实验淀粉酶的固定化

关于实验淀粉酶的固定化第1页，共25页，2023年，2月20日，星期三什么是酶制剂？蛋白酶和脂肪酶酶制剂：含有酶的制品。胃蛋白酶第2页，共25页，2023年，2月20日，星期三酶制剂的缺点通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活。溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本。反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量（难分离）。第3页，共25页，2023年，2月20日，星期三什么是固定化酶？固定化酶：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。第4页，共25页，2023年，2月20日，星期三酶的固定化方法①②③④吸附法共价偶联法交联法包埋法第5页，共25页，2023年，2月20日，星期三共价偶联法交联法包埋法第6页，共25页，2023年，2月20日，星期三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溶液）测试，流出物呈红色表明水解产物糊精生成。糊精淀粉α-淀粉酶β淀粉酶麦芽糖葡萄糖糖化淀粉酶遇碘显红色遇碘不显色遇碘显蓝色第7页，共25页，2023年，2月20日，星期三实验设备及用品5mL塑料注射器、50mL烧杯、滴管、自行车用气门心及夹子、注射器架、试管及微量离心管3支。固定化柱控制流速注射器架阀门第8页，共25页，2023年，2月20日，星期三Step1：α-淀粉酶的固定化①吸附：5mgα-淀粉酶+4mL蒸馏水+5g石英砂，搅拌30min。②装柱：装入下端接有气门心并用夹子封住的注射器中。③洗柱：用10倍柱体积的蒸馏水洗涤除去未吸附的游离淀粉酶。吸附有α-淀粉酶的石英砂第9页，共25页，2023年，2月20日，星期三固定化装置—反应柱固定化柱控制流速注射器架第10页，共25页，2023年，2月20日，星期三Step2：淀粉水解作用的检测①溶解淀粉：50mg可溶性淀粉溶于100mL热水中，搅拌均匀。②过柱：使淀粉溶液以0.3mL/min的流速过柱，在流出5mL淀粉溶液后接收0.5mL流出液。③检测：加入1-2滴KI-I2溶液，观察颜色变化。用水稀释1倍后再观察颜色。每分钟6滴第11页，共25页，2023年，2月20日，星期三Step3：固定化柱的保存和再次使用用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱（洗去残留的反应物和产物），放置在4℃冰箱中保存，几天后取出再重复实验。第12页，共25页，2023年，2月20日，星期三实验结果①②③④对照：淡黄色蓝色红色浅红色实验结论：淀粉被α-淀粉酶水解成为糊精。水淀粉溶液淀粉滤液稀释1倍第13页，共25页，2023年，2月20日，星期三固定化酶柱目的：控制流速让淀粉和淀粉酶充分接触反应。第14页，共25页，2023年，2月20日，星期三酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应液却可以自由出入。固定化酶技术生产高果糖浆分布着小孔的筛板第15页，共25页，2023年，2月20日，星期三例题：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（）A.温度B.pHC.水分D.营养固定化酶的优点：①使酶既能与反应物接触，又能与产物分离。②固定在载体上的酶可以被反复利用。③酶反应过程可严格控制。第16页，共25页，2023年，2月20日，星期三例题：（2013·杭州模拟）（1）在工业生产中，为提高酶的使用效率和产品纯度，一般需要将酶进行固定化处理。利用石英砂固定α-淀粉酶的方法属于（）A.吸附法B.偶联法C.交联法D.包埋法（2）一定浓度的淀粉溶液流过α-淀粉酶固定化酶柱后，被水解成

，遇碘显

色。（3）α-淀粉酶可以通过枯草杆菌发酵生产，以下是利用诱变育种方法培育获得产生较多淀粉酶的菌株的主要实验步骤。（原理：菌株生长过程中可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈。）糊精红第17页，共25页，2023年，2月20日，星期三第一步：将枯草杆菌菌株接种到

培养基上进行扩大培养。第二步：将枯草杆菌菌株分成两组，A组用

处理，B组不处理（作对照）。第三步：制备多个含淀粉的固体培养基。第四步：将A、B组分别稀释后，分别在含淀粉的固体培养基上利用

法分离，适宜条件下培养得到单菌落。第五步：观察A、B组各菌落周围的

。实验结果预期：①根据诱发突变率低的特点，预期

。②根据诱发突变不定向的特点，预期

。液体诱变剂涂布透明圈大小A组多数菌落周围的透明圈与B组差异不显著A组透明圈大小不一，B组较一致第18页，共25页，2023年，2月20日，星期三例题：（2013·浙江自选模块）利用紫甘薯制酒可提高其附加值。请回答：（1）为提高紫甘薯的利用率，工厂化生产时，可加入果胶酶和淀粉酶，其中果胶酶可来自

等微生物。由于酶在水溶液中不稳定，因此常将酶固定在某种介质上制成

。（2）果胶酶可将紫甘薯匀浆中的果胶水解成

。A.半乳糖醛酸和葡萄糖B.半乳糖和果糖C.半乳糖醛酸甲酯和果糖D.半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯黑曲霉或苹果青霉固定化酶第19页，共25页，2023年，2月20日，星期三（3）紫甘薯匀浆流经α-淀粉酶柱后，取适量流出的液体，经脱色后加入KI-I2溶液，结果液体呈红色。表明该液体中含有

。

A.淀粉B.糊精C.麦芽糖D.葡萄糖（4）在发酵前，为使酵母菌迅速发生作用，取适量的干酵母，加入温水和

。一段时间后，酵母悬液中会出现气泡，该气泡内的气体主要是

。将酵母液接种到待发酵液中后，随发酵的进行，酵母菌在

条件下产生了酒精和二氧化碳。蔗糖CO2无氧第20页，共25页，2023年，2月20日，星期三（5）下图表示发酵液pH对酒精浓度的影响。据图判断，最佳pH是

。4.7第21页，共25页，2023年，2月20日，星期三例题：（2013·宁波模拟）固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂（使酶相互连接），海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。如图显示的是部分研究结果（注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量），分析并回答：第22页，共25页，2023年，2月20日，星期三（1）固定化酶技术是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使酶既能与

接触，又能与

分离，同时还能被

。常见的酶固定化的方法有多种：如对本题的小麦酯酶使用了

和

，在“α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”这一实验中，α-淀粉酶固定在石英砂上，使用了下图中的

。底物（反应物）产物反复利用交联法包埋法③第23页，共25页，2023年，2月20日，星期三（2）从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结论是

。（3）乙图曲线表明浓度为

的海藻酸钠包埋效果最好，当海