印 染(2002No . 8) www . cdfn . com . cn
测试与标准
纤维素酶活力测定方法
张瑞萍 南通工学院(226007)
摘 要 用DN S 为显色剂, 分别以滤纸和C M C 为底物, 以滤纸糖酶活性(FPA ) 和羧甲基纤维素酶活性(C M C ase ) 表征纤维素酶活力。确定酶活测定用波长为530nm , 参比溶液应为失活酶、底物和DN S 等共热的反应物; 比较了两种底物的酶活力测定方法。结果表明, C M C ase 比FPA 高, 说明酶对水溶性底物有较高的活力, 也表明吸附对酶的活性部位与纤维素分子链段的结合及催化均有很大影响; 对于不同牌号的纤维素酶, 织物的酶减量率与C M C 酶活力关系密切。
叙 词: 测试 纤维素酶 活度中图分类号: TS 197
纤维素酶是多组分复合物, 各组分的底物专一性不同。纤维素酶作用的底物比较复杂, 反应产物不同, 致使纤维素酶活力测定方法很多, 各国的方法亦不统一。我们选择滤纸、C M C 为底物, 原理系利用纤维素酶催化水解纤维素, 产生纤维多糖、二糖及葡萄糖等还原糖, 与显色剂反应, 求出还原糖的浓度, 活力。(糖酶活力) 和C M ase ) , 比较两种底物的酶, 探讨纤维素酶活力与织物减量率的关系, 为酶在生产中的利用提供依据。
色化合物, 用分光光度计比色, 确定低分子糖含量。
碱性条件下DN S 与还原糖共热反应如下:
O 2N
+22N
O 2N
(黄色) 32氨基252硝基水杨酸(棕红色)
生成的棕红色氨基化合物系比色法测定基础。2. 2 最大吸收波长的确定
选取490～580nm 波长对显色液进行比色。由图1可知, 不同浓度的葡萄糖溶液在490～500nm 处有
1 实验方法
1. 1 化学药品、材料
最大吸收, DN S 在此波长下也有较明显的吸收。为了排除DN S 的干扰, 选择在波长530nm 处进行测定, 此波长下的葡萄糖吸收虽有所降低, 然而符合“吸收最大、干扰最小”的原则。
纤维素酶(工业品) , DN S 试剂(自配) , 冰醋酸, 醋
酸钠, 葡萄糖(均为分析纯) , 滤纸(定性) ,
羧甲基纤维素酶C M C (试剂级) , 纯棉针织物半制品(南通针织厂) 。
1. 2 FPA 滤纸酶活力和C M C 酶活力的测定
取适当稀释的酶液, 分别以滤纸或1%的C M C 溶液为底物, 于50℃恒温水解反应1h ; 然后加入显色剂DN S , 沸水浴中煮沸5m in ; 再加入蒸馏水, 于530nm 测定吸光度OD 值。
酶活可定义为:每毫升酶液1m in 产生1m g 葡萄糖为一个单位(Λ) 。
1. 3 针织物酶减量率的测定
图1 DN S 与葡萄糖的吸收曲线
2. 3 底物及酶本身含糖量的影响
将酶处理前后的试样在烘箱中105℃烘至恒重。减量率=100%
处理前织物干重
在实验过程中发现, 底物特别是滤纸, 也含有一定的还原糖, 在碱性的DN S 试剂中也会发色。而且, 试验所用的纤维素酶是一种工业级的复合酶, 品种不同, 其本身含糖量也不同。为了排除这类还原糖的干扰, 参比溶液取失活后的酶、底物、DN S 等共热的反应物。2. 4 葡萄糖标准曲线
用不同浓度的葡萄糖溶液作为标准溶液, 与DN S 共热反应显色后, 测出其吸光度OD 值(见图2) 。标准曲线的线性相关系数R 2为0. 9991(见图2) , 线性相当好, 可以用于酶活力的测定。
2 结果与讨论
2. 1 显色剂的选择
选用DN S , 在碱性条件下与还原糖反应, 生成有38
纤维素酶活力测定方法 印 染(2002No . 8) =1∶0. 87∶0. 76) , 这与不同酶的C M C ase 酶活比值(杰能科∶NOVO L ∶PLU S L =1∶0. 79∶0. 62) 是相
近的。
图2 葡萄糖标准曲线
2. 5 底物的选择对酶活力的影响
目前理论认为, 大多数由微生物产生的纤维素酶是一个多组分酶系, 主要含有三种组分:内切2Β21, 42葡聚糖酶、外切Β21, 42葡聚糖酶和Β21, 42
葡萄糖苷酶。其中, 内切(end o 2) 酶能进攻纤维素大分子链的中间部位, 任意地切断大分子, 而生成较短的链; 而外切(ex o 2) 一个个纤维二糖; Β2化分解成葡萄糖。的最终效果, 。
, 可及区较多, 非还原性末端也较多, 容易同时被内切酶和外切酶降解, 再由Β2葡萄糖苷酶分解成葡萄糖等还原糖。用比色法定量测定还原糖的生成量, 可反映纤维素酶的总酶活力。由于外切酶对纤维素链专一性高, 而内切酶专一性较低, 在降解羧甲基纤维素(C M C ) 时, 主要是反映内切酶的活力。
我们选择三种酸性纤维素酶, 分别以滤纸和C M C 为底物, 其酶活力(FPA 和C M C ase ) 的测试数据结果如表1所示。
表1 不同酶种的滤纸酶活(FPA ) 和C M C 酶活(C M C ase )
酶活, Λ
FPA 图3 酶用量对减量率的影响
2. 7从图3, 2杰能科
NOVO L 单位:%(ow f )
44. 94246. 1567减量率, %
10. 65280. 811521. 79702. 105733. 15783. 7156 从表2知, 织物减量率为1%、2%、3%、4%时的酶用量比值平均为:杰能科∶NOVO L =(0. 83∶1) , 杰能科∶PLU S L =(0. 67∶1) 。这与不同酶的C M C ase 酶活比值(杰能科∶NOVO L ∶PLU S L =1∶0. 79∶0. 62) 也是一致的。
