CN113481278B - 同时测定蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了同时测定蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的方法,该方法以蔗糖为底物,在蔗糖溶液中加入被测蔗糖酶或果聚糖酶酶解蔗糖形成含葡萄糖和果糖的第一酶解液,然后用硼氢化钠将第一酶解液所含葡萄糖和果糖转化成甘露醇和山梨醇,再向含甘露醇和山梨醇的蔗糖溶液中加入被测果聚糖酶或蔗糖酶酶解蔗糖得到含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖的试样;将含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖的试样用离子色谱‑脉冲安培法测定其所含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖的含量,通过试样中甘露醇和山梨醇的含量计算蔗糖酶或果聚糖酶的活力,通过试样中葡萄糖和果糖的含量计算果聚糖酶或蔗糖酶的活力。

Description

同时测定蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的方法
技术领域
本发明属于蔗糖酶活力和果聚糖酶活力测定技术领域,涉及同时测定蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的方法。
背景技术
蔗糖酶(Sucrase,EC3.2.1.26)又称转化酶,广泛应用于食品和发酵工业;果聚糖酶(Inulinase,EC3.2.1.80)又称菊粉酶,广泛用于生产高果糖浆、酒精,甚至可在生物柴油生产及医药产业、乳酸制备中应用。酶活力是反应酶催化化学反应的能力,酶活力的大小是酶应用的重要指标。因此,酶活力的测定至关重要。
关于蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的测定,现有技术是分别单独进行测定。蔗糖酶活力测定采用的方法主要为3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS法),果聚糖酶活力测定采用的方法主要包括费林试剂热滴定法、3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS法)、塞氏比色法、Somogi-Nelson法。由于两种酶活力的测定是分别单独进行测定,必然会增加测试工作量及试剂的使用,且采用上述方法会涉及有毒有害试剂的使用(如苯酚、间苯二酚、硫酸),损害实验人员身体健康,不利于环境保护。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供同时测定蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的方法,采用此方法,不仅通过一次操作就能获得蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的测定结果,而且可避免有毒有害试剂的使用,有利于实验人员身体健康和环境保护。
本发明所述同时测定蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的方法,以蔗糖为底物,在蔗糖溶液中加入被测蔗糖酶或果聚糖酶酶解蔗糖形成含葡萄糖和果糖的第一酶解液,然后用硼氢化钠将第一酶解液所含葡萄糖和果糖转化成甘露醇和山梨醇,再向含甘露醇和山梨醇的蔗糖溶液中加入被测果聚糖酶或蔗糖酶酶解蔗糖得到含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖的试样;将含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖的试样用离子色谱-脉冲安培法测定其所含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖的含量,通过试样中甘露醇和山梨醇的含量计算蔗糖酶或果聚糖酶的活力,通过试样中葡萄糖和果糖的含量计算果聚糖酶或蔗糖酶的活力。
