1. 如果某個特殊測定的吸光度值大于 1.20,酶提取液應(yīng)用適當?shù)木彌_液稀釋并重新測定。
2. 如果將所有試劑的體積減半,并使用半微量分光光度計比色皿,則試劑盒可
進行的測定次數(shù)可增加一倍。
酶提取:
A. 小麥和大麥面粉:
1. 將小麥、大麥或其他谷物(約 10-50 g 樣品)磨碎至通過 0.5 mm 篩(例如使
用 Fritsch 離心磨) 。
2. 準確稱取 3.0 g 面粉,放入 50 mL 容量的燒瓶中。
3. 向每個燒瓶中加入 20.0 mL 提取緩沖液(pH 5.4),并劇烈攪拌燒瓶內(nèi)容物。
4. 在 40°C 下提取酶 15-20 分鐘,期間偶爾攪拌。
5. 通過 Whatman GF/A 玻璃纖維濾紙過濾部分溶液,或以 1,000 g 離心 10 分鐘。在 2 小時內(nèi)測定酶活性。
B. 麥芽粉:
1. 將麥芽(20 g 樣品)磨碎至通過 0.5 mm 篩。
2. 準確稱取 0.5 g 麥芽粉,放入 100 mL 容量瓶中。
3. 向容量瓶中加入 1%氯化鈉、0.02%氯化鈣和 0.02%疊氮化鈉的溶液,并調(diào)整體積。
4. 在室溫下提取酶 15-20 分鐘,期間偶爾攪拌。
5. 通過 Whatman GF/A 玻璃纖維濾紙過濾部分溶液,或以 1,000 g 離心 10 分鐘。
6. 用提取緩沖液稀釋 0.5 mL 濾液至 9.5 mL。在 2 小時內(nèi)測定酶活性(見第 6頁 A 部分第 5 點)。
C. 微生物制劑:
液體制劑:
1. 使用正位移分配器,將 1 mL 液體酶制劑加入 49 mL 緩沖液 A 或 B(pH 5.4或 6.5)中,充分混合。這稱為原始提取液。
2. 取 1.0 mL 原始提取液,加入 9.0 mL 適當?shù)木彌_液(A 或 B)中,充分混合。重復此步驟,直至獲得適合測定的稀釋度。例如,對于工業(yè)酶制劑(如愛爾蘭 Kerry Ingredients 的細菌α-淀粉酶),原始提取液需稀釋約 4,000 倍。
粉末制劑:
1. 將 1g 酶粉制劑加入 50mL 的緩沖液 A 或 B(pH 5.4 或 6.5)中,輕輕攪拌約 15分鐘,直至樣品完全分散或溶解。2. 通過離心(1000 g,10 分鐘)或 WhatmanNo.1(直徑 9 cm)濾紙過濾澄清該溶液(即原始提取液)。3. 取 1.0 mL 該溶液,加入 9.0 mL 適當?shù)奶崛?稀釋緩沖液中,充分混合。重復此步驟,直至獲得適合測定的稀釋度。
分析程序:
A. 小麥和大麥面粉:
1. 將 0.2mL 的淀粉酶 HR 試劑溶液(未緩沖)分配到試管中,并將試管及內(nèi)容物在 40°C 下預孵育 5 分鐘。
2. 將谷物提取液在 40°C 下預孵育 5 分鐘。
3. 向每個含有 0.2 mL 淀粉酶 HR 試劑溶液的試管中,直接在試管底部加入 0.2mL 預平衡的小麥或大麥提取液。在 40°C 下孵育 20 分鐘(從加入時間開始計時)。
4. 在 20 分鐘孵育期結(jié)束后,準確加入 3.0 mL 終止試劑,并劇烈攪拌試管內(nèi)容
物。
5. 在 400 nm 處讀取溶液和反應(yīng)空白的吸光度,以蒸餾水為對照。
B. 麥芽和微生物制劑:
1. 將 0.2mL 的淀粉酶 HR 試劑溶液(未緩沖)分配到試管中,并將試管及內(nèi)容物在 40°C 下預孵育 5 分鐘。
2. 將緩沖后的麥芽或微生物制劑提取液在 40°C 下預孵育 5 分鐘。
3. 向每個含有 0.2 mL 淀粉酶 HR 試劑溶液的試管中,直接在試管底部加入 0.2mL 預平衡(并適當稀釋)的微生物酶或麥芽提取液。在 40°C 下孵育 10 分鐘(從加入時間開始計時)。
4. 在 10 分鐘孵育期結(jié)束后,準確加入 3.0 mL 終止試劑,并劇烈攪拌試管內(nèi)容物。
5. 在 400 nm 處讀取溶液和反應(yīng)空白的吸光度,以蒸餾水為對照。
酶活計算:
一個活性單位定義為在過量耐熱α-葡萄糖苷酶存在的情況下,每分鐘從BPNPG7 釋放一微摩爾對硝基苯酚所需的酶量,稱為 Ceralpha 單位(CU)。單位/克面粉:
