淀粉酶酶学性质的研究
摘要
淀粉酶可将淀粉水解为麦芽糖和少量葡萄糖，它们遇碘呈现不同的颜色，根据这个性质对淀粉酶进行不同条件下的研究。通过在不同条件下对酶的性质进行研究发现萌发小麦种子中淀粉酶的最适温度在40℃，随着温度的升高或降低都会对酶活性产生影响；萌发的小麦种子的淀粉酶最适pH在5.6左右，低于或高于最适pH酶的活性逐渐降低；研究还发现Cl¯是淀粉酶的激活剂而Cu²+则对淀粉酶有抑制作用。
关键词：淀粉酶 .不同条件 性质
淀粉是植物最主要的储藏多糖，也是人和动物的重要食物和发酵工业的基本原料。淀粉经淀粉酶水解后生成葡萄糖和麦芽糖等小分子物质而被机体利用。通过对小麦种子中淀粉酶酶学性质的研究可以用于农业研究用于食品¸工业原料等，还可以提高小麦的应用范围和利用率。
⒈材料与方法
⒈⒈实验材料
萌发的小麦种子
⒈⒉实验设计
称取2g萌发3天的小麦种子，置于研钵中，加入少量2ml蒸馏水，研磨匀浆。将匀浆倒入刻度试管中，定容至25ml。提取液在室温下放置提取15-20min，每隔数分钟搅动一次，使其充分提取。然后在4000r/min转速下离心10min，将上清液倒入一个干净的试管中，即为淀粉酶粗酶液。
⒈⒊实验方法与结果
⒈⒊⒈温度对淀粉酶活性的影响
取8支试管，编号，按下表操作，并记录观察到的颜色。
管号 A a B b C c D d
缓冲液（pH5.6）/ml 1.0 — 1.0 — 1.0 — 1.0 —
淀粉溶液/ml 2.5 — 2.5 — 2.5 — 2.5 —
淀粉酶提取液/ml — 1.0 — 1.0 — 1.0 — 1.0
预保温/10min 4℃ 室温 40℃ 沸水浴
混合 A→a B→b C→c D→d
酶促反应（10min） 4℃ 室温 40℃ 沸水浴
碘液 各加3滴（滴管应先冷却至室温）
显色 浅蓝色 无色 无色 蓝色
低温时酶的活性低，但没有失活，随着温度升高，酶的活性越来越高，后来又降低当温度到达很高时酶失活。如图所示，从右到左依次为4℃ 常温 40℃ 100℃，颜色分别为浅蓝色 无色 无色 蓝色。4℃时的颜色说明淀粉部分水解，此时酶的活性不高，常温下和40℃时颜色接近为无色，此时淀粉完全被水解酶的活性很高，而100℃时颜色很深，说明此时酶已经失活或者酶的活性非常低。
⒈⒊⒉pH对淀粉酶活性的影响
取3只试管，编号，按下表操作，并记录观察到的颜色。
管号 A B C
缓冲液/ml 2.0（pH3.0） 2.0（pH5.6） 2.0（pH8.0）
淀粉溶液/ml 各2.5
淀粉酶提取液/ml 各1.0
酶促反应（10min） 摇匀，40℃水浴10min
碘液 各3滴
显色 蓝色 无色 无色
如图所示，在pH为3.0时呈现深蓝色，说明此时酶的活性非常低，而在pH为5.6
时为无色，说明此时酶的活性很高，pH为8.0时虽然是无色但是此时是因为离子的作用，并不是酶的活性的原因。
⒈⒊⒊激活剂和抑制剂对淀粉酶活性的影响。
取4支试管，编号，按下表操作，并记录观察到的颜色。
管号 1 2 3
缓冲液（pH5.6） 各2.0
NaCl溶液/ml 1.0 — —
CuSO4溶液/ml — 1.0 —
H2O — — 1.0
淀粉溶液/ml 各2.5
淀粉酶提取液/ml 各1.0
酶促反应（10min） 摇匀，40℃水浴10min
碘液 各3滴