上述方法有以下两种操作:
1、第一种操作的步骤如下:
(1)试样的制备
①蔗糖酶、果聚糖酶和蔗糖溶液的配制
用pH 6.0的乙酸钠缓冲液分别溶解被测蔗糖酶、被测果聚糖酶、底物蔗糖,得到浓度为1~10U/mL的蔗糖酶溶液、浓度为1~10U/mL的果聚糖酶溶液及浓度为0.1~0.5mol/L的蔗糖溶液;
②蔗糖酶酶解蔗糖
将0.1~0.5mL步骤①配制的蔗糖溶液加入刻度为25~50mL的试管中,再将0.01~0.02mL步骤①配制的蔗糖酶溶液加入所述试管中,混合均匀后在37℃恒温水浴中保温10~20min酶解蔗糖,然后置于沸水浴中加热3~5min终止酶促反应后取出冷却至室温,形成含葡萄糖和果糖的第一酶解液;
③葡萄糖和果糖转化为相应醇
向步骤②形成的含葡萄糖和果糖的第一酶解液中加入1.0~2.0mL浓度为10~20mg/mL的硼氢化钠溶液并混合均匀,然后置于60±5℃的恒温水浴摇床中振摇30~40min后取出冷却至室温形成含甘露醇和山梨醇的蔗糖溶液,再加入1~3mL体积浓度为0.5~1.0%的乙酸溶液并混合均匀后用氢氧化钠溶液调pH值为6.0;
④果聚糖酶酶解蔗糖
在步骤③所得溶液中加入0.01~0.02mL步骤①配制的果聚糖酶溶液并混合均匀,然后置于55℃恒温水浴中保温10~20min酶解蔗糖,再置于沸水浴中加热3~5min终止酶促反应后取出冷却至室温,形成含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖的第二酶解液,再后用去离子水定容至所述试管的刻度作为试样;
(2)标样和淋洗液的配制
用山梨醇、甘露醇、葡萄糖、果糖和去离子水配制一系列山梨醇、甘露醇、葡萄糖和果糖浓度不同的水溶液作为标样;
淋洗液为去离子水(记为A液)、去离子水配制的氢氧化钠溶液(记为B液)及氢氧化钠和乙酸钠混合液(记为C液),所述氢氧化钠溶液的浓度为50~200mmol/L,所述混合液中,氢氧化钠的浓度为50~150mmol/L,乙酸钠的浓度为200~500mmol/L;
(3)试样中山梨醇、甘露醇、葡萄糖、果糖浓度的测定
使用配有电化学检测器、pH-Ag/AgCl复合参比电极的高压离子色谱仪对试样和标样进行检测,得到试样谱图和一系列标样谱图;以标样的浓度为横坐标、以标样谱图的峰面积为纵坐标绘制标准曲线,根据试样谱图的峰面积和标准曲线得到被测试样中山梨醇、甘露醇、葡萄糖和果糖的浓度;
(4)蔗糖酶和果聚糖酶活力的计算
①蔗糖酶活力的计算
根据步骤(3)所得山梨醇浓度、甘露醇浓度,用下述公式计算,得到蔗糖酶活力,
Figure BDA0003116097540000031
式中:
X1,蔗糖酶活力,单位为U/mL;
C1,试样中山梨醇的浓度,单位为μg/mL;
C2,试样中甘露醇的浓度,单位为μg/mL;
V,试样的最终定容体积,单位为mL;
M1,山梨醇的摩尔质量,182g/mol;
M2,甘露醇的摩尔质量,182g/mol;
Vx1,制备试样时蔗糖酶溶液取用体积,单位为mL;
t1,制备试样时蔗糖酶酶解蔗糖的时间,单位为min;
②果聚糖酶活力的计算
根据步骤(3)所得葡萄糖浓度、果糖浓度,用下述公式计算,得到果聚糖酶活力,
Figure BDA0003116097540000032
式中:
X2,果聚糖酶活力,单位为U/mL;
C3,试样中葡萄糖的浓度,单位为μg/mL;
C4,试样中果糖的浓度,单位为μg/mL;
V,试样的最终定容体积,单位为mL;
M3,葡萄糖的摩尔质量,180g/mol;
M4,果糖的摩尔质量,180g/mol;
Vx2,制备试样时果聚糖酶溶液取用体积,单位为mL;
t2,制备试样时果聚糖酶酶解蔗糖的时间,单位为min。
2、第二种操作,步骤如下:
(1)试样的制备
①蔗糖酶、果聚糖酶和蔗糖溶液的配制
用pH 6.0的乙酸钠缓冲液分别溶解被测蔗糖酶、被测果聚糖酶、底物蔗糖,得到浓度为1~10U/mL的蔗糖酶溶液、浓度为1~10U/mL的果聚糖酶溶液及浓度为0.1~0.5mol/L的蔗糖溶液;
②果聚糖酶酶解蔗糖
将0.1~0.5mL步骤①配制的蔗糖溶液加入刻度为25~50mL的试管中,再将0.01~0.02mL步骤①配制的果聚糖酶溶液加入所述试管中,混合均匀后在55℃恒温水浴中保温10~20min酶解蔗糖,然后置于沸水浴中加热3~5min终止酶促反应后取出冷却至室温,形成含葡萄糖和果糖的第一酶解液;
