小麥萌發(fā)種子淀粉酶酶學(xué)性質(zhì)研究

李志遠(yuǎn)，熊東彥，黃 丹，慕 昕

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

小麥萌發(fā)種子淀粉酶酶學(xué)性質(zhì)研究

李志遠(yuǎn)，熊東彥，黃 丹，慕 昕

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

測(cè)定了小麥（triticum）萌發(fā)種子淀粉酶活性，并對(duì)其影響因素進(jìn)行了討論。通過(guò)測(cè)定淀粉酶分解淀粉所得產(chǎn)物——麥芽糖量來(lái)代表酶活性。麥芽糖能將3，5-二硝基水楊酸還原成棕紅色的氨基化合物（540 nm處有最大吸收峰），測(cè)定棕紅色的氨基化合物吸光值，得到產(chǎn)物麥芽糖量，以表示酶的活性。定性分析了溫度、pH值、激活劑和抑制劑對(duì)淀粉酶活性的影響。

小麥；淀粉酶；溫度；pH值

淀粉酶是工業(yè)常用酶，用途眾多。對(duì)淀粉酶活性的研究可以使我們準(zhǔn)確地了解淀粉酶活性、最適溫度、pH、激活劑和抑制劑，能更好地應(yīng)用淀粉酶，對(duì)生產(chǎn)有巨大的意義。比如，目前國(guó)內(nèi)啤酒企業(yè)的生產(chǎn)普遍使用大麥β-淀粉酶，糖化過(guò)程中經(jīng)常存在糖化液pH下降的問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致麥芽糖含量不合格，一般通過(guò)提高糖化溫度來(lái)解決，但這將影響到β-淀粉酶活力的持久性。而小麥β-淀粉酶作為一種新型的麥芽糖生成酶，對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步加深了對(duì)小麥β-淀粉酶的認(rèn)識(shí)，為今后研究其他種類(lèi)的淀粉酶提供了思路。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 材料

小麥萌發(fā)種子為東農(nóng)提供。

1.2 方法

1．2．1 麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

取7支干凈的具塞刻度試管，按梯度配制麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)液。置沸水浴煮沸中5 min；取出后流水下冷卻，定容至20 mL；調(diào)零，540 nm下測(cè)定OD，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1．2．2 淀粉酶活性測(cè)定

提取淀粉酶液：稱(chēng)取1 g萌發(fā)的小麥種子置于研缽，加入少量石英砂、2 mL蒸餾水，研磨勻漿；將勻漿加入離心管，用6 mL蒸餾水分次將殘?jiān)慈?；提取液在室溫下提?5 min，偶爾攪動(dòng)，使提取充分；3 000 r/min下離心10 min，將上清液定容至50 mL，即為淀粉酶原液，用于α-淀粉酶活力測(cè)定。吸取淀粉酶原液5 mL，定容50 mL，即淀粉酶稀釋液，用于淀粉酶總活力的測(cè)定；取6支干凈的試管，并編號(hào)，按表1進(jìn)行操作。

