小麥萌發種子淀粉酶酶學性質研究

李志遠，熊東彥，黃 丹，慕 昕

（東北農業大學生命科學學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

小麥萌發種子淀粉酶酶學性質研究

李志遠，熊東彥，黃 丹，慕 昕

（東北農業大學生命科學學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

測定了小麥（triticum）萌發種子淀粉酶活性，并對其影響因素進行了討論。通過測定淀粉酶分解淀粉所得產物——麥芽糖量來代表酶活性。麥芽糖能將3，5-二硝基水楊酸還原成棕紅色的氨基化合物（540 nm處有最大吸收峰），測定棕紅色的氨基化合物吸光值，得到產物麥芽糖量，以表示酶的活性。定性分析了溫度、pH值、激活劑和抑制劑對淀粉酶活性的影響。

小麥；淀粉酶；溫度；pH值

淀粉酶是工業常用酶，用途眾多。對淀粉酶活性的研究可以使我們準確地了解淀粉酶活性、最適溫度、pH、激活劑和抑制劑，能更好地應用淀粉酶，對生產有巨大的意義。比如，目前國內啤酒企業的生產普遍使用大麥β-淀粉酶，糖化過程中經常存在糖化液pH下降的問題，進而導致麥芽糖含量不合格，一般通過提高糖化溫度來解決，但這將影響到β-淀粉酶活力的持久性。而小麥β-淀粉酶作為一種新型的麥芽糖生成酶，對其生產工藝進行了優化。

通過本實驗，進一步加深了對小麥β-淀粉酶的認識，為今后研究其他種類的淀粉酶提供了思路。

1 實驗材料與方法

1.1 材料

小麥萌發種子為東農提供。

1.2 方法

1．2．1 麥芽糖標準曲線制作

取7支干凈的具塞刻度試管，按梯度配制麥芽糖標準液。置沸水浴煮沸中5 min；取出后流水下冷卻，定容至20 mL；調零，540 nm下測定OD，繪制標準曲線。

1．2．2 淀粉酶活性測定

提取淀粉酶液：稱取1 g萌發的小麥種子置于研缽，加入少量石英砂、2 mL蒸餾水，研磨勻漿；將勻漿加入離心管，用6 mL蒸餾水分次將殘渣洗入；提取液在室溫下提取15 min，偶爾攪動，使提取充分；3 000 r/min下離心10 min，將上清液定容至50 mL，即為淀粉酶原液，用于α-淀粉酶活力測定。吸取淀粉酶原液5 mL，定容50 mL，即淀粉酶稀釋液，用于淀粉酶總活力的測定；取6支干凈的試管，并編號，按表1進行操作。

將各試管搖勻，分別取2 mL，加入2 mLDNS試劑混勻，置沸水浴煮沸5 min，取出后冷卻，稀釋至25 mL、520 nm測定OD。

表1 酶活性測定

1．2．3 淀粉酶酶學性質研究

提取淀粉酶液：稱取2 g萌發小麥種子，制成淀粉酶粗酶液。

1.2.3.1 溫度對淀粉酶活性的影響

取4支試管，分別于4℃、室溫、40℃下利用碘液反應測定溫度對淀粉酶活性的影響。

1.2.3.2 pH對淀粉酶活性的影響

取3支試管，編號，分別調至pH3.0，pH5.6和pH8.0，利用碘液反應測定pH對淀粉酶活性的影響。

1.2.3.3 激活劑和抑制劑對淀粉酶活性的影響

取4支試管，編號，分別以CuSO4、Na2HPO4、NaCl和蒸餾水處理，測定激活劑和抑制劑對淀粉酶活性的影響。

2 結果分析

2.1 麥芽糖標準曲線制作

麥芽糖標準曲線如圖1所示。

2.2 淀粉酶的活力測定

由所得OD值及所作麥芽糖標準曲線可查得以下內容。

α-淀粉酶組：對照組為0.097 3麥芽糖含量/mg，實驗組平均0.508 3麥芽糖含量/mg。

(α+β)-淀粉酶：對照為0.609 7麥芽糖含量/mg，實驗組平均0.459 5麥芽糖含量/mg。

α-淀粉酶活性（麥芽糖×g-1鮮重×5 min-1）

注：總淀粉酶活性類比以上。

式（1）中：A′為α-淀粉酶對照管；C為比色時用的毫升數。代入得：α-淀粉酶酶活為50.83，(α+β)淀粉酶為459.50，β淀粉酶為408.67.

圖1 麥芽糖標準曲線

2.3 淀粉酶酶學性質研究

2．3．1 溫度組

如圖2所示，溫度對淀粉酶活性的影響為：條件依次是4℃、室溫、40℃、100℃，淀粉酶在低溫（4℃和室溫）下活性較低，隨著溫度的升高活性也逐漸增強；當溫度達到40℃時活性最大，隨后隨著溫度的上升，淀粉酶活性變化不明顯；100℃時淀粉酶已失活，因此，淀粉酶最適宜的溫度接近40℃。

圖2 溫度變量

2．3．2 激活劑與抑制劑

如圖3所示，從左至右依次為氯化鈉溶液、硫酸銅液、磷酸氫二鈉溶液和蒸餾水組。其中，硫酸銅組顏色最深，酶的活性最低；氯化鈉組的顏色最淺，酶的活性最高；磷酸氫二鈉溶液較蒸餾水對照組的顏色較深，可以猜測磷酸氫二鈉也為小麥種子淀粉酶的抑制劑。

2．3．3 pH組

如圖4所示，從左向右依次為pH3.0，pH5.6，pH8.0，觀察可知，pH5.6組的顏色最淺，酶的活性最高，而pH3.0和pH8.0組顏色很深，酶已經失活。

圖3 激活劑與抑制劑變量

圖4 pH變量

3 討論

小麥淀粉酶α-淀粉酶的活性比β淀粉酶的活性低。α-淀粉酶為內切酶，易直接切下一分子葡萄糖，而β淀粉酶為外切酶，易切下麥芽糖，與理論吻合。

對于其酶學性質的研究，小麥淀粉酶的最適溫度40℃左右，兩側活性遞減。最適pH值約為5.6，過酸過堿淀粉酶均失活，進而導致酶活降低。對于本實驗而言，硫酸銅為淀粉酶的抑制劑。氯化鈉組酶活性最高，對于實際起效應的離子，比較氯化鈉及磷酸氫二鈉可知，鈉離子影響不明顯，而氯離子為淀粉激活劑。本實驗結論適用于生產工藝優化，對啤酒生產等有指導意義。

［1］周春海.小麥β淀粉酶生產啤酒用糖漿糖化工藝條件的優化［J］.現代食品科技，2012（03）.

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［3］郝玉蘭，杜曉林.影響小麥淀粉酶活性測定主要因素的研究［J］.北京農學院學報，1995（02）.

［4］任喜波，戴希堯，張俊花，等.不同蘿卜品種淀粉酶活性的差異研究［J］.北方園藝，2012（22）.

［5］金玉紅，張開利，張興春.制麥過程中小麥淀粉含量及淀粉酶活力變化研究［J］.釀酒，2005（01）.

〔編輯：張思楠〕

TS201.25

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.13.064

2095-6835（2017）13-0064-02