③葡萄糖和果糖转化为相应醇
向步骤②形成的含葡萄糖和果糖的第一酶解液中加入1.0~2.0mL浓度为10~20mg/mL的硼氢化钠溶液并混合均匀,然后置于60±5℃的恒温水浴摇床中振摇30~40min后取出冷却至室温形成含甘露醇和山梨醇的蔗糖溶液,再加入1~3mL体积浓度为0.5~1.0%的乙酸溶液并混合均匀后用氢氧化钠溶液调pH值为6.0;
④蔗糖酶酶解蔗糖
在步骤③所得溶液中加入0.01~0.02mL步骤①配制的蔗糖酶溶液并混合均匀,然后置于37℃恒温水浴中保温10~20min酶解蔗糖,再置于沸水浴中加热3~5min终止酶促反应后取出冷却至室温,形成含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖的第二酶解液,再后用去离子水定容至所述试管的刻度作为试样;
(2)标样和淋洗液的配制
用山梨醇、甘露醇、葡萄糖、果糖和去离子水配制一系列山梨醇、甘露醇、葡萄糖和果糖浓度不同的水溶液作为标样;
淋洗液为去离子水(记为A液)、去离子水配制的氢氧化钠溶液(记为B液)及氢氧化钠和乙酸钠混合液(记为C液),所述氢氧化钠溶液的浓度为50~200mmol/L,所述混合液中,氢氧化钠的浓度为50~150mmol/L,乙酸钠的浓度为200~500mmol/L;
(3)试样中山梨醇、甘露醇、葡萄糖、果糖浓度的测定
使用配有电化学检测器、pH-Ag/AgCl复合参比电极的高压离子色谱仪对试样和标样进行检测,得到试样谱图和一系列标样谱图;以标样的浓度为横坐标、以标样谱图的峰面积为纵坐标绘制标准曲线,根据试样谱图的峰面积和标准曲线得到被测试样中山梨醇、甘露醇、葡萄糖和果糖的浓度;
(4)蔗糖酶和果聚糖酶活力的计算
①蔗糖酶活力的计算
根据步骤(3)所得葡萄糖浓度、果糖浓度,用下述公式计算,得到蔗糖酶活力,
Figure BDA0003116097540000051
式中:
X1,蔗糖酶活力,单位为U/mL;
C3,试样中葡萄糖的浓度,单位为μg/mL;
C4,试样中果糖的浓度,单位为μg/mL;
V,试样的最终定容体积,单位为mL;
M3,葡萄糖的摩尔质量,180g/mol;
M4,果糖的摩尔质量,180g/mol;
Vx1,制备试样时蔗糖酶溶液取用体积,单位为mL;
t1,制备试样时蔗糖酶酶解蔗糖的时间,单位为min;
②果聚糖酶活力的计算
根据步骤(3)所得山梨醇浓度、甘露醇浓度,用下述公式计算,得到果聚糖酶活力,
Figure BDA0003116097540000052
式中:
X2,果聚糖酶活力,单位为U/mL;
C1,试样中山梨醇的浓度,单位为μg/mL;
C2,试样中甘露醇的浓度,单位为μg/mL;
V,试样的最终定容体积,单位为mL;
M1,山梨醇的摩尔质量,182g/mol;
M2,甘露醇的摩尔质量,182g/mol;
Vx2,制备试样时果聚糖酶溶液取用体积,单位为mL;
t2,制备试样时果聚糖酶酶解蔗糖的时间,单位为min。
上述两种操作的步骤(3)中,均采用下述表1的梯度洗脱条件及表2的检测波形。
表1梯度洗脱条件
Figure BDA0003116097540000053
Figure BDA0003116097540000061
表2检测波形
Figure BDA0003116097540000062
根据本发明所述方法的上述两种操作,蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的定义如下:
1、蔗糖酶活力的定义
在37℃、pH6.0条件下,每分钟水解产生1μmol还原糖(转化后的山梨醇和甘露)或1μmol水解糖(葡萄糖和果糖)所需的酶量定义为1个酶活力单位。
2、果聚糖酶活力的定义
在55℃、pH6.0条件下,每分钟水解产生1μmol水解糖(葡萄糖和果糖)或1μmol还原糖(转化后的山梨醇和甘露)所需的酶量定义为1个酶活力单位。
本发明所述方法与现有技术相比,具有以下有益技术效果:
1、采用本发明所述方法,使用一套仪器、一种试剂体系、通过一次操作就能同时获得蔗糖酶活力和果聚糖酶活力,既可减少测试工作量,又可节约分析试剂,从而降低分析成本。
