酶的固定化生产果葡糖浆

基本格式：例如：实验三柠檬酸发酵1.实验目的2.实验原理实验装置与流程实验步骤及方法实验数据处理6.实验报告7.结果与讨论8.主要符号说明9.参考文献10.预习与思考注：以上格式根据不同实验要求，可以删减或增加。四、几点说明1参考文献一般不要早于1995年。2每一个实验的字数原则上控制在1000~3000字范围内。为使本书成为精品，不刻意分配字数，一切从需要出发。3专业名称和物料名称等专业词汇以手册和国标为准。4篇末署名例：XXX大学XXXXXXX@XXXXX。5以提高学生的实践能力，启发创新性思维为目标。本次修订计划在原第一版编者之外，邀请熟悉所列题目，具有科学研究和技术开发经验的教师和企业人员撰稿。本书部分实验方法用于教学实验，部分用于学生的毕业论文的实验和课外科研活动，也作为科学研究和技术开发的参考。本书主要面向生物工程专业本科生，兼顾研究生、技术职业学院学生，教师和企业技术人员。所有参加人员自然为本教材编委会委员。实验48酶连续反应操作技术（酶的固定化生产果葡糖浆）1、实验目的掌握包埋法制备固定化酶的技术，学习果糖含量的测定方法，了解填充床固定化酶反应柱连续生产果葡糖浆的工艺。2、实验原理蔗糖在生产、生活中有着广泛的应用，为补充蔗糖来源的不足，人们利用微生物酶将淀粉水解获得葡萄糖，但葡萄糖的甜度不及蔗糖，利用葡萄糖异构酶把葡萄糖异构成果糖，则可解决这一问题。葡萄糖异构化反应平衡时，可将40〜50%的葡萄糖转化为果糖。人们将这种葡萄糖与果糖混合的糖浆称为果葡糖浆或高果糖浆。固定化酶，就是把游离的水溶性酶，限制或固定于某一局部的空间或固体载体上，使其保持活性并可反复利用的方法。固定化酶技术解决了游离的溶液酶，在反应过程中会随着产品一起流失，影响产品的质量；反应后分离困难，无法重复使用；对热、强酸、强碱和有机溶剂等均不够稳定等缺点，保持了催化效率高、稳定性强等优点，自20世纪60年代末，日本田边制药公司将固定化氨基酰化酶用于氨基酸生产以来，固定化技术已在生化工程及酶工程领域中成为各国学者的研究热点。常用的固定化酶的方法主要有：载体结合法、交联法和包埋法。包埋法是将酶（细胞）包在凝胶微小格子内，或是将酶（细胞）包裹在半透性聚合物膜内的固定化方法。包埋法是制备固定化细胞最常用的方法，此法的优点是：酶分子本身不参加格子的形成，大多数酶都可用该法固定化，且方法较为简便；酶分子仅仅是被包埋起来而未受到化学作用，故活力较高。可用于包埋的聚合物有：胶原、卡拉胶、海藻酸钙、聚丙烯酰胺凝胶等，其中海藻酸钙包埋法应用较为广泛。海藻酸钠为天然高分子多糖，具有固化、成形方便、对微生物毒性小等优点。利用海藻酸钠固定化酶操作简便、安全、成本低廉。本实验采用海藻酸钙包埋法，以葡萄糖异构酶为材料连续生产果葡糖浆。实验仪器及材料（1）实验仪器10mL注射器、恒流泵、烧杯、烧瓶、玻璃夹套柱、磁力搅拌器、超级恒温水浴、分光光度计。（2）实验材料葡萄糖异构酶、40%葡萄糖溶液、4%海藻酸钠溶液、0.05mol/LCaCl2溶液、pH7.8磷酸缓冲液、无菌生理盐水、MgSO4・7屯0、1.5%半胱氨酸盐酸溶液、0.12%咔唑无水乙醇溶液、69%（v/v）硫酸溶液、50Mg/mL标准果糖溶液。实验流程pH7.8磷酸葡萄糖异构酶一*pH7.8磷酸葡萄糖异构酶一*缓冲液［注射器滴入r*CaCl2溶液*固定化酶颗粒4°。过夜4%海藻酸钠溶液丿生理盐水清洗一►生理盐水清洗一►装柱6°J收集反应液40%葡萄糖溶液咔唑比色法计算果糖含量―计算葡萄糖转化率实验步骤及方法固定化葡萄糖异构酶的制备将海藻酸钠溶解于lOOmL蒸馏水中，1001水浴溶解。将20g葡萄糖异构酶加入100mLpH7.8的磷酸缓冲液中，充分混匀。将葡萄糖异构酶溶液与海藻酸钠溶液按体积比1：2混合。通过注射器将海藻酸钠-葡萄糖异构酶混合液滴入连续磁力搅拌的CaCl2溶液中。收集固定化酶颗粒，置于CaCl2溶液中，4°C过夜。固定化葡萄糖异构酶连续生产果葡糖浆用无菌生理盐水充分洗涤固定化酶颗粒。开启超级恒温水浴，温度调节为60C。倾去浸泡固定化酶的生理盐水，将固定化酶颗粒装入玻璃夹套柱内，保持60C恒温。以0.1g/L向葡萄糖溶液中加入MgSO・7HO，充分溶解。利用恒流泵，将加入MgSO・7HO的440%葡萄糖溶液自反应柱底部泵入。收集反应液，适当稀释，用半胱氨酸-咔唑法，在560nm下测定样品的吸光值(操作见表1)，并计算果糖含量。果糖标准曲线的制作果糖标准曲线的制作方法见表2表1果糖含量的测定试剂(mL)管号0123样品01.01.01.0蒸馏水1.00001.5%半胱氨酸盐酸溶液0.269%硫酸溶液(摇匀)6.06.06.06.00.12%咔唑无水乙醇溶液(振荡)0.260C保温时间(min)10101010-OD560表2果糖标准曲线的制作试剂(mL)管号0123标准果糖溶液0蒸馏水1.01.5%半胱氨酸盐酸溶液0.269%硫酸溶液(摇匀)6.06.06.06.00.12%咔唑无水乙醇溶液(振荡)0.260C保温时间(min)10101010-OD5605.实验数据处理记录所收集反应液的吸光值，并计算(1)果糖含量：果糖(%)F果糖(%)FxnWxl06x100F—由标准曲线所得果糖的量/聘n——样品稀释倍数；W——样品质量/g；106——单位换算。(2)葡萄糖转化率：葡萄糖转化率%)样品中果糖百分含量40葡萄糖转化率%)样品中果糖百分含量40x10040——底物溶液中葡萄糖百分含量。结果与讨论计算果葡糖浆中果糖含量；计算底物溶液中葡萄糖转化率。主要符号说明F—由标准曲线所得果糖的量/聘；n——样品稀释倍数；W——样品质量/go9.参考文献伦世仪.生化工程[M].北京：中国轻工业出版社,2003.梅乐和，岑沛霖.现代酶工程[M].北京：化学工业出版社,2006.刘住才，侯平然•酶法生产果葡糖浆的发展[J].冷饮与速冻食品工业,2001,7(3):39〜42.蒋丽萍，张静.果葡糖浆的特性及其在食品中的应用[J].新疆畜牧业,2009,3:39〜40.RamSarupSingh,RajeshDhaliwal,MunishPuri.ProductionofhighfructosesyrupfromAsparagusinulinusingimmobilizedexoinulinasefromKluyveromycesmarxianusYS-1[J].JIndMicrobiolBiotechnol.2007,34:649〜655.游新侠，仇农学•咔