一、 溶液的配制
1. Mandels营养盐溶液(1000 mL)
名 称
硫酸铵((NH4)2SO4) 磷酸二氢钾(KH2PO4) 尿素 (H2NCONH2) 硫酸镁(MgSO4·7H2O) 氯化钙(CaCl2·2H2O)
注:用煮沸10 min后的蒸馏水配制。
重 量(g)
14 20 3 3 4
2. Mandels微量元素溶液(1000 mL)
名 称
氯化钴(CoCl2·6H2O) 硫酸锌(ZnSO4·7H2O) 硫酸锰(MnSO4·H2O) 硫酸亚铁(FeSO4·7H2O) 注:用煮沸10 min后的蒸馏水配制。
重 量(g)
3.7 1.4 1.6 5.0
3. DNS试剂的配制(1000 mL)
(1) 取:3,5-二硝基水杨酸 (C7H4N2O7) 7.5 g
氢氧化钠 (NaOH ) 14.0 g
充分溶解于1000 mL 水中(水预先煮沸10 min)
(2) 加入:酒石酸钾钠 (C4H4O6KNa·4H2O) 216.0 g 苯酚(在50 ℃水浴中融化) 5.5 mL
偏重亚硫酸钠 (Na2S2O5) 6.0 g
(3) 充分溶解后盛于棕色瓶中,放置5天后便可使用,平时盛一小瓶(250 mL)使
用,要放在冰箱中冷藏。此溶液每月配制一次。 注意:倒入瓶中时要尽量装满!!
4. 考马斯亮蓝G-250的配制(1000 mL)
称考马斯亮蓝G-250 100 mg即0.1g溶于50 mL 95%乙醇中,加入100 mL 85 %磷酸,用蒸馏水稀释至1000 mL ,滤纸过滤。最终试剂中含0.01 %(w/v)考马斯亮蓝G-250,4.7 %(w/v)乙醇,8.5 %(w/v)磷酸。
5. 1.0 M柠檬酸缓冲溶液的配制(1000 mL)
名 称
柠檬酸(C6H8O7·H2O) NaOH
分 子 量Mn
210 40
重 量(g) 210 74.5
准确称取柠檬酸210 g,溶于约750 mL煮沸(10 min)蒸馏水中,待柠檬酸充分溶解后加入氢氧化钠74.5 g,完全溶解后将上述溶液转移到1000 mL容量瓶中,冷却后将容量瓶定容到1000 mL(原始pH4.45)。(检验方法:取1.0 M柠檬酸缓冲溶液稀释20倍,测定稀释液的pH值,pH值应为4.8)
6. 标准糖溶液的配制和标准方程的测定
(1) 标准糖溶液的配制
准确称取2.000 g葡萄糖/木糖(葡萄糖/木糖需105 ℃烘干3 h),蒸馏水溶解,全部转移至1 L容量瓶内,摇匀,配制成2 g/L葡萄糖/木糖溶液。
取9个100 mL容量瓶、1支20 mL刻度吸管,分别吸取2 g/L葡萄糖/木糖溶液10 mL、20 mL、30 mL、40 mL、50 mL、60 mL、70 mL、80 mL、90 mL依次加入容量瓶,蒸馏水定容,摇匀。即为0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L、1.0 g/L、1.2 g/L、1.4 g/L、1.6 g/L、1.8 g/L、2.0 g/L葡萄糖/木糖标准溶液。
取6个30 mL容量瓶、1支20 mL刻度吸管,分别吸取2 g/L葡萄糖溶液10 mL、12 mL、14 mL、16 mL、18 mL、20 mL依次加入容量瓶,每瓶再加入1.5 mL柠檬酸缓冲液,蒸馏水定容,摇匀。即为1.0 g、1.2 g、1.4 g、1.6 g、1.8 g、2.0 g酶解葡萄糖。
(2) 标准方程的测定: ① 葡萄糖/木糖标准方程的测定
取10支25mL刻度管,10支1mL刻度吸管,分别加入0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L、1.0 g/L、1.2 g/L、1.4 g/L、1.6 g/L、1.8 g/L、2.0 g/L葡萄糖/木糖标准溶液1 mL,DNS溶液3 mL。100 ℃煮沸5 min,水浴冷却后定容至25 mL,摇匀。以蒸馏水作为空白对照,550 nm测定吸光度A。以A为纵坐标,C为横坐标,制定标准曲线。(7230型分光光度计输出方程为:A = MC + N,723型分光光度计输出方程为:C = KA + B)