2、本发明所述方法具有良好的精密度,实施例表明,所测定的蔗糖酶活力和果聚糖酶活力相对标准偏差(RSD)分别为2.0%和1.7%(n=5),且与DNS法(3,5-二硝基水杨酸比色法)比较,蔗糖酶活力和果聚糖酶活力都没有显著性差异(p>0.05),因而本发明所述方法符合蔗糖酶活力和果聚糖酶活力检测的要求。
3、本发明所述方法使用的试剂为乙酸钠、硼氢化钠、氢氧化钠和乙酸,且使用量较小,因而对实验人员身体不会造成损害,并有利于环境保护。
附图说明
图1为实施例1中蔗糖酶酶解蔗糖所得葡萄糖和果糖的色谱图及硼氢化钠溶液转化酶解所得葡萄糖和果糖为山梨醇和甘露醇的色谱图。
图2为实施例2中标样的色谱图。
图3为实施例2中试样的一个色谱图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明所述同时测定蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的方法作进一步说明。显然,所描述实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例用蔗糖酶酶解蔗糖并用硼氢化钠溶液转化酶解所得葡萄糖和果糖为山梨醇和甘露醇,操作如下:
(1)试样的制备
①用pH 6.0的乙酸钠缓冲液分别溶解蔗糖酶、底物蔗糖,得到浓度为4U/mL的蔗糖酶溶液及浓度为0.5mol/L的蔗糖溶液;
②蔗糖酶酶解蔗糖
将0.1mL步骤①配制的浓度为0.5mol/L的蔗糖溶液加入刻度为25mL的试管中,再将0.01mL步骤①配制的浓度为4U/mL的蔗糖酶溶液加入所述试管中,混合均匀后在37℃恒温水浴中保温10min酶解蔗糖,然后置于沸水浴中加热3min终止酶促反应后取出冷却至室温;
③葡萄糖和果糖转化为相应醇
将步骤②形成的含葡萄糖和果糖的酶解液平均分为两份,一份作为待测液1,直接测定;另一份加入1.0mL浓度为10mg/mL的硼氢化钠溶液并混合均匀,然后置于60℃的恒温水浴摇床中,以150r/min振摇30min后取出冷却至室温,再加入1.0mL体积浓度为1.0%的乙酸溶液并混合均匀作为待测液2;
④淋洗液的配制
淋洗液为去离子水(记为A液)、去离子水配制的氢氧化钠溶液(记为B液)及氢氧化钠和乙酸钠混合液(记为C液),氢氧化钠溶液(记为B液)的浓度为100mmol/L,氢氧化钠和乙酸钠混合液(记为C液)中,氢氧化钠的浓度为150mmol/L,乙酸钠的浓度为500mmol/L。
(2)试样的测定
测定使用配有电化学检测器、pH-Ag/AgCl复合参比电极的高压离子色谱仪ICS-5000+,色谱柱为CarboPaCTMPA1 250mm×2mm,梯度洗脱条件见表3,进样量:20μL;柱温:30℃;检测波形见表4;
表3梯度洗脱条件
Figure BDA0003116097540000071
Figure BDA0003116097540000081
表4检测波形
Figure BDA0003116097540000082
使用上述仪器及梯度洗脱条件、检测波形对待测液1和待测液2进行谱图采集,得到待测液1和待测液2的对比谱图(图1),从图1可以看出,蔗糖酶酶解蔗糖所得葡萄糖和果糖完全转化为了山梨醇和甘露醇。
实施例2
本实施例以蔗糖为底物,同时测定蔗糖酶活力和果聚糖酶活力,操作如下:
(1)试样的制备
①蔗糖酶、果聚糖酶和蔗糖溶液的配制
用pH 6.0的乙酸钠缓冲液分别溶解被测蔗糖酶、被测果聚糖酶、底物蔗糖,得到浓度为4U/mL的蔗糖酶溶液、浓度为6U/mL的果聚糖酶溶液及浓度为0.5mol/L的蔗糖溶液;
②蔗糖酶酶解蔗糖
将0.2mL步骤①配制的浓度为0.5mol/L的蔗糖溶液加入刻度为25mL的试管中,再将0.01mL步骤①配制的浓度为4U/mL的蔗糖酶溶液加入所述试管中,混合均匀后在37℃恒温水浴中保温10min酶解蔗糖,然后置于沸水浴中加热3min终止酶促反应后取出冷却至室温,形成含葡萄糖和果糖的第一酶解液;
③葡萄糖和果糖转化为相应醇
向步骤②形成的含葡萄糖和果糖的第一酶解液中加入1.5mL浓度为10mg/mL的硼氢化钠溶液并混合均匀,然后置于60℃的恒温水浴摇床中,以150r/min振摇30min后取出冷却至室温形成含甘露醇和山梨醇的蔗糖溶液,再加入2mL体积浓度为1.0%的乙酸溶液并混合均匀后用浓度为1mol/L氢氧化钠溶液调pH值为6.0;
