麩曲糖化酶活力測定方法探討

羅惠波，王 毅，邊名鴻，楊曉東，楊建勤

(1.四川理工學院生物工程學院，四川 自貢 643000;2.釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室，四川 自貢 643000;3.江安縣工業園區管理委員會，四川 江安 644200;4.成都新憶坊商貿有限公司，成都 610036)

糖化酶(Glucoamylase，EC 3.2.1.3.)是一種外切型糖苷酶，作為白酒微生物代謝過程主要代謝產物之一，其活力大小是衡量麩曲質量的重要指標［1-3］。糖化酶能按順序水解淀粉或淀粉類似物非還原端的多種糖苷鍵而生成葡萄糖［4］，因此被廣泛運用于食品工業中。常規測定糖化酶活力方法有次碘酸鹽法、Schoorl法(DU法)、快速滴定法和3，5-二硝基水楊酸(DNS)法等，但各個測定方法均有一定的缺陷［5-8］。

本文采用微量連續流動分析儀對DNS法進行改進，利用導管取樣，運用分光光度計的原理，通過電腦軟件自動檢測樣品含量［9-10］，并與次碘酸鹽法、快速滴定法進行比較，以期建立檢測麩曲糖化酶活力準確、實用、快速、簡便的新方法，并為麩曲生產的規范化提供數據與理論支持，更好的指導麩曲生產。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

材料:麩曲，由釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室提供;糖化酶(酶活力100000 U/g)，上海藍季科技發展有限公司。

試劑:MgSO4、KH2PO4、NaNO3、醋酸、醋酸鈉、葡萄糖、3，5-二硝基水楊酸(DNS)等均為分析純，購于成都科龍化工試劑廠。

儀器與設備:UV-2000紫外可見分光光度計(上海尤尼柯有限公司);連續流動化學分析儀(Micro-CFA)(美國Astoria Pacific International);恒溫水浴鍋(北京中興偉業儀器有限公司);pH計(上海精密科學儀器有限公司)。

1.2 固態發酵培養

稱取10 g 的麩皮，加水 8%(v/m)，KH2PO40.02 g，MgSO40.02 g，NaNO30.3 g，在250 mL 三角瓶中潤料2 h后，121℃滅菌30 min，趁熱搖散，冷卻至40℃左右，接入0.3%(m/m)麩曲，混合均勻，于溫度30℃、濕度95%，培養 48 h［11］(22 h 時進行扣瓶)。

1.3 粗酶液的制備

發酵結束后，加入40℃水170 mL。然后加入20 mL pH4.6的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液，攪勻，40℃保溫浸泡1 h，保溫時每隔10 min攪拌1次。用脫脂棉過濾，棄去初濾液，得澄清濾液待用［11］(濾液應盡快分析，若30 min內不能使用，應將濾液暫置冰箱中冷藏，分析時升溫至40℃后使用)。

1.4 檢測方法

1.4.1 酶活力測定方法

次碘酸鹽測定糖化酶活力［5］。

快速滴定法測定糖化酶活力［7］。

3，5-二硝基水楊酸法測定糖化酶活力［8］。

1.4.2 連續流動化學分析儀檢測

在傳統3，5-二硝基水楊酸(DNS)法的基礎上，結合美國(API)連續流動化學分析儀，對麩曲糖化酶和標準糖化酶活力進行測定(圖1)。

圖1 糖化酶活力測定連接示意圖

1.4.3 葡萄糖標準曲線測定

濃縮標準液(10 g/L):稱取1 g葡萄糖溶于100 mL蒸餾水，需存于棕色瓶內，4～6℃保存，備用。

葡萄糖標準液梯度稀釋:將濃縮標準液進行梯度稀釋，稀釋濃度見表1。

表1 葡萄糖標準液

1.4.4 糖化酶酶液的制備

稱取1.1366 g糖化酶，溶于200 mL蒸餾水中，配得的糖化酶活力為568.3 U/mL，4～6℃保存，備用。

1.5 數據分析

應用SPSS 17.0統計軟件對不同方法測定的糖化酶活力與準確度進行t檢驗分析。結合F-檢驗雙樣本方差分析，分析測定麩曲糖化酶活力的最佳方法。

2 結果與分析

2.1 不同方法測定糖化酶活力

采用不同方法對糖化酶的活力進行測定，通過t檢驗分析結果見表2。

表2 不同方法測定糖化酶活力分析

由表2可知，采用不同方法測定糖化酶活力其準確度有較大的差異。通過誤差和均值分析可知，次碘酸鹽的差值最小，說明次碘酸鹽有較高的準確度;而DNS法的差值最大，準確度最低。從RSD值也可以看出，次碘酸鹽法的RSD值為3.6%，較快速滴定法和DNS法準確度高。

通過t檢驗，采用次碘酸鹽法和DNS法測定糖化酶活力，t值分別為2.118 和2.317，均小于t(0.025，4)=2.776。雙尾概率分別為 0.102 和 0.081，均大于 0.05。所以采用次碘酸鹽法和DNS法測定糖化酶活力無顯著性的系統誤差。而采用快速滴定法測定糖化酶活力時，t=3.293 ＞ t(0.025，4)=2.776，雙尾概率 0.03 ＜0.05，說明采用快速滴定法測定糖化酶活力的結果有顯著性的系統誤差。