显色 无色 浅蓝色 无色
加入NaC，溶液呈现无色，说明加入氯化钠对酶的活性起促进作用。而硫酸铜则是抑制作用。而水则是用来作对照。
⒈⒋实验结论与分析
本实验通过不同条件对酶活性的影响，学习和掌握了淀粉酶活性的原理和性质，并且了解了几个酶活性的影响因素。
酶的活性受温度的影响很大，本实验的温度为40℃是酶的活性最好当温度低于或高于时酶的活性都有降低，但性质不同，低温抑制酶的活性但酶并没有失活，高温会使酶失活。这是两个不同的过程，当然酶的最适温度是会变化的，因此要了解酶的最适温度需要多次测量。
酶的活性还会受到pH的影响，pH过高或过低都会影响酶的活性。本实验中pH为5.6时活性最高，以为本实验设计的pH范围较大因此不能准确测出最适pH。
酶的活性还受抑制剂和激活剂的影响，本实验只采用了两种离子来加以说明，实际上
像镁离子 汞离子等都会对酶的活性产生影响。大多数激活剂和抑制剂都不能改变淀粉酶的性质。抑制剂多与酶的活性中心、外必须基团结合，从而引起抑制作用。而除去抑制剂时酶的活性又能够还原。抑制剂有多种，包括许多金属离子化合物（Ca 、Hg 、Ag 等）和EDTA。在α- 淀粉酶中至少包含一个Ca , Ca 使酶分子保持适当的构象, 从而维持其最大的活性和稳定性。Ca 对α- 淀粉酶的亲和能力比其它离子强, 其结合钙的数量1到10之间。结晶高峰淀粉酶A( TAA) 包含10 个Ca , 但只有一个结合很牢固。通常况下结合一个Ca 就足以使α- 淀粉酶很稳定。用EDTA 透析或者用电渗析可以将Ca 从淀粉酶中除去, 加入Ca 可以激活钙游离酶。用Sr2+ 和Mg2+代替TAA中的Ca , 在Sr 和Mg 过量的情况下也能使其结晶。另外，激活剂能够参与酶活性中心构成或与酶及底物结合或生成复合物而引起促进作用。
淀粉酶作为一种重要的工业用酶, 已经广泛应用于淀粉及淀粉基工业中, 且已经取得了很好的使用效果。对缩短生产周期, 提高产品得率和原料的利用率, 提高产品质量和节约粮食资源, 都有着极其重要的作用。但由于不同来源淀粉酶的性质上的差异, 导致了其应用受到一定的局限, 如耐高温淀粉酶在高温条件下才能发挥最大活力, 在低温和中温时其利用效率很低, 从而了其应用范围。另外,不同淀粉酶应用于食品中, 其安全性有的尚未完全肯定。因此, 在以后的研究中, 可以通过化学方法或生物方法对淀粉酶进行改性, 扩展其使用的范围, 提高使用效率。无论如何, 随着科技的发展、研究的深入,淀粉酶将会得到更加广泛的应用目前,淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业, 是一种重要工业用酶。如在淀粉加工业中, 微生物淀粉酶已成功取代了化学降解法; 在酒精工业中能显著提高出酒率。其应用于各种工业中对缩短生产周期, 提高产品得率和原料的利用率, 提高产品质量和节约粮食资源, 都有着极其重要的作用。
〖参考文献〗
[1]高继国，郭春绒.普通生物化学教程实验指导[M].北京：化学工业出版社，2009.9
[2]杨武荣.生物化学原理[M].北京：高等教育出版社，2006.10
[3]马永强，韩春然，方 蕾 哈尔滨：玉米萌发过程中淀粉酶性质的研究实验
[4]罗志刚, 杨景峰, 罗发兴α- 淀粉酶的性质及应用[J].华南理工大学轻工与食品学院