其中:
ΔA400
=反應(yīng)吸光度−空白吸光度
孵育時間
=麥芽和微生物制劑提取液:10 分鐘
=小麥和大麥提取液:20 分鐘
比色皿中的總體積 =3.4 mL
測定的樣品體積
=0.2 mL
對硝基苯酚在 1%磷酸三鈉中的摩爾吸光系數(shù)εmM(在 400 nm 處)= 18.1
提取體積=
小麥和大麥:每 3 克 20 mL
麥芽:每 0.5 克 100 mL
微生物制劑:每 1 克或 1 mL 50 mL
稀釋倍數(shù)
=原始提取液的稀釋倍數(shù)(麥芽提取液為 20 倍)
因此:
A. 對于小麥和大麥:
單位(CU)/克面粉:
B. 對于麥芽:
單位(CU)/克磨碎麥芽:
C. 對于微生物制劑:
單位(CU)/ mL 或 g 原始制劑:
其中:
ΔA400
=反應(yīng)吸光度−空白吸光度
孵育時間=10 分鐘
比色皿中的總體積 =3.4 mL
測定的樣品體積=0.2 mL
對硝基苯酚在 1%磷酸三鈉中的摩爾吸光系數(shù)εmM(在 400 nm 處)= 18.1
提取體積=每 1 克 50 mL (或 49 mL 加 1 mL 濃縮酶液)
稀釋倍數(shù)=原始提取液的稀釋倍數(shù)
附錄:
A. Ceralpha 測定法與酶濃度和孵育時間的線性關(guān)系
圖 1. Ceralpha 測定法與麥芽α-淀粉酶在蘋果酸鈉緩沖液(pH 5.4)中的線性關(guān)系。測定使用了四種濃度的酶(1 倍、2 倍、3 倍和 4 倍)。反應(yīng)通過加入磷酸三鈉(3.0 mL,1% w/v)在不同時間終止。
B.耐熱α-葡萄糖苷酶濃度對測定的α-淀粉酶值的影響
從圖 2 的結(jié)果可以看出,底物溶液中飽和反應(yīng)所需的α-葡萄糖苷酶濃度為 12U/mL。

圖 2. 耐熱α-葡萄糖苷酶在底物試劑溶液中的濃度對測定吸光度值的影響。
C. 試劑混合物在 60℃下的穩(wěn)定性。
通過將試劑溶液的等分試樣在 60°C 下孵育 0-20 分鐘來確定試劑溶液的穩(wěn)定性。這些溶液隨后用于測定真菌α-淀粉酶的活性(在 40°C 下進行)。從圖 3 的數(shù)據(jù)可以看出,該試劑在 60°C 下非常穩(wěn)定。在 20 分鐘的孵育期內(nèi),空白吸光度值增加了不到 0.01 吸光度單位,測定的活性下降不到 3%(與未預孵育的試劑相比)。
圖 3. 淀粉酶 HR 測定試劑在 60°C 下的溫度穩(wěn)定性。
將試劑的等分試樣在 60°C 下孵育 0-20 分鐘,冷卻至室溫后用于在 40°C 下測定真菌α-淀粉酶。
D. 以淀粉為底物,Ceralpha 單位(CU)與國際單位(IU)的換算
使用淀粉酶 HR 試劑和 ACS 可溶性淀粉(1% w/v;使用 Nelson-Somogyi 還原糖法測定;國際單位)測定了純枯草芽孢桿菌、黑曲霉和大麥麥芽α-淀粉酶的活性,換算因子如下:
黑曲霉(兩種測定均在 pH 5.4 下進行)
以淀粉為底物,IU=0.94×CU
枯草芽孢桿菌(兩種測定均在 pH6.5 下進行)
以淀粉為底物,IU=4.6×CU
大麥麥芽(兩種測定均在 pH 5.4 下進行)
以淀粉為底物,IU=4.1×CU
一個酶活國際單位 (IU) 的定義是:在溫度和 pH 值確定的條件下 ,每分鐘
釋放一微摩爾葡萄糖還原糖當量所需的酶量。
E. Ceralpha 法和 Farrand 法測定小麥和真菌α-淀粉酶的比較。
Farrand 法使用淀粉的β-極限糊精作為底物,通過測量淀粉/碘絡(luò)合物在底物降解時顏色的減少來測定。測定在過量的β-淀粉酶存在下進行,對于谷物樣品,β-淀粉酶來自面粉提取液;對于真菌樣品,需要添加純β-淀粉酶。Farrand 法曾在英國 廣泛使 用, 并使用 Rank Hovis 公司 提供的 β- 極限 糊精。 [Megazyme International 現(xiàn)提供一種純化的β-極限糊精(已去除麥芽糖)。] 在標準 Farrand法中,提取液未緩沖,面粉提取液的 pH 約為 5.8。