④果聚糖酶酶解蔗糖
在步骤③所得溶液中加入0.02mL步骤①配制的浓度为6U/mL果聚糖酶溶液并混合均匀,然后置于55℃恒温水浴中保温10min酶解蔗糖,再置于沸水浴中加热3min终止酶促反应后取出冷却至室温,形成含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖的第二酶解液,再后用去离子水定容至所述试管的刻度25mL作为试样;
(2)标样和淋洗液的配制
①标样的配制
用4个容量瓶分别称取10mg山梨醇、10mg甘露醇、10mg葡萄糖和10mg果糖,用去离子水稀释定容至刻度,分别得到浓度为1000μg/mL山梨醇、1000μg/mL甘露醇、1000μg/mL葡萄糖和1000μg/mL果糖溶液;
移取山梨醇溶液、甘露醇溶液、葡萄糖溶液和果糖溶液,加去离子逐级稀释,配制成系列混合标样,即山梨醇、甘露醇、葡萄糖和果糖浓度均为0.2μg/mL、0.5μg/mL、1.0μg/mL、2.0μg/mL、2.5μg/mL、5.0μg/mL的系列标样;
②淋洗液的配制
淋洗液为去离子水(记为A液)、去离子水配制的氢氧化钠溶液(记为B液)及氢氧化钠和乙酸钠混合液(记为C液),氢氧化钠溶液(记为B液)的浓度为100mmol/L,氢氧化钠和乙酸钠混合液(记为C液)中,氢氧化钠的浓度为150mmol/L,乙酸钠的浓度为500mmol/L;
(3)试样中山梨醇、甘露醇、葡萄糖、果糖浓度的测定
测定使用配有电化学检测器、pH-Ag/AgCl复合参比电极的高压离子色谱仪ICS-5000+,色谱柱为CarboPaCTMPA1 250mm×2mm,梯度洗脱条件见表5,进样量:20μL;柱温:30℃;检测波形见表6;
表5梯度洗脱条件
Figure BDA0003116097540000091
表6检测波形
Figure BDA0003116097540000092
使用上述仪器及梯度洗脱条件、检测波形对试样和标样进行检测,得到试样谱图(图3)和一系列标样谱图(图2);以各标样的浓度为横坐标、以各标样谱图的峰面积为纵坐标绘制山梨醇、甘露醇、葡萄糖和果糖的标准曲线,山梨醇、甘露醇、葡萄糖和果糖的线性见表7;根据试样谱图的峰面积和标准曲线得到被测试样中山梨醇、甘露醇、葡萄糖和果糖的浓度;
表7山梨醇、甘露醇、葡萄糖和果糖的线性
Figure BDA0003116097540000101
本实施例按上述步骤测定了5次,各次测定所得山梨醇浓度(C1)、甘露醇浓度(C2)、葡萄糖浓度(C3)和果糖浓度(C4)见表8和表9。
(4)蔗糖酶和果聚糖酶活力的计算
①蔗糖酶活力的计算
根据步骤(3)所得山梨醇浓度、甘露醇浓度,用下述公式计算,得到5次测定的蔗糖酶活力(见表8);
Figure BDA0003116097540000102
式中:
X1,蔗糖酶活力,单位为U/mL;
C1,试样中山梨醇的浓度,单位为μg/mL;
C2,试样中甘露醇的浓度,单位为μg/mL;
V,试样的最终定容体积,单位为mL;
M1,山梨醇的摩尔质量,182g/mol;
M2,甘露醇的摩尔质量,182g/mol;
Vx1,制备试样时蔗糖酶溶液取用体积,单位为mL;
t1:制备试样时蔗糖酶酶解蔗糖的时间,单位为min;
②果聚糖酶活力的计算
根据步骤(3)所得葡萄糖浓度、果糖浓度,用下述公式计算,得到5次测定的果聚糖酶活力(见表9);
Figure BDA0003116097540000103
式中:
X2,果聚糖酶活力,单位为U/mL;
C3,试样中葡萄糖的浓度,单位为μg/mL;
C4,试样中果糖的浓度,单位为μg/mL;
V,试样的最终定容体积,单位为mL;
M3,葡萄糖的摩尔质量,180g/mol;
M4,果糖的摩尔质量,180g/mol;
Vx2,制备试样时果聚糖酶溶液取用体积,单位为mL;
t2,制备试样时果聚糖酶酶解蔗糖的时间,单位为min。
表8本实施例5次测定所得山梨醇、甘露醇浓度和蔗糖酶活力的结果
Figure BDA0003116097540000111
表9本实施例5次测定所得葡萄糖、果糖浓度和果聚糖酶活力的结果
Figure BDA0003116097540000112
将表8和表9中5次测定所得蔗糖酶活力和果聚糖酶活力用下述公式计算相对标准偏差RSD:
