了生产成本，也可能影响产品质量。
2、如何证明洗涤固定化淀粉酶柱的流出液中没有淀 粉酶？
答案：可在试管中加入1ml可溶性淀粉溶液，再加 入几滴淀粉酶柱的流出液，混合后用手握住试管 增加温度，几分钟后加入1～２滴KI-I2指示剂，如 仍显蓝色，即流出液中没有淀粉酶了。
用固定在石英砂的淀粉酶柱再作用于淀粉溶液， 使其自柱中流出，作用的结果才能表明是淀粉酶 的固相酶作用的结果。
Biblioteka Baidu 3、耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途？
答案：在实际生产中，总希望反应的时间越短越 好，这就要提高反应温度。通常生产上淀粉酶是 一次性使用的，加温虽在短时间内会使酶变性失 活，但只要使淀粉在短时间内水解即可。
寻找耐高温的淀粉酶的目的是在高温下使淀粉 水解快，而且酶不会因高温而在短时间内变性。 在发酵生产中使用的往往是植物淀粉，如青霉素 发酵、乙醇发酵等都要水解淀粉，所以耐高温淀 粉酶用途广泛。
(一)、吸附法
吸附法是将酶与吸附剂接触，再经洗涤 除去未吸附的酶便能制得固定化酶。是最简 单的固定化技术，在经济上也最具有吸引力。
1、根据吸附剂的特点分为两种：
物理吸附法
通过氢键、疏水键等作用
力将酶吸附于固体吸附剂
的方法.如有机硅胶、活性 炭和石英砂等
离子结合法
利用酶的两性基团和离子 交换剂的相互作用（离子 键）。吸附量大
怎样解决这些问题呢？
——固定化酶技术
一、酶与固定化酶
• 酶 活细胞产生的具有生物催化作用的 生物大分子。
• 固定化酶 (固相酶)
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 活性的制剂。
固定化酶的优点 • （1）使酶固定化后有一定的机械强度，催化
反应的过程可管道化、连续化和自动化； • （2）酶不溶解在催化反应的溶液中，产物更
工厂化生产； • （4）固定化酶提高了酶的稳定性，可较长时
间贮存和使用；
固定化酶的不足之处
不能催化一系列反应
二、酶的固定化
• 方法： 吸附法 包埋法 共价偶联法 交联法
•目的： 水溶性酶 物理、化学方法 不溶于水且有酶活性 • 机理：
将固定化酶装柱，当底物经过该柱时， 在酶的作用下转变为产物。
最适温度55～75℃ 2、实验原理：
用吸附法将α-淀粉酶固定在石英砂上。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。用淀粉指示剂溶液（KI－I2）测试，流出物呈 红色，表明水解产物糊精生成。
淀粉
α-淀粉酶
糊精β-淀粉酶
糖化淀粉酶
麦芽糖
葡萄糖
遇碘显蓝色 遇碘显红色 遇碘不显色
3、设备及用品：
5ml塑料注射器、50ml烧杯、滴管、自行车用气 门芯及夹子、注射器架、试管或微量离心管3支
4、实验材料及其制备
（1） α-淀粉酶的固定化： 5mgα-淀粉酶+4ml蒸馏水+5g石英砂，搅拌，
30min
→装入层析柱→10倍体积的蒸馏水洗
涤此注射器，流速为1ml/min（约20滴） （2）可溶性淀粉溶液：
（二）、包埋法
将酶包埋在多孔的载体中，包埋成格子型 或包埋成微胶囊型
（三）共价偶联法
是目前研究中最为活跃的方法。它的原理是 酶蛋白的一些基团，在温和的条件下与载体 共价结合，形成共价键，从而被固定化。
（四）、交联法
是酶分子和多功能试剂之间形成共价键及酶蛋 白的氨基相连得到三维的交联网状结构
氨基相连处
6、实验结果：
• 淀粉溶液+指示剂： 呈蓝色
• 亲和层析洗脱液+指 示剂： 呈红色
• 贮于冰箱几天后重 复实验：
呈红色
固定化酶的用途
在工业上的应用： 柚苷酶固定化酶用于果汁脱苦； 木瓜蛋白酶固定化酶用于啤酒澄清； 葡萄糖异构酶固定化酶用于制造果糖，提高甜度。
在化学分析和临床诊断上的应用： 用脲酶固定化酶测定血液或尿中的尿素含量。
酶的固定化方法
