小麦萌发种子淀粉酶酶学性质研究

李志远，熊东彦，黄 丹，慕 昕

（东北农业大学生命科学学院，黑龙江 哈尔滨 150030）

小麦萌发种子淀粉酶酶学性质研究

李志远，熊东彦，黄 丹，慕 昕

（东北农业大学生命科学学院，黑龙江 哈尔滨 150030）

测定了小麦（triticum）萌发种子淀粉酶活性，并对其影响因素进行了讨论。通过测定淀粉酶分解淀粉所得产物——麦芽糖量来代表酶活性。麦芽糖能将3，5-二硝基水杨酸还原成棕红色的氨基化合物（540 nm处有最大吸收峰），测定棕红色的氨基化合物吸光值，得到产物麦芽糖量，以表示酶的活性。定性分析了温度、pH值、激活剂和抑制剂对淀粉酶活性的影响。

小麦；淀粉酶；温度；pH值

淀粉酶是工业常用酶，用途众多。对淀粉酶活性的研究可以使我们准确地了解淀粉酶活性、最适温度、pH、激活剂和抑制剂，能更好地应用淀粉酶，对生产有巨大的意义。比如，目前国内啤酒企业的生产普遍使用大麦β-淀粉酶，糖化过程中经常存在糖化液pH下降的问题，进而导致麦芽糖含量不合格，一般通过提高糖化温度来解决，但这将影响到β-淀粉酶活力的持久性。而小麦β-淀粉酶作为一种新型的麦芽糖生成酶，对其生产工艺进行了优化。

通过本实验，进一步加深了对小麦β-淀粉酶的认识，为今后研究其他种类的淀粉酶提供了思路。

1 实验材料与方法

1.1 材料

小麦萌发种子为东农提供。

1.2 方法

1．2．1 麦芽糖标准曲线制作

取7支干净的具塞刻度试管，按梯度配制麦芽糖标准液。置沸水浴煮沸中5 min；取出后流水下冷却，定容至20 mL；调零，540 nm下测定OD，绘制标准曲线。

1．2．2 淀粉酶活性测定

提取淀粉酶液：称取1 g萌发的小麦种子置于研钵，加入少量石英砂、2 mL蒸馏水，研磨匀浆；将匀浆加入离心管，用6 mL蒸馏水分次将残渣洗入；提取液在室温下提取15 min，偶尔搅动，使提取充分；3 000 r/min下离心10 min，将上清液定容至50 mL，即为淀粉酶原液，用于α-淀粉酶活力测定。吸取淀粉酶原液5 mL，定容50 mL，即淀粉酶稀释液，用于淀粉酶总活力的测定；取6支干净的试管，并编号，按表1进行操作。

将各试管摇匀，分别取2 mL，加入2 mLDNS试剂混匀，置沸水浴煮沸5 min，取出后冷却，稀释至25 mL、520 nm测定OD。

表1 酶活性测定

1．2．3 淀粉酶酶学性质研究

提取淀粉酶液：称取2 g萌发小麦种子，制成淀粉酶粗酶液。

1.2.3.1 温度对淀粉酶活性的影响

取4支试管，分别于4℃、室温、40℃下利用碘液反应测定温度对淀粉酶活性的影响。

1.2.3.2 pH对淀粉酶活性的影响

取3支试管，编号，分别调至pH3.0，pH5.6和pH8.0，利用碘液反应测定pH对淀粉酶活性的影响。

1.2.3.3 激活剂和抑制剂对淀粉酶活性的影响

取4支试管，编号，分别以CuSO4、Na2HPO4、NaCl和蒸馏水处理，测定激活剂和抑制剂对淀粉酶活性的影响。

2 结果分析

2.1 麦芽糖标准曲线制作

麦芽糖标准曲线如图1所示。

2.2 淀粉酶的活力测定

由所得OD值及所作麦芽糖标准曲线可查得以下内容。

α-淀粉酶组：对照组为0.097 3麦芽糖含量/mg，实验组平均0.508 3麦芽糖含量/mg。

(α+β)-淀粉酶：对照为0.609 7麦芽糖含量/mg，实验组平均0.459 5麦芽糖含量/mg。

α-淀粉酶活性（麦芽糖×g-1鲜重×5 min-1）

注：总淀粉酶活性类比以上。

式（1）中：A´为α-淀粉酶对照管；C为比色时用的毫升数。代入得：α-淀粉酶酶活为50.83，(α+β)淀粉酶为459.50，β淀粉酶为408.67.

图1 麦芽糖标准曲线

2.3 淀粉酶酶学性质研究

2．3．1 温度组

如图2所示，温度对淀粉酶活性的影响为：条件依次是4℃、室温、40℃、100℃，淀粉酶在低温（4℃和室温）下活性较低，随着温度的升高活性也逐渐增强；当温度达到40℃时活性最大，随后随着温度的上升，淀粉酶活性变化不明显；100℃时淀粉酶已失活，因此，淀粉酶最适宜的温度接近40℃。

图2 温度变量

2．3．2 激活剂与抑制剂

如图3所示，从左至右依次为氯化钠溶液、硫酸铜液、磷酸氢二钠溶液和蒸馏水组。其中，硫酸铜组颜色最深，酶的活性最低；氯化钠组的颜色最浅，酶的活性最高；磷酸氢二钠溶液较蒸馏水对照组的颜色较深，可以猜测磷酸氢二钠也为小麦种子淀粉酶的抑制剂。

2．3．3 pH组

如图4所示，从左向右依次为pH3.0，pH5.6，pH8.0，观察可知，pH5.6组的颜色最浅，酶的活性最高，而pH3.0和pH8.0组颜色很深，酶已经失活。

图3 激活剂与抑制剂变量

图4 pH变量

3 讨论

小麦淀粉酶α-淀粉酶的活性比β淀粉酶的活性低。α-淀粉酶为内切酶，易直接切下一分子葡萄糖，而β淀粉酶为外切酶，易切下麦芽糖，与理论吻合。

对于其酶学性质的研究，小麦淀粉酶的最适温度40℃左右，两侧活性递减。最适pH值约为5.6，过酸过碱淀粉酶均失活，进而导致酶活降低。对于本实验而言，硫酸铜为淀粉酶的抑制剂。氯化钠组酶活性最高，对于实际起效应的离子，比较氯化钠及磷酸氢二钠可知，钠离子影响不明显，而氯离子为淀粉激活剂。本实验结论适用于生产工艺优化，对啤酒生产等有指导意义。

［1］周春海.小麦β淀粉酶生产啤酒用糖浆糖化工艺条件的优化［J］.现代食品科技，2012（03）.

［2］吴华涛，李玥，王亚丽.小麦种子中α-淀粉酶酶学性质的研究［J］.化工时刊，2008（12）.

［3］郝玉兰，杜晓林.影响小麦淀粉酶活性测定主要因素的研究［J］.北京农学院学报，1995（02）.

［4］任喜波，戴希尧，张俊花，等.不同萝卜品种淀粉酶活性的差异研究［J］.北方园艺，2012（22）.

［5］金玉红，张开利，张兴春.制麦过程中小麦淀粉含量及淀粉酶活力变化研究［J］.酿酒，2005（01）.

〔编辑：张思楠〕

TS201.25

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.13.064

2095-6835（2017）13-0064-02