② 酶解木糖标准方程测定(测定木聚糖酶活力)
取6支25 mL刻度管,6支2 mL刻度吸管,分别加入1.0 g、1.2 g、1.4 g、1.6 g、1.8 g、2.0 g酶解木糖标准溶液1.5 mL,DNS溶液3 mL,100 ℃煮沸5 min,水浴冷却后定容至25 mL,摇匀。以蒸馏水作为空白对照,550 nm测定吸光度A。以A为纵坐标,C为横坐标,制定标准曲线。(7230型分光光度计输出方程为:A = MC + N,723型分光光度计输出方程为:C = KA + B)
③ 酶解葡萄糖标准方程测定(测定滤纸酶活力、CMC酶活力)
取6支小试管,6支2 mL刻度吸管,分别加入1.0 g、1.2 g、1.4 g、1.6 g、1.8 g、2.0 g酶解葡萄糖标准溶液1.5 mL,DNS溶液3 mL,100 ℃煮沸5 min,水浴冷却后,量筒定容至50 mL(定容至25 mL,测定CMC酶活力),摇匀。以蒸馏水作为空白对照,550 nm测定吸光度A。以A为纵坐标,C为横坐标,制定标准曲线。(7230型分光光度计输出方程为:A = MC + N,723型分光光度计输出方程为:C = KA + B)
7. 柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液的配制
pH 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 0.1 mol/L 柠檬酸/mL 19.60 18.76 17.82 16.83 15.89 15.06 14.30 13.56 12.90 12.29 11.72 11.18 10.65 10.14 9.70 0.2 mol/L 磷酸氢二钠/mL 0.40 1.24 2.18 3.17 4.11 4.94 5.70 6.44 7.10 7.71 8.28 8.82 9.35 9.86 10.30 pH 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 0.1 mol/L 柠檬酸/mL 9.28 8.85 8.40 7.91 7.37 6.78 6.15 5.45 4.55 3.53 2.61 1.83 1.27 0.85 0.55 0.2 mol/L 磷酸氢二钠/mL 10.72 11.15 11.60 12.09 12.63 13.22 13.85 14.55 15.45 16.47 17.39 18.17 18.73 19.15 19.45 注:Na2HPO4,Mr =141.98;0.2 mol/L溶液为28.40 g/L
Na2HPO4·2H2O,Mr =178.05;0.2 mol/L溶液为35.61 g/L C6H8O7·H2O,Mr =210.14;0.1 mol/L溶液为21.01 g/L
二、 酶活力的测定
1. 滤纸酶活力的测定—纤维素酶的总体酶活力
采用国际理论和应用化学协会(IUPAC)推荐的标准方法测定[Ghose,T.K., et al,Pure & Appl.Chem.,1987,59,257-268],一个滤纸酶活力的国际单位(FPIU)等于在标准反应条件下每分钟生成1 μmol葡萄糖量的酶量。测定方法如下:
取7支试管在其中1#-5#支小试管中加入50 mg卷成筒状的滤纸条(1 × 6cm),适当稀释酶液,取7支试管按下表操作。(5#有底物无酶,6#为有酶无底物空白对照)
项 目
稀释酶液(mL)
1# 0.2
2# 0.3 1.2
3# 0.4 1.1
4# 0.5 1.0
5# 0 1.5
6# 0.5 1
7# 酶解葡萄糖 标样1.5mL