2.2 不同方法測定麩曲糖化酶活力

采用不同方法對麩曲糖化酶的活力進行測定，通過F檢驗分析結果見表3。方差分析結果見表4。

表3 不同方法測定麩曲糖化酶活力分析

由表3可知，通過誤差分析，不同方法測定麩曲糖化酶活力有相對誤差，且次碘酸鹽法測定結果誤差值最小，RSD為3.7%?？焖俚味ǚê虳NS法測定的結果都有較大的誤差，影響的因素可能是測定結果的判定和操作引起的。

表4 不同方法測定糖化酶活力方差分析

由表4可知，通過F-檢驗雙樣本方差分析，三種測定方法相互比較，其結果是P值均大于0.05，即三種測定結果的精密度沒有顯著性。

2.3 DNS法優化探討

2.3.1 標準曲線的測定

將梯度葡萄糖溶液通過連續化學分析儀進行檢測，并利用一次曲線對標準曲線進行擬合，結果圖2所示。

圖2 還原糖含量測定標準曲線

將DNS法應用到連續流動化學分析儀中，進行還原糖的測定，由圖2可知，采用DNS改進法測定還原糖的標準曲線回歸方程為:y=0.001045x-0.028，R2=0.9997。所以，在還原糖標準液濃度測定范圍內，標準曲線線性良好，符合檢測要求。

2.3.2 DNS優化法測定糖化酶活力

采用DNS優化法測定糖化酶活力，通過t檢驗分析結果見表5。

表5 DNS優化法測定糖化酶活力分析

由表5可知，通過t檢驗，采用DNS優化法測定糖化酶活力 t=1.806 ＜ t(0.025，4)=2.776，雙尾概率為0.145＞0.05，所以采用DNS優化法測定無顯著性的系統誤差。

2.4 對比試驗

對比次碘酸鹽法、快速滴定法和DNS改進法測定麩曲糖化酶活力的結果見表6。DNS優化法方差分析結果見表7。

表6 對比試驗結果

表7 DNS優化法方差分析結果

由表6可知，經F-檢驗雙樣本分析，采用DNS優化法測定麩曲糖化酶活力，與快速滴定法和DNS法方差比較，P 值分別為 0.031 和 0.036，均小于 0.05;同時 F值均小于1，即DNS優化法較快速滴定法和DNS法精密度有顯著提高。DNS優化法較次碘酸鹽法精密度沒有顯著性差異，但誤差減小。

3 結束語

通過t-檢驗，采用次碘酸鹽法和DNS法測定糖化酶活力，t值分別為2.118 和2.317，均小于 t(0.025，4)=2.776，雙尾概率分別為 0.102 和0.081，均大于 0.05，所以采用次碘酸鹽法和DNS法測定糖化酶活力無顯著性的系統誤差。而采用快速滴定法測定糖化酶活力時，t=3.293 ＞ t(0.025，4)=2.776，雙尾概率 0.03 ＜0.05，說明采用快速滴定法測定糖化酶活力的結果有顯著性的系統誤差。通過t-檢驗可知，采用DNS優化法測定無顯著性系統誤差。

通過F-檢驗雙樣本方差分析，采用次碘酸鹽法、快速滴定法和DNS法三者比較，其F-檢驗的P值均大于0.05，即三種測定結果的精密度沒有顯著性。DNS優化法與次碘酸鹽法、快速滴定法、DNS法進行雙樣本方差分析，DNS優化法與快速滴定法、DNS法比較，其精密度有顯著提高，而與次碘酸鹽法沒有顯著性差異。

改進后的DNS法在操作上更加簡便、人為因素影響小，在處理樣品較多的時候優勢明顯。同時，DNS改進法為后續麩曲及麩曲釀造過程中糖化酶活力的分析檢測奠定了基礎。

［1］黃群，肖文軍，孫術國，等.α-淀粉酶和糖化酶協同酶解葛根淀粉動力學研究［J］.食品科學，2012，33(21):187-191.

［2］羅惠波，茍云凌，饒家權，等.酶制劑對濃香型白酒發酵過程中高級醇生成的影響［J］.四川理工學院學報:自然科學版，2011，24(2):186-189.

［3］白利濤，張麗萍.糖化酶活力測定方法研究［J］.釀酒科技，2012(2):100-102.

［4］鐘浩，譚興和，熊興耀，等.糖化酶研究進展及其在食品工業中的應用［J］.保鮮與加工，2008(3):1-4.

［5］GB 8267-2006，食品添加劑 糖化酶制劑［S］.

［6］馬歌麗，魏泉增，張志剛.分光光度法測定大曲糖化酶活力探討［J］.中國釀造，2008(17):69-71.

［7］沈怡方.白酒生產技術全書［M］.北京:中國輕工業出版社，2009.

［8］黃丹，尚志超，袁先玲，等.瀘型大曲中根霉固態發酵產糖化酶條件研究［J］.四川理工學院學報:自然科學版，2012，25(3):9-13.

［9］羅宏德，王沙毅.連續流動化學技術的發展與應用［J］.現代科學儀器，2010(5):131-132.

［10］李丹宇.濃香型大曲制備過程中理化指標及微生物群落演替規律的研究［D］.自貢:四川理工學院，2013.

［11］李銳利，方尚玲，陳茂彬，等.綠觀音土曲中霉菌糖化酶活力的研究［J］.釀酒，2010(1):50-52.