Figure BDA0003116097540000113
计算结果为:蔗糖酶活力的RSD=2.0%,果聚糖酶活力的RSD=1.7%。
上述相对标准偏差计算结果表明,本发明所述同时测定蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的方法具有良好的精密度。
为了进一步验证本发明所述同时测定蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的方法的准确性,下面采用3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS法)分别对蔗糖酶活力和果聚糖酶活力进行了测定,具体操作如下:
(1)绘制标准曲线
分别移取用去离子水配制成的浓度2.5μmol/L的葡萄糖溶液0、0.100、0.200、0.300、0.400、0.500mL于六个10mL刻度试管中,再分别补水至1mL,得到浓度为0、0.250、0.500、0.750、1.00、1.25μmol/L的葡萄糖标准系列溶液,然后分别向葡萄糖系列浓度的刻度试管中加入3,5-二硝基水杨酸溶液0.5mL,混匀后于沸水浴中加热10min,取出后立即放入盛有冷水的烧杯中冷却至室温,用水定容至10mL,混匀;以葡萄糖浓度为0μmol/L的标样为空白,分别用分光光度计测定波长540nm处的吸光值,再以吸光值为纵坐标、葡萄糖摩尔浓度为横坐标,绘制标准曲线;
(2)蔗糖酶活性测定:
移取用pH 6.0的乙酸钠缓冲液配制成的浓度1.0mol/L的蔗糖溶液0.8mL于10mL刻度试管中,再加入用pH 6.0的乙酸钠缓冲液配制成的浓度4U/mL的蔗糖酶0.1mL,在37℃恒温水浴保温30min后,沸水浴中加热3min终止酶促反应,取出后冷却至室温,稀释5倍后作为待测酶测定液;在相同的条件下,以0.1mL用pH 6.0的乙酸钠缓冲液配制成的浓度4U/mL的蔗糖酶,在37℃恒温水浴保温30min后,沸水浴中加热3min,取出后冷却至室温的溶液作为试剂空白测定液。再向待测酶测定液和试剂空白测定液中加入3,5-二硝基水杨酸溶液0.5mL,混匀后于沸水浴中加热10min,取出后立即放入盛有冷水的烧杯中冷却至室温,再用水定容至10mL,分别用分光光度计测定波长540nm处的吸光值,由标准曲线计算待测酶测定液中和试剂空白测定液中葡萄糖的摩尔浓度。
(3)果聚糖酶活力的测定
移取用pH 6.0的乙酸钠缓冲液配制成的浓度1.0mol/L的蔗糖溶液0.8mL于10mL刻度试管中,再加用pH 6.0的乙酸钠缓冲液配制成的浓度6U/mL果聚糖酶0.1mL,在55℃恒温水浴保温30min后,沸水浴中加热3min终止酶促反应,取出后冷却至室温,稀释5倍后作为待测酶测定液。在相同的条件下,以0.1mL用pH 6.0的乙酸钠缓冲液配制成的浓度6U/mL的果聚糖酶,在55℃恒温水浴保温30min后,沸水浴中加热3min,取出后冷却至室温的溶液作为试剂空白测定液。再向待测酶测定液和试剂空白测定液中加入3,5-二硝基水杨酸溶液0.5mL,混匀后于沸水浴中加热10min,取出后立即放入盛有冷水的烧杯中冷却至室温,再用水定容至10mL,分别用分光光度计测定波长540nm处的吸光值,由标准曲线计算待测酶测定液中和试剂空白测定液中葡萄糖的摩尔浓度。
(4)结果计算公式:
Figure BDA0003116097540000121
X:待测酶活力,单位为U/mL;
C:待测酶测定液中葡萄糖的摩尔浓度,单位为μmol/mL
C0:试剂空白测定液中葡萄糖的摩尔浓度,单位为μmol/mL;
V:酶水解液最终定容体积,单位为mL;
Vx:待测酶溶液的用量,单位为mL;
t:反应时间,单位为min。
f:稀释倍数。
按上述操作进行了5次测定,所得到的蔗糖酶活力和果聚糖酶活力见表10。
表10本实施例与DNS法测定的蔗糖酶活力和果聚糖酶活力
Figure BDA0003116097540000131
从表10可以看出,本发明所述方法与DNS法测定的蔗糖酶活力P-Value=0.086>0.05、果聚糖酶活力P-Value=0.548>0.05,两种方法测定的蔗糖酶活力、果聚糖酶活力没有显著差异,因而表明本发明所述同时测定蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的方法的测定结果是准确的。