0.05 M柠檬酸缓冲液(mL) 1.3
将上述试管盖上塑料布,用橡皮筋扎紧后置于恒温水浴器中,保持在振幅80和温度50 ℃下保温60 min后立即取出加入3 mL DNS试剂,在沸水中反应5 min,冷却后加水至50 mL并充分摇匀,待滤纸完全沉淀后,取上层清液于550 nm波长下测定吸光度A值。反应生成的葡萄糖的量根据葡萄糖标准曲线求得。
以0.2、0.3、0.4、0.5mL酶量所生成葡萄糖的毫克数为横坐标,酶量的对数为纵坐标作图,从图中找出生成2 mg葡萄糖的酶量,按下式计算样品的滤纸酶活力(FPA):
滤纸酶活力 =
2 mg葡萄糖
60min×0.18(mg/μmol)×生成2mg葡萄糖的酶量(mL)
一个滤纸酶活力单位定义为每分钟生成1μmol葡萄糖所需的酶量,单位:IU/mL。 备注:当加入0.5 mL酶液(指酶液没有被稀释的时候!)仍无法生成2 mg葡萄糖时,按下式计算:
滤纸酶活 = 0.185 ×(葡萄糖mg数)
2. β-葡萄糖苷酶活力的测定 方法一:葡萄糖氧化酶测定法
按国际标准方法测定[Ghose,T.K.,etal,Pure & Appl.Chem.,1987,59,257-268]。一个β-葡萄糖苷酶活力国际单位(IU/mL)等于标准条件下每分钟转化1 μmol底物即生成2 μmol葡萄糖的酶量来表示。
预先用0.05 M的柠檬酸缓冲液配制15 mmol/L的纤维二糖溶液(0.513 g纤维二糖/100 mL0.05 M的柠檬酸缓冲液,现配现用) (1) 每个样品应做三个不同酶量
估计β-葡萄糖苷酶活力
(IU/mL)
取酶液量(mL)
(2) 加料:试管中加入酶液、缓冲液和纤维二糖溶液如下: 酶液量 (mL)
样品 酶液空白 纤维二糖空白
适量 1 0
0.05 M柠檬酸缓冲液(mL) 1-酶液 1 1
纤维二糖溶液 (mL) 1 0 1
< 0.1 0.5/0.8/1.0
0.1 0.3/0.5/0.8
0.2 0.2/0.3/0.5
0.3 0.1/0.2/0.3
每个试管共2mL,用塑料纸包扎好。注意:纤维二糖溶液必须用0.05M柠檬酸配制。
(3) 酶解反应:试管置于50 ℃水浴中,保温30分钟,取出,沸水中放置5分钟
使酶失活,冷却至室温。
(4) 加显色剂(葡萄糖氧化酶测定试剂):取试管中冷却液30 µL,加入显色剂
3.0 mL,混匀;同时做一个葡萄糖标样:取1 g/L葡萄糖标样30 µL,加显色剂3.0 mL,混匀;置于37 ℃水浴中,保温15分钟,取出。
(5) 测吸光度:505 nm,用蒸馏水调零,测各试管溶液吸光度A值。1g/L葡萄
糖标样的吸光度为0.7左右。
(6) 计算产生的葡萄糖mg数:
样 品 吸光度
测得 酶 空 白 所含葡萄糖 = 2 × (mg) 纤维二糖空白 1g/L葡萄糖标样吸光度
样品实际产生的葡萄糖 = [测得葡萄糖mg]-[纤维二糖空白葡萄糖mg]
-[酶空白葡萄糖mg] × [酶液量mL] (mg)
注:纤维二糖空白所产生的响应值,当纤维二糖溶液为新鲜配制时,一般很低。 (7) 作图:以log(酶液量mL)为纵坐标,实际产生的葡萄糖mg为横坐标作图,
求出生成1 mg葡萄糖时对应的酶液量mL。 (8) 计算β-葡萄糖苷酶活力:
0.0926
β-葡萄糖苷酶活力 = (IU/mL)
生成1mg葡萄糖对应的酶液量(mL)
注:当加入1mL酶液仍不能生成1mg葡萄糖时,
β-葡萄糖苷酶活力 = 0.0926×(葡萄糖mg数)
☆ 补充:葡萄糖含量测定
采用葡萄糖氧化酶-过氧化物酶终点比色法测定。葡萄糖测定试剂盒由上海荣盛生物技术有限公司生产,内含R1(缓冲液)和R2(酶试剂),使用时将R1和R2等量混合。葡萄糖经葡萄糖氧化酶氧化成葡萄糖酸和过氧化氢,后者在过氧化物酶的作用下,将4-氨基安替比林与苯酚偶联缩合成可被分光光度计测定的醌类化合物。测定该有机化合物的吸光度便能计算出葡萄糖的含量。测定方法如下: 在测定管中加入30 µL待测试样的稀释液(空白管、标准管分别以蒸馏水及1g/L的葡萄糖标准溶液代替),每一试管中加入由R1和R2等量混合的酶酚混合液3.0mL,将各试管分别摇匀,置于37℃水浴中保温15min,冷却至室温后,在7230分光光
