板栗花中β—半乳糖苷酶活性的研究

摘要：以12種板栗花為試驗材料，采用磷酸緩沖溶液提取β-半乳糖苷酶并用分光光度計測定其活性，并測定了“燕勝”品種板栗花中的β-半乳糖苷酶的性質。探知所有品種的板栗花的β-半乳糖苷酶活性在采花后的前9天都呈現先減小后增大的趨勢。燕勝板栗花中的β-半乳糖苷酶活性最適溫度為40℃，最適pH值為5。

關鍵詞：板栗花 β-半乳糖苷酶 活性 性質

板栗花（Chinese chestnut flowers）為殼斗科（Fagceae）

栗屬植物栗（Castaneamollissima Blume）的雄性花序。板栗是雌雄異花同株果樹，板栗花期為5～6月，果熟期為9～10月。一般雌花少，雄花多，同一植株的雌雄花比達1：2349，為了提高板栗的產量，常需要疏除雄花，疏雄后只保留樹冠邊緣部分5%～10%的雄花序，足夠授粉所需。

1 材料與儀器

1.1 試驗材料 板栗花：品種為“青龍后擦嶺2號”、“燕龍”、“小粒”、“Q23”、“青龍早熟2號”、“下河西6號”、“葦子峪”、“大青桿”。

1.2 試驗試劑及器皿 檸檬酸（分析純）、磷酸氫二鈉（分析純）；試管、試管架、試管夾、移液管、膠頭吸管、燒杯、玻璃棒、標簽。

1.3 試驗儀器 RJ-TDL-5A低速臺式大容量離心機、HH-S數顯恒溫水浴鍋、電子天平、SP-723型可見光分光光度計。

2 試驗方法

2.1 β-半乳糖苷酶的提取 提取方法：取1g花瓣樣品，用剪刀剪成小碎片后，置于研缽中；再向研缽中加入10ml磷酸鹽緩沖溶液，將樣品研磨成勻漿，12000r/min離心20min；收集上清液即為粗酶液。

2.2 試驗溶液的配制 配制方法：pH值為5.0的0.1mol/L的磷酸緩沖液：將120ml的0.1mol/L的檸檬酸溶液與130ml的0.2mol/L的磷酸氫二鈉溶液混合于250ml的容量瓶中，即得目標溶液。

2.3 β-半乳糖苷酶活性的測定 取5mmol/L的ONPG溶液2ml置于試管中，并在30℃水浴鍋中預熱3分鐘；然后向試管中加入1ml粗酶液，迅速立即計時，在30℃下反應10min；在上述條件下，A每變化0.001個單位所需的酶量定義為1個酶活力單位。

酶活力（U）=A×1000，式中A：反應前后測定的吸光率之差。

3 結果與分析

3.1 不同板栗花品種中β-半乳糖苷酶在不同儲存期間的活性 本次試驗分別在采花后第1、3、5、7、9天對各品種板栗花進行樣品處理和酶活性測定，五次試驗結果列入表1。

由表1可知：不同品種的板栗花在同時期所測得的酶活性顯著不同，同一品種的板栗花在不同時期所測得的酶活性也有明顯差異。所有品種的板栗花在不同時期時的酶活性測定中，酶活性最高的酶活性變化最大的是“燕龍”，數值變化為684U；變化最小的是“大青桿”，數值變化412U。

3.2 板栗花中β-半乳糖苷酶活性隨儲存時間變化的分析 由表1可看出板栗花的不同品種和不同儲存時期都對β-半乳糖苷酶活性有一定影響，現將不同品種中β-半乳糖苷酶活性隨不同儲存時間的具體變為：12個品種的板栗花β-半乳糖苷酶活性在采摘后前9天都呈現先減小后增大的趨勢。如“青龍后擦嶺2號”、“燕龍”、“小?！钡裙?個品種在采后第4天測定時酶活性是最小的，其中前7種酶活性數值在100～200U間，燕龍低于100U，下河西6號在200～300U間。在12個品種中，除“東陵明珠”、“Q23”、“大青桿”、“葦子峪”外，另外8種的酶活性都在采后第1天時達到最大，同樣在采后第7天時達到最小。

3.3 板栗花中β-半乳糖苷酶的性質研究

3.3.1 β-半乳糖苷酶的最適溫度 以燕勝品種的板栗花為樣品，為探知其β-半乳糖苷酶的最適反應溫度，在pH=5，底物濃度C=5mmol/L時，β-半乳糖苷酶活性隨處理溫度的變化，具體結果如圖1。

圖1 β-半乳糖苷酶的活性隨處理溫度的變化

從圖2可以看出，燕勝板栗花中β-半乳糖苷酶的活性隨處理溫度的變化而變化，在20℃～40℃間它先隨處理溫度的升高而緩慢增大，在40℃時達到最大，酶活性接近700U，可見適當的提高溫度有利于增大β-半乳糖苷酶活性；由此推知，β-半乳糖苷酶的最適溫度是40℃。

3.3.2 β-半乳糖苷酶的最適 pH在處理溫度T=55℃，底物濃度C=5mmol/L時，β-半乳糖苷酶活性隨pH值的變化情況如圖2。

由圖2可知，β-半乳糖苷酶活性先隨pH的增大而增大，在pH=5時達到最大，酶活性數值在600～700U間；之后再隨pH的增大而減小，在pH=8時酶活性最小，其數值在400～500U間。由此可知，β-半乳糖苷酶的最適pH為5。

4 結論

4.1 不同品種的板栗花在同時期所測得的酶活性顯著不同，同一品種的板栗花在不同時期所測得的酶活性也有明顯差異。酶活性變化最大的是“燕龍”，變化最小的是“大青桿”。

4.2 12個品種的板栗花β-半乳糖苷酶活性在采花后前9天都呈現先減小后增大的趨勢。在12個品種中，除“東陵明珠”、“Q23”、“大青桿”、“葦子峪”外，另外8種的酶活性都在采后第1天時達到最大，在采后第7天時達到最小。

5 討論與展望

β-半乳糖苷酶廣泛存在于各種動物、植物及微生物中。對該酶的最初應用是利用其水解乳糖的性質來降低乳制品的乳糖含量。隨著生物技術的發展，可獲取具有一定優良特性、更高酶活的β-半乳糖苷酶，并對編碼該酶的基因結構的深入了解，進一步探討其反應、作用機制，使得β-半乳糖苷酶不僅在食品工業中的用途越來越廣泛， 而且在生物技術領域如基因工程、酶工程、蛋白質工程方面都發揮著重要作用，并廣泛應用于化學、醫藥等領域。

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