Claims (3)

1.同时测定蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的方法,其特征在于以蔗糖为底物,在蔗糖溶液中加入被测蔗糖酶或果聚糖酶酶解蔗糖形成含葡萄糖和果糖的第一酶解液,然后用硼氢化钠将第一酶解液所含葡萄糖和果糖转化成甘露醇和山梨醇,再向含甘露醇和山梨醇的蔗糖溶液中加入被测果聚糖酶或蔗糖酶酶解蔗糖得到含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖的试样;将含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖的试样用离子色谱-脉冲安培法测定其所含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖的含量,通过试样中甘露醇和山梨醇的含量计算蔗糖酶或果聚糖酶的活力,通过试样中葡萄糖和果糖的含量计算果聚糖酶或蔗糖酶的活力。
2.根据权利要求1所述同时测定蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的方法,其特征在于操作步骤如下:
(1)试样的制备
①蔗糖酶、果聚糖酶和蔗糖溶液的配制
用pH 6.0的乙酸钠缓冲液分别溶解被测蔗糖酶、被测果聚糖酶、底物蔗糖,得到浓度为1~10U/mL的蔗糖酶溶液、浓度为1~10U/mL的果聚糖酶溶液及浓度为0.1~0.5mol/L的蔗糖溶液;
②蔗糖酶酶解蔗糖
将0.1~0.5mL步骤①配制的蔗糖溶液加入刻度为25~50mL的试管中,再将0.01~0.02mL步骤①配制的蔗糖酶溶液加入所述试管中,混合均匀后在37℃恒温水浴中保温10~20min酶解蔗糖,然后置于沸水浴中加热3~5min终止酶促反应后取出冷却至室温,形成含葡萄糖和果糖的第一酶解液;
③葡萄糖和果糖转化为相应醇
向步骤②形成的含葡萄糖和果糖的第一酶解液中加入1.0~2.0mL浓度为10~20mg/mL的硼氢化钠溶液并混合均匀,然后置于60±5℃的恒温水浴摇床中振摇30~40min后取出冷却至室温形成含甘露醇和山梨醇的蔗糖溶液,再加入1~3mL体积浓度为0.5~1.0%的乙酸溶液并混合均匀后用氢氧化钠溶液调pH值为6.0;
④果聚糖酶酶解蔗糖
在步骤③所得溶液中加入0.01~0.02mL步骤①配制的果聚糖酶溶液并混合均匀,然后置于55℃恒温水浴中保温10~20min酶解蔗糖,再置于沸水浴中加热3~5min终止酶促反应后取出冷却至室温,形成含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖的第二酶解液,再后用去离子水定容至所述试管的刻度作为试样;
(2)标样和淋洗液的配制
用山梨醇、甘露醇、葡萄糖、果糖和去离子水配制一系列山梨醇、甘露醇、葡萄糖和果糖浓度不同的水溶液作为标样;
淋洗液为去离子水、去离子水配制的氢氧化钠溶液及氢氧化钠和乙酸钠混合液,所述氢氧化钠溶液的浓度为50~200mmol/L,所述混合液中,氢氧化钠的浓度为50~150mmol/L,乙酸钠的浓度为200~500mmol/L;
(3)试样中山梨醇、甘露醇、葡萄糖、果糖浓度的测定
使用配有电化学检测器、pH-Ag/AgCl复合参比电极的高压离子色谱仪对试样和标样进行检测,得到试样谱图和一系列标样谱图;以标样的浓度为横坐标、以标样谱图的峰面积为纵坐标绘制标准曲线,根据试样谱图的峰面积和标准曲线得到被测试样中山梨醇、甘露醇、葡萄糖和果糖的浓度;
(4)蔗糖酶和果聚糖酶活力的计算
①蔗糖酶活力的计算
根据步骤(3)所得山梨醇浓度、甘露醇浓度,用下述公式计算,得到蔗糖酶活力,
Figure FDA0003116097530000021
式中:
X1,蔗糖酶活力,单位为U/mL;
C1,试样中山梨醇的浓度,单位为μg/mL;
C2,试样中甘露醇的浓度,单位为μg/mL;
V,试样的最终定容体积,单位为mL;
M1,山梨醇的摩尔质量,182g/mol;
M2,甘露醇的摩尔质量,182g/mol;
Vx1,制备试样时蔗糖酶溶液取用体积,单位为mL;
t1:制备试样时蔗糖酶酶解蔗糖的时间,单位为min;