度计上于505 nm下测定吸光度A值,用空白管校正吸光度到零点,葡萄糖含量按下式计算:
测定管吸光度 葡萄糖含量(g/L)= × 稀释倍数 标准管吸光度
方法二: 采用pNPG(对硝基苯酚-β-D-葡萄糖苷)试剂测定
(1) 试剂的配制
① 50 mmol/L , pH 4.8柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液的配制(200 mL) 方法:0.1 mol/L柠檬酸 101.4 mL + 0.2 mol/L磷酸氢二钠 98.6 mL ② 1 mol/L Na2CO3溶液(250 mL)
称取:26.5 g Na2CO3溶解后定容至250 mL
③ 5 mmol/L pNPG(分子量:301.25)溶液的配制(100 mL)
称取0.1506 g pNPG,用50mmol/L,pH4.8柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液溶解后定容至100 mL。
(2) 对硝基苯酚标准方程的测定 ① 对硝基苯酚标准溶液的配制
准确称取0.0209 g 对硝基苯酚(分子量:139.11),蒸馏水溶解,全部转移至100 mL容量瓶内,摇匀,配制成1.5 mmol/L对硝基苯酚溶液。
取6个30 mL容量瓶,分别吸取1.5 mmol/L对硝基苯酚溶液1 mL、2 mL、4 mL、6 mL、8 mL、10 mL依次加入容量瓶,蒸馏水定容,摇匀。即为0.05 mmol/L、0.1 mmol/L、0.2 mmol/L、0.3 mmol/L、0.4 mmol/L、0.5 mmol/L。 ② 对硝基苯酚标准方程的测定
取6支15 mL刻度管、6支1 mL刻度吸管,分别加入0.05 mmol/L、0.1 mmol/L、0.2 mmol/L、0.3 mmol/L、0.4 mmol/L、0.5 mmol/L对硝基苯酚溶液1.0mL,再加入2.0 mL 1 mol/L的 Na2CO3溶液和10 mL的蒸馏水,室温放置5 min后,摇匀。以蒸馏水作为空白对照,在400 nm下测定吸光度A。以A为纵坐标,C为横坐标,制定标准曲线。 (3) 测定方法
游离酶酶活力的测定:0.1 mL适当稀释的酶液与0.9 mL 5 mmol/L pNPG溶液(分别预热5分钟)混合后,于50 ℃下保温10 min。 10 min后立即加入2 mL 1 mol/L Na2CO3溶液终止反应后,再加入10 mL的蒸馏水,摇匀。 在400 nm下测定吸光度。以0.1 mL蒸馏水代替酶液作空白对照。(要做2~3个平行样,取平均值)
固定化酶酶活力的测定:将游离酶酶活的测定方法中0.1mL适当稀释的酶液用0.1mL蒸馏水和一定质量的固定化酶来代替,其余步骤相同。 (4) 酶活力的计算
一个β-葡萄糖苷酶酶活力单位定义为:每分钟水解生成1 µmol对硝基苯酚所需要的酶量。 计算公式如下: 游离酶酶活力的计算:
生成对硝基苯酚的量(µmol)
β-葡萄糖苷酶酶活 = (IU/mL)
10 min×0.1 mL
固定化酶活力的计算:
生成对硝基苯酚的量(µmol)
β-葡萄糖苷酶酶活 = (IU/g)
10 min × 称取固定化酶的质量(g)
3. 羧甲基纤维素(CMC)—内切葡聚糖酶活力
(1) 在25 mL刻度试管中加入0.5 mL适当稀释的酶液和1.0 mL用0.05 mol/L
柠檬酸缓冲液配制的1 %(w/v)羧甲基纤维素悬浮液。
(2) 盖上塑料布,用橡皮筋扎紧后置于恒温水浴器中,保持在振幅80和温度50 ℃