酶 物理吸附法 交联法 包埋法
固定化酶的性质
• 稳定性增加： 对热、蛋白酶及各种试剂的稳定性。 • pH活性曲线和最适pH的变化： 可能向酸性或碱性方向移动。需实验确定
• 底物的专一性变化：
三、α-淀粉酶的固定化及 淀粉水解作用检测的实验
1、实验目的：
（1）制备固定化α-枯淀草粉杆酶菌；的α-淀粉酶： （2）进行淀粉水解的最测适定p。H5.5～7.5
50mg可溶性淀粉溶于100ml热水中，搅拌均匀。
（3）5mmol/L KI-I2溶液
0.127g碘+0.83g碘化钾+蒸馏水100ml,完全溶 解后装入滴瓶中。
5、实验步骤：
将注射器固定在注射器架上 用滴管滴加淀粉溶液，流速0.3ml/min，（尽量慢） 流出5ml后接收0.5ml（约10滴）流出液 加入1~2滴KI-I2溶液，观察颜色 用水稀释1倍后再观察颜色（与对照组比较） 实验后，10倍柱体积蒸馏水洗涤此柱，放置在4℃冰箱中 几天后重复实验，观察结果
在医药上的应用： 将苯丙氨酸羟化酶及其辅酶制成不溶酶，注射到患
者体内，可有效治疗苯丙酮尿症。 缺少乳糖酶，不能水解牛乳中的乳糖，引起腹痛腹
泻，可用乳糖酶固相酶在体内或体外水解乳糖。
讨论
1、试验中为什么要待固定化酶柱中流出5ml液体 后再接收流出液用于鉴定？
答案：因为固定化酶柱中的酶与流经柱子的淀粉 反应需要一定的时间，刚开始流出的液体中由于 反应时间过短，糊精未生成或生成的量太少，所 以不利于后面的颜色鉴定。
淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测演示文稿
酶作为生物催化剂,具有专一性和高效性.现 在被大量使用在食品、化工、医药等领域。然 而，在应用酶的过程中，人们也发现了一些实 际问题： （1）不稳定：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； （2）不利于工业化使用：溶液中的酶很难回 收，提高了生产成本，也可能影响产品质量。
2、如何证明洗涤固定化淀粉酶柱的流出液中没有淀 粉酶？
答案：可在试管中加入1ml可溶性淀粉溶液，再加 入几滴淀粉酶柱的流出液，混合后用手握住试管 增加温度，几分钟后加入1～２滴KI-I2指示剂，如 仍显蓝色，即流出液中没有淀粉酶了。
用固定在石英砂的淀粉酶柱再作用于淀粉溶液， 使其自柱中流出，作用的结果才能表明是淀粉酶 的固相酶作用的结果。
Biblioteka Baidu 3、耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途？
答案：在实际生产中，总希望反应的时间越短越 好，这就要提高反应温度。通常生产上淀粉酶是 一次性使用的，加温虽在短时间内会使酶变性失 活，但只要使淀粉在短时间内水解即可。
寻找耐高温的淀粉酶的目的是在高温下使淀粉 水解快，而且酶不会因高温而在短时间内变性。 在发酵生产中使用的往往是植物淀粉，如青霉素 发酵、乙醇发酵等都要水解淀粉，所以耐高温淀 粉酶用途广泛。
(一)、吸附法
吸附法是将酶与吸附剂接触，再经洗涤 除去未吸附的酶便能制得固定化酶。是最简 单的固定化技术，在经济上也最具有吸引力。
1、根据吸附剂的特点分为两种：
物理吸附法
通过氢键、疏水键等作用
力将酶吸附于固体吸附剂
的方法.如有机硅胶、活性 炭和石英砂等
离子结合法
利用酶的两性基团和离子 交换剂的相互作用（离子 键）。吸附量大
怎样解决这些问题呢？
——固定化酶技术
一、酶与固定化酶
• 酶 活细胞产生的具有生物催化作用的 生物大分子。
• 固定化酶 (固相酶)
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 活性的制剂。
固定化酶的优点 • （1）使酶固定化后有一定的机械强度，催化
反应的过程可管道化、连续化和自动化； • （2）酶不溶解在催化反应的溶液中，产物更