②果聚糖酶活力的计算
根据步骤(3)所得葡萄糖浓度、果糖浓度,用下述公式计算,得到果聚糖酶活力,
Figure FDA0003116097530000022
式中:
X2,果聚糖酶活力,单位为U/mL;
C3,试样中葡萄糖的浓度,单位为μg/mL;
C4,试样中果糖的浓度,单位为μg/mL;
V,试样的最终定容体积,单位为mL;
M3,葡萄糖的摩尔质量,180g/mol;
M4,果糖的摩尔质量,180g/mol;
Vx2,制备试样时果聚糖酶溶液取用体积,单位为mL;
t2,制备试样时果聚糖酶酶解蔗糖的时间,单位为min。
3.根据权利要求1所述同时测定蔗糖酶活力和果聚糖酶活力的方法,其特征在于操作步骤如下:
(1)试样的制备
①蔗糖酶、果聚糖酶和蔗糖溶液的配制
用pH 6.0的乙酸钠缓冲液分别溶解被测蔗糖酶、被测果聚糖酶、底物蔗糖,得到浓度为1~10U/mL的蔗糖酶溶液、浓度为1~10U/mL的果聚糖酶溶液及浓度为0.1~0.5mol/L的蔗糖溶液;
②果聚糖酶酶解蔗糖
将0.1~0.5mL步骤①配制的蔗糖溶液加入刻度为25~50mL的试管中,再将0.01~0.02mL步骤①配制的果聚糖酶溶液加入所述试管中,混合均匀后在55℃恒温水浴中保温10~20min酶解蔗糖,然后置于沸水浴中加热3~5min终止酶促反应后取出冷却至室温,形成含葡萄糖和果糖的第一酶解液;
③葡萄糖和果糖转化为相应醇
向步骤②形成的含葡萄糖和果糖的第一酶解液中加入1.0~2.0mL浓度为10~20mg/mL的硼氢化钠溶液并混合均匀,然后置于60±5℃的恒温水浴摇床中振摇30~40min后取出冷却至室温形成含甘露醇和山梨醇的蔗糖溶液,再加入1~3mL体积浓度为0.5~1.0%的乙酸溶液并混合均匀后用氢氧化钠溶液调pH值为6.0;
④蔗糖酶酶解蔗糖
在步骤③所得溶液中加入0.01~0.02mL步骤①配制的蔗糖酶溶液并混合均匀,然后置于37℃恒温水浴中保温10~20min酶解蔗糖,再置于沸水浴中加热3~5min终止酶促反应后取出冷却至室温,形成含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖的第二酶解液,再后用去离子水定容至所述试管的刻度作为试样;
(2)标样和淋洗液的配制
用山梨醇、甘露醇、葡萄糖、果糖和去离子水配制一系列山梨醇、甘露醇、葡萄糖和果糖浓度不同的水溶液作为标样;
淋洗液为去离子水、去离子水配制的氢氧化钠溶液及氢氧化钠和乙酸钠混合液,所述氢氧化钠溶液的浓度为50~200mmol/L,所述混合液中,氢氧化钠的浓度为50~150mmol/L,乙酸钠的浓度为200~500mmol/L;
(3)试样中山梨醇、甘露醇、葡萄糖、果糖浓度的测定
使用配有电化学检测器、pH-Ag/AgCl复合参比电极的高压离子色谱仪对试样和标样进行检测,得到试样谱图和一系列标样谱图;以标样的浓度为横坐标、以标样谱图的峰面积为纵坐标绘制标准曲线,根据试样谱图的峰面积和标准曲线得到被测试样中山梨醇、甘露醇、葡萄糖和果糖的浓度;
(4)蔗糖酶和果聚糖酶活力的计算
①蔗糖酶活力的计算
根据步骤(3)所得葡萄糖浓度、果糖浓度,用下述公式计算,得到蔗糖酶活力,
Figure FDA0003116097530000041
式中:
X1,蔗糖酶活力,单位为U/mL;
C3,试样中葡萄糖的浓度,单位为μg/mL;
C4,试样中果糖的浓度,单位为μg/mL;
V,试样的最终定容体积,单位为mL;
M3,葡萄糖的摩尔质量,180g/mol;
M4,果糖的摩尔质量,180g/mol;
Vx1,制备试样时蔗糖酶溶液取用体积,单位为mL;
t1:制备试样时蔗糖酶酶解蔗糖的时间,单位为min;
②果聚糖酶活力的计算
根据步骤(3)所得山梨醇浓度、甘露醇浓度,用下述公式计算,得到果聚糖酶活力,
Figure FDA0003116097530000042
式中:
X2,果聚糖酶活力,单位为U/mL;
C1,试样中山梨醇的浓度,单位为μg/mL;
C2,试样中甘露醇的浓度,单位为μg/mL;
V,试样的最终定容体积,单位为mL;
M1,山梨醇的摩尔质量,182g/mol;
M2,甘露醇的摩尔质量,182g/mol;
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