在 Campden-Chorleywood 食品研究協(xié)會協(xié)調(diào)的 Farrand 法和 Ceralpha 法的實驗室間比較中,小麥面粉α-淀粉酶的 Farrand 單位與 Ceralpha 單位的相關(guān)性為:
Farrand 單位 = Ceralpha 單位 × 57 - 1.9
一個國際單位(IU)的酶活定義為在特定的溫度和 pH 條件下,每分鐘釋放一微摩爾葡萄糖還原糖當量所需的酶量。
McCleary 和 Sheehan(McCleary and Sheehan,1987)曾報告過類似的相關(guān)性:
Farrand 單位 = Ceralpha 單位 × 57.1
對于真菌樣品,McCleary 等人得到的回歸方程為:
Farrand 單位 = Ceralpha 單位×69
在添加了真菌α-淀粉酶的小麥面粉中測定α-淀粉酶時,由于兩種組分混合的問題(其中一種組分的酶含量很低,另一種組分的酶含量比第一種組分高數(shù)千倍),可能會出現(xiàn)誤差。為了盡量減少可能由于這兩種組分混合不完全而導致的誤差,應(yīng)進行雙份樣品測定,并提取較大樣品(約 6 g/40 mL)。
F. Ceralpha 法(CU)、ASBC 法(DU)與 AACC 法 22-01(SKB 單位)
測定α-淀粉酶的比較
AACC 法 22-01(SKB 單位)使用一種由 AACC/ASBC 提供的“特殊”林特納淀粉制備的β-極限糊精。該方法通過測量α-淀粉酶在 30°C 下與β-極限糊精孵育時達到特定碘色的時間來測定。
ASBC/EBC/國際法(糊精化單位,DU)使用與 AACC 法 22-01 相同的底物和相同的酶濃度,活性單位的計算方式也相同。然而,由于該測定在 20°C 下進行,因此對于特定麥芽樣品,DU 值大約是同一麥芽樣品 SKB 值的一半。AACC 方法 22-01(SKB 單位)和麥芽粉 Ceralpha 單位(CU)之間的關(guān)系如圖 5 所示。α-淀粉酶(DU)的 ASBC(國際方法)和 Ceralpha 方法(CU)之間的關(guān)系如圖 6 所示。
圖 5. Ceralpha 法和 AACC 法 22-01(SKB)測定麥芽粉中α-淀粉酶的相關(guān)性用兩種方法對 7 份麥芽樣品進行重復分析。
圖 6 Ceralpha 法和 ASBC(國際法)測定麥芽粉中α-淀粉酶的相關(guān)性。用兩種方法對 7 份麥芽樣品進行重復分析。
麥芽、真菌和細菌 a-淀粉酶的 SKB 單位與 Ceralpha 單位的換算系數(shù)如下:
麥芽α-淀粉酶:
SKB 單位=0.42×Ceralpha 單位(CU)-0.34。
(SKB 在 pH 4.7 下進行;Ceralpha 在 pH 5.4 下進行)。
真菌α-淀粉酶:
SKB 單位 = 0.60 x Cera lpha 單位(CU ) 。
(SKB 在 pH 5.4 下進行;Ceralpha 在 pH 5.4 下進行)。
細菌α-淀粉酶:
SKB 單位 = 1.8 x Ceralpha 單位(CU ) 。
(SKB 在 pH 6.5 下進行;Ceralpha p 在 pH 6.5 進行。
G. 谷物、真菌和細菌α-淀粉酶 在不同 pH 值下的活力曲線
使用 Ceralpha 法和淀粉酶 HR 試劑測定了小麥麥芽、大麥麥芽、真菌(黑曲霉)和細菌(枯草芽孢桿菌)α-淀粉酶的 pH 活性曲線。對于谷物和真菌α-淀粉酶,使用蘋果酸和富馬酸緩沖液(100 mM,pH 5.0-6.4)制備 pH 曲線;對于細菌α-淀粉酶,使用富馬酸和 Bis-Tris 丙烷緩沖液(pH 5.6-9.0)。所有緩沖液均含有10 mM 氯化鈣。純化的小麥麥芽和真菌α-淀粉酶的曲線如圖 7 所示。大麥麥芽α-淀粉酶的曲線與小麥麥芽相同?莶菅挎邨U菌α-淀粉酶的 pH 活性曲線如圖 8所示。
真菌α-淀粉酶使用淀粉酶 HR 試劑和 Ceralpha 試劑(含有淀粉葡萄糖苷酶和酵母α-葡萄糖苷酶)進行測定,兩條曲線相同。