將各試管搖勻，分別取2 mL，加入2 mLDNS試劑混勻，置沸水浴煮沸5 min，取出后冷卻，稀釋至25 mL、520 nm測(cè)定OD。

表1 酶活性測(cè)定

1．2．3 淀粉酶酶學(xué)性質(zhì)研究

提取淀粉酶液：稱(chēng)取2 g萌發(fā)小麥種子，制成淀粉酶粗酶液。

1.2.3.1 溫度對(duì)淀粉酶活性的影響

取4支試管，分別于4℃、室溫、40℃下利用碘液反應(yīng)測(cè)定溫度對(duì)淀粉酶活性的影響。

1.2.3.2 pH對(duì)淀粉酶活性的影響

取3支試管，編號(hào)，分別調(diào)至pH3.0，pH5.6和pH8.0，利用碘液反應(yīng)測(cè)定pH對(duì)淀粉酶活性的影響。

1.2.3.3 激活劑和抑制劑對(duì)淀粉酶活性的影響

取4支試管，編號(hào)，分別以CuSO4、Na2HPO4、NaCl和蒸餾水處理，測(cè)定激活劑和抑制劑對(duì)淀粉酶活性的影響。

2 結(jié)果分析

2.1 麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示。

2.2 淀粉酶的活力測(cè)定

由所得OD值及所作麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)曲線可查得以下內(nèi)容。

α-淀粉酶組：對(duì)照組為0.097 3麥芽糖含量/mg，實(shí)驗(yàn)組平均0.508 3麥芽糖含量/mg。

(α+β)-淀粉酶：對(duì)照為0.609 7麥芽糖含量/mg，實(shí)驗(yàn)組平均0.459 5麥芽糖含量/mg。

α-淀粉酶活性（麥芽糖×g-1鮮重×5 min-1）

注：總淀粉酶活性類(lèi)比以上。

式（1）中：A′為α-淀粉酶對(duì)照管；C為比色時(shí)用的毫升數(shù)。代入得：α-淀粉酶酶活為50.83，(α+β)淀粉酶為459.50，β淀粉酶為408.67.

圖1 麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.3 淀粉酶酶學(xué)性質(zhì)研究

2．3．1 溫度組

如圖2所示，溫度對(duì)淀粉酶活性的影響為：條件依次是4℃、室溫、40℃、100℃，淀粉酶在低溫（4℃和室溫）下活性較低，隨著溫度的升高活性也逐漸增強(qiáng)；當(dāng)溫度達(dá)到40℃時(shí)活性最大，隨后隨著溫度的上升，淀粉酶活性變化不明顯；100℃時(shí)淀粉酶已失活，因此，淀粉酶最適宜的溫度接近40℃。

圖2 溫度變量

2．3．2 激活劑與抑制劑

如圖3所示，從左至右依次為氯化鈉溶液、硫酸銅液、磷酸氫二鈉溶液和蒸餾水組。其中，硫酸銅組顏色最深，酶的活性最低；氯化鈉組的顏色最淺，酶的活性最高；磷酸氫二鈉溶液較蒸餾水對(duì)照組的顏色較深，可以猜測(cè)磷酸氫二鈉也為小麥種子淀粉酶的抑制劑。

2．3．3 pH組

如圖4所示，從左向右依次為pH3.0，pH5.6，pH8.0，觀察可知，pH5.6組的顏色最淺，酶的活性最高，而pH3.0和pH8.0組顏色很深，酶已經(jīng)失活。

圖3 激活劑與抑制劑變量

圖4 pH變量

3 討論

小麥淀粉酶α-淀粉酶的活性比β淀粉酶的活性低。α-淀粉酶為內(nèi)切酶，易直接切下一分子葡萄糖，而β淀粉酶為外切酶，易切下麥芽糖，與理論吻合。

對(duì)于其酶學(xué)性質(zhì)的研究，小麥淀粉酶的最適溫度40℃左右，兩側(cè)活性遞減。最適pH值約為5.6，過(guò)酸過(guò)堿淀粉酶均失活，進(jìn)而導(dǎo)致酶活降低。對(duì)于本實(shí)驗(yàn)而言，硫酸銅為淀粉酶的抑制劑。氯化鈉組酶活性最高，對(duì)于實(shí)際起效應(yīng)的離子，比較氯化鈉及磷酸氫二鈉可知，鈉離子影響不明顯，而氯離子為淀粉激活劑。本實(shí)驗(yàn)結(jié)論適用于生產(chǎn)工藝優(yōu)化，對(duì)啤酒生產(chǎn)等有指導(dǎo)意義。

［1］周春海.小麥β淀粉酶生產(chǎn)啤酒用糖漿糖化工藝條件的優(yōu)化［J］.現(xiàn)代食品科技，2012（03）.

［2］吳華濤，李玥，王亞麗.小麥種子中α-淀粉酶酶學(xué)性質(zhì)的研究［J］.化工時(shí)刊，2008（12）.

［3］郝玉蘭，杜曉林.影響小麥淀粉酶活性測(cè)定主要因素的研究［J］.北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1995（02）.

［4］任喜波，戴希堯，張俊花，等.不同蘿卜品種淀粉酶活性的差異研究［J］.北方園藝，2012（22）.

［5］金玉紅，張開(kāi)利，張興春.制麥過(guò)程中小麥淀粉含量及淀粉酶活力變化研究［J］.釀酒，2005（01）.

〔編輯：張思楠〕

TS201.25

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.13.064

2095-6835（2017）13-0064-02