《生物工程下游技术实验》项目二(07生工11--14周).pdfVIP

生物工程下游技术实验项目二： 糖化酶的固定化及其在葡萄糖生产中的应用工艺研究 参考书 《生物工程专业实验》 ，贾士儒，中国轻工业出版社 实验基本内容： 选择离子吸附法固定化糖化酶 衡量固定化糖化酶的工艺优劣 :偶联率、活力回收、相对活力、牢固程度及产品稳定 性等指标 将固定化的糖化酶运用于催化葡萄糖的生产，验证其重复使用能力及多次使用的催 化效率 教学方案： 理解固定化效果与固定化条件密切相关 根据自己的理解 选择 一项与固定化效率及固定化产品质量密切相关的关键因素，并 推测 该因素发生变化时会对固定化酶的质量及固定化效率造成什么影响，以此做为 本实验的研究主题 。 设计验证问题的实验方案 实验总体设计及时间安排： 确定实验主题 , 设 葡萄糖标准曲线及糖 11 计实验方案 化酶活力的测量 周 : 12 载体的预处理 固定化酶实验 固定化酶的质量及固定化过程效率评价 周 : 固定化酶的使用效果与固定化条 13 件之间的关系研究 周 : 固定化酶的稳定性与固定化条件之间的关 14 系研究 周 : 实验一 酶的固定化实验 1. 实验目的： 掌握制备固定化酶的原理和生产工艺，了解评价固定化酶的相关指标。阅读酶工程相关 知识，理解：固定化反应偶联率、活力回收，相对活力的概念、意义及测定原理。理解酶的 脱落、 酶的活性半衰期的意义及测量方法， 理解糖化酶活力测定原理及活力单位的意义， 对 测定过程要求有比较清楚的了解。 明确影响酶固定化效果的因素， 提出该因素可能对酶固定 化效果影响的假设，设计实验验证此假设。以下的实验应该以此假说为实验和分析的中心。 2. 实验原理： 糖化酶也称葡萄糖淀粉酶 （glucoamylase, EC.3.2.1.3 ）(淀粉 - α-1 ，4-葡聚糖葡萄糖水解酶 )， 它能够催化淀粉液化产物 糊精及低聚糖进一步水解成葡萄糖。 糖化酶对底物的作用是由非 还原端开始，将 α-1 ，4-键和 α-1 ，6 键逐一水解，酶作用时糖苷键在 C1-6 间断裂，所产生的 葡萄糖为 构型，几乎 100%转变为葡萄糖。工业生产使用的糖化酶主要来自曲霉、根霉及 拟内孢霉，它被广泛应用于酿酒、制糖等行业，是非常重要的酶制剂。 酶的固定化方法通常按照用于结合的化学反应的类型进行分类，大致有三种：非共价结 合法（结晶法、分散法、物理吸附法及离子结合法） ；化学结合法（包括共价结合法及交联 法）；包埋法（包括微囊法及网络法） 。 本实验利用离子结合法制备固定化糖化酶。 离子结合法就是酶通过离子键结合于具有离 子交换基的不溶性载体的固定化方法，常用的载体有：葡聚糖凝胶、离子交换树脂、纤维素 等。本实验以离子交换树脂为载体， 应用离子交换结合法制备固定化酶，该法操作简便，处 理条件温和， 酶的高级结构和活性中心的氨基酸残基不易被破坏， 酶的活性回收率高， 可反 复连续生产，对稀酶有浓缩作用，载体可再生使用。其缺点是：载体和酶的结合力弱，容易 受缓冲液种类或 pH 的影响，在高离子强度下进行反应时，酶易从载体上脱落。 3. 实验材料和仪器（全班实验） ： 实验材料： 糖化酶液，GF-201 大孔 强碱阴离子交换剂 ，葡萄糖，可溶性淀粉 (20g/L) ， CuSO4.5H 2O，次甲基兰，酒石酸钾钠，氢氧化钠，亚铁氰化钾，乙酸，乙酸钠