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1、第二部分 酶的应用,实验6 -淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测,实际问题：,实验6 -淀粉酶的固定化 及淀粉水解作用的检测,溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本，且不利于工业化使用。,酶在水溶液中很不稳定。,反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。,解决方法,将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在不溶于水的载体（即介质）上，使之不溶于水而又有酶的活性。使用时将固定在载体上的酶与反应物接触，催化反应后与产物分离，这样酶可以被反复利用，被称为固定化酶。,酶的固定化方法,固定化后酶性质的变化,固定化酶的应用实例,-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测,实验6 -淀粉酶的固定化及淀粉水解作
2、用的检测,酶制剂的提取和优点,课后练习,1、酶制剂的概念和种类,酶制剂的提取和优点,含有酶的制品,定义：,多酶片、加酶洗衣粉中的蛋白酶和脂肪酶,种类：,A、液体酶制剂,治疗某些胃病的胃蛋白酶液,B、固体酶制剂,2、酶的生产,提取法,采用一定的技术直接从动植物或微生物的组织、细胞中将酶提取出来,实例：在屠宰厂，可以从家畜胰脏中提取出胰酶；在水果加工厂，可以从菠萝皮中提取出菠萝蛋白酶,发酵法（常用方法）,通过微生物发酵获得酶,实例：果胶酶（黑曲霉、苹果青霉）,3、酶制剂的优点,催化效率高、低能耗、低污染等,酶的固定化方法,1、吸附法：,通过载体表面和酶分子表面间的次级键（氢键、疏水键等）相互作用而
3、将酶吸附到固体吸附剂表面的方法。固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等。,2、包埋法：,将酶包埋在高分子凝胶细微网格中或高分子半透膜中。分网格型、微囊型两种。（聚丙烯酰胺包埋最常用）,酶的固定化方法,3、共价偶联法：,酶的功能基团和固相支持物表面上的反应基团之间形成共价键，从而将酶固定在支持物上。,4、交联法：,不使用载体，利用双功能或多功能试剂在酶分子间、酶分子与惰性蛋白间以及微生物细胞间进行交联反应，把酶分子彼此交叉连接起来，形成网络结构。（利用共价键）,四种固定化酶制备方法小结,制法,特性,固定化后酶性质的改变,1、固定化对酶活性的影响：酶活性下降，反应速度下降,（1）操作稳定性提高；,2、固
4、定化酶对酶稳定性的影响：提高,（2）贮存稳定性比游离酶大多数提高；,（3）对热稳定性，大多数升高，有些反而降低；,（4）对变性剂的耐受力升高。,固定化酶的应用实例,固定化酶技术生产高果糖浆,葡萄糖,果糖,反应柱,固定化酶,分布着小孔的筛板,固定化酶反应柱,（葡萄糖异构酶）,1.如何制备固定化酶？,将酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内。柱子底端装上分布着许多小孔的筛板，酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由出入,2.如何使用？,生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖。从反应柱的下端流出。,固定化酶
5、的应用实例,葡萄糖,果糖,反应柱,固定化酶,分布着小孔的筛板,固定化酶反应柱,（葡萄糖异构酶）,3.有何优点？,反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。,固定化酶技术生产高果糖浆,一定浓度的底物淀粉溶液经过固定化酶柱，水解产生糊精。,1、实验原理：,淀粉,糊精,石英砂,-淀粉酶,反应柱,分布着小孔的筛板,(1)制备固定化-淀粉酶,用吸附法将-淀粉酶固定在石英砂上。,(2) 固定化-淀粉酶催化的反应,(3)淀粉水解的检测,用淀粉指示剂溶液KII2溶液测试。淀粉遇碘显蓝色，而水解产物糊精遇碘呈红色。,-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测,淀粉水解过程,-淀粉酶,淀粉,糊精
6、,遇碘 显蓝色,-淀粉酶,麦芽糖,糖化淀粉酶,葡萄糖,遇碘 显红色,遇碘 不显色,这里使用的是枯草杆菌的a-淀粉酶，其作用的最适温度为5075；最适PH为5.57.5,2、实验材料：,-淀粉酶（取自枯草杆菌，最适pH5.57.5；最适温度5075）,3、实验试剂、用具：,蒸馏水、KII2溶液、石英砂、可溶性淀粉溶液,50ml烧杯3、滴管、自行车气门心及夹子和5mL注射器（层析柱）、注射器架（铁架台）、试管3、玻璃棒、纱布,-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测,4.实验步骤,-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测,1、-淀粉酶的固定化。,在烧杯中，将5mg-淀粉酶溶于4ml蒸馏水（用50ml的烧杯
7、）。,再加入5g石英砂（石英砂体积：4ml） ，不时搅拌。, 搅拌30min后装入1支下端接有气门心并用夹子封住的注射器中（用固定化酶的注射装备层析柱）（在层析柱底部内部的管口处，放上2层纱布或尼龙布，防止石英砂落入层析柱底部的关口中，堵住管口） 。,用10倍体积的蒸馏水洗涤此注射器以除去未吸附的游离淀粉酶，流速为1ml/min。,为什么要不时搅拌？,流速怎么控制？,4.实验步骤,-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测,2、淀粉水解作用的检测。,用水稀释1倍后再观察颜色,将注射器固定在注射架（铁架台）上,用滴管滴加淀粉，使淀粉溶液以0.3ml/min的流速过柱,在流出5ml后接收0.5ml流出液
8、,加入12滴KI-I2溶液，观察颜色变化,为什么滴加淀粉溶液时流速要慢？,为什么要用流出5mL后再接收的流出液进行检测？,为什么要用水稀释1倍？,4.实验步骤,-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测,3、实验后，用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱，放置在4冰箱中，几天后重复上述实验，看是否有相同效果。,为什么要放置在4的冰箱里？,-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测,5.实验结果记录,淀粉水解产物检测的结果,1号试管：,2,1,流出液稀释后颜色反应,2号试管：,对照组颜色反应,淀粉水解产物检测的结果,2,1,将注射器固定在注射架（铁架台）上,1.如何证明洗涤固定化酶柱的流出液中没有淀粉酶?,2.耐高
9、温的淀粉酶有哪些可能的用途?,可在试管中加入1ml可溶性淀粉，再加几滴淀粉酶柱流出液，保温几分钟后用碘液检验。如仍显蓝色，则流出液中没有淀粉酶了。,可以在高温下使淀粉水解快，而且酶不会因高温上而失活，所以可在一些需要高温加热同时又要水解淀粉的反应中使用。,（五）课后练习,3.研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的。如将从大肠杆菌得到的磷酸三酯酶固定到尼龙膜上制成制剂，可以用来降解残留在土壤中的有机磷农药，与用微生物降解相比，其作用不需要适宜的,【 D 】,A、温度 B、PH C、水分 D、营养,4.目前，日用化工厂大量生产的酶制剂，其中的酶大都来自,A、化学合成 B、动物体内 C、植物体内 D、微生物体内,【 D 】,5.酶的固定方法不包括,A. 将酶吸附在固体表面上 B将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶 C将酶包埋在细微网格里 D将酶相互连接起来,【 B 】,5. 关于固定化酶的叙述不正确的是 ( ) A既能与反应物接触，又能与反应物分离 B固定在载体上的酶可被反复利用 C可催化一系列反应 D酶的活性和稳定性受到限制,C,胃病治剂胃蛋白酶合剂,配方,本品能够助消化药，消化蛋白质。用于缺乏胃蛋白酶或病后消化机能减退引起的消化不良症。 口服，3次/日，一次10ml。,说明,