下保温30 min后立即取出加入3 mL DNS试剂,在100 ℃沸水中煮沸5 min,冷却到室温后,加水定容至25 mL,充分摇匀后于550 nm波长下测定吸光
度A值。
(3) 反应生成的葡萄糖的量根据葡萄糖标准曲线求得。按下式计算CMC酶活力:
CMC酶活力 =
生成的葡萄糖的量(mg) 30min×0.18(mg/μmol)×0.5mL
一个CMC酶活力单位定义为每分钟生成1μmol葡萄糖所需的酶量,单位:IU/mL。
4. 木聚糖酶活力的测定
用0.05 mol/L柠檬酸缓冲液配制的1%(w/v)桦木木聚糖(Sigma公司制造)溶液。适当稀释酶液,取7支25 mL刻度试管按下表操作(5#有底物无酶、6#为有酶无底物空白对照)。
项 目
稀释酶液(mL)
1# 0.2
2# 0.3 0.2 1
3# 0.4 0.1 1
4# 0.5 0 1
5# 0 0.5 1
6# 0.5 1 0
酶解木糖标样
1.5mL 7#
0.05M柠檬酸缓冲液(mL) 0.3 1%桦木木聚糖(mL)
1
将上述试管盖上塑料布,用橡皮筋扎紧后置于恒温水浴器中,保持在振幅80和温度50 ℃下保温30 min后立即取出加入3 mL DNS试剂,在沸水中反应5 min,冷却到室温后,加水到25 mL,充分摇匀后于550 nm波长下测定吸光度A值。根据木糖标准曲线(用木糖的绝对量对吸光度A值作图),找出反应所产生的木糖量(扣除空白值)。
以0.2、0.3、0.4、0.5 mL酶量所生成木糖的毫克数为横坐标,酶量的对数为纵坐标作图,从图中找出生成2 mg木糖的酶量,按下式计算木聚糖酶活力:
2mg木糖
木聚糖酶活力 =
30 min×0.15(mg/μmol)×生成2mg木糖的酶量
一个木聚糖酶活力单位定义为每分钟生成1μmol木糖所需的酶量,单位:IU/mL。
三、木聚糖的测定方法
1、准确吸取5mL搅拌均匀的木聚糖溶液于250 mL三角瓶中,加入5 mL 8 %的硫酸,摇匀后用牛皮纸和橡皮筋将三角瓶的瓶口扎住。
2、将三角瓶置于灭菌锅中于121 ℃条件下保温60 min,冷却后取出。 3、将三角瓶中的水解液倒入200 mL烧杯中,加入100 mL左右的水(注意少量多次洗涤三角瓶),用15 %的NaOH溶液中和至pH值为6.5 ~ 7.0。
4、将中和液定容到200 mL(量筒)。
5、用DNS法测得中和液的还原糖浓度c,则被测样品的木聚糖浓度C为:
C = c×40×0.9
式中:
C — 木聚糖浓度,g/L c — 水解液中木糖浓度 0.9 — 木聚糖和木糖的转化系数
6、每个样品做2个平行样。 注意:
木聚糖的聚合度是用c×40除以木聚糖不水解直接测糖的还原物浓度。
四、可溶性蛋白质的测定
采用Bradford测定方法。测定试剂采用Bradford试剂(Sigma公司)。
① 常量分析法。取5个蛋白质标准样品(分别含牛血清蛋白0.2、0.4、0.6、0.8和1.0 mg/mL),1个空白对照(蒸馏水)和所有待测试样各0.1 mL于10 mL具塞试管中,顺试管壁分别加入3.0 mL Bradford试剂,将试管小心上下翻转几次使液体混合均匀(注意尽量不产生泡沫),在加入染色剂后的5-60 min内,于595 nm波长下测定各样品的吸光度A值。以同样处理的空白作为对照。当蛋白质浓度在0.2-1.0 mg/mL范围内时,吸光度A值与蛋白质浓度之间呈线性关系。作出蛋白质浓度标准曲线后,由待测试样的A值可求得蛋白质的浓度。
②微量分析法。当蛋白质浓度较低时,可采用微量分析法来测定蛋白质浓度。取5个蛋白质标准样品(分别含牛血清蛋白2、4、6、8和10 µg/mL)和待测试样各1.0 mL于10 mL具塞试管中,顺试管壁分别加入1.0 mL Bradford试剂,其余步骤与常量分析方法相同。
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