从纤维素酶活C M Case 与织物的酶减量率和酶用量的关系发现, 织物的酶减量率与内切酶活(C M C ase ) 关系密切。所以, 在实际生产中, 使用不同牌号的纤维素酶时, 制订处方要根据酶活力, 特别是内切酶活力的大小, 通过测定织物的整理效果来决定。
杰能科
71. 63NOVO L 30. 92PLU S L 27. 273 结论
3. 1 试验表明, 葡萄糖浓度与吸光度OD 值的相关系
从表1可知, C M Case 和FPA 两种酶活的大小顺序是:杰能科>NOVO L >PLU S L 。这几种酶的内切酶活(C M C ase ) 较高, 且比总酶活(FPA ) 大, 几乎相差一个数量级, 这说明酶对水溶性底物有很高的活力. 而滤纸与酶属多相催化, 酶也是高分子物, 所以反应的空间阻碍较大, 这也表明了吸附对酶的活性部位与纤维素分子链段的结合及催化均有很大影响。2. 6 纤维素酶活与织物酶减量率的关系
用这几种酶对织物进行整理, 织物的减量率与酶种及酶量的关系如图3所示。从图3可看出
, 当三种酶的用量分别为2%、4%、6%、8%、10%(ow f ) 时, 对应的减量率的比值平均(杰能科∶NOVO L ∶PLU S L
数在0. 9991, 确定该标准曲线可用于酶活力测定。3. 2 确定DN S 为显色剂, 酶活力测定用波长为530底物和DN S 等共热反应物。nm , 参比溶液为失活酶、
3. 3 底物不同, 活力的测定值也不同。以羧甲基纤维
素为底物测得的酶活值C M C ase , 比以滤纸为底物测得
的酶活值FPA 高。这说明酶对水溶性底物有较高的活力, 同时也表明, 吸附对酶的活性部位与纤维素分子链段的结合及催化均有很大影响。
3. 4 对于不同牌号的纤维素酶, 织物酶减量率与内切酶活(C M Case ) 有密切的比例关系。
(收稿日期:2002-03-15)
39
D YE IN G AN D F IN ISH IN G
(M on thly )
Vol . 28, No . 8, Aug . , 2002
fea sib le a nd mo re sta b le sha de tha n t wo ba th p r o ce ss .
Key Ter m s D ip dyeing O ne ba th m ethod D isp erse dye R eactive dye
……………………………………………………………………………………………………………………………L i Congyuan (28) Enzy m e Trea t m en t of Silk -Ram ie M ixture Fabr ic
Enzym e trea t m ent o f silk ram ie m ixture fa b ric w ith ce llula se w a s ca rried o ut . The op ti m um p r o ce ss co nd iti o n to co ntr o l enzym e finish w a s stud ied .
Key Ter m s F in ish Cellu lase M ix tu re f abric R am ie M u lberry silkworm
…………………………………………………………………………………………………………………………Huang Cuirong (30) Clean Production of L yocell D ye i ng and F i n ish i ng
Ba sed o n the p ra c tice p r o duc ti o n , the po ssib ility o f c lea n p r o duc ti o n o f dye ing a nd finishing to Lyo ce ll fa b ric w a s d iscussed . The p r o ce ss o f envir o nm enta l friend ly p r o duc ti o n fo r Lyo ce ll fa b ric w a s de te r m ined . Key Ter m s Dyeing and f in ish ing Environm en ta l p rotection Cellu lose f iber Lyocell
……………………………………………………………………………………………………………………………Gao Peng et a l (33) The Applica tion of A lka liD ewe ighti ng Process to L i n i ngs
I n this a rtic le , so ft a nd e la stic lining s sub stra te s emp l o yed sup e r m ic r o po lye ste r DTY in bo th w eft a nd w a rn ya rns . The a lka li dew e ighting p r o ce ss w a s mo nito red by rea l ti m e o n line system o n high temp e ra ture p re ssure o ve rfl ow dye ing m a chine . The p r o ce ss p a ram e te rs w e re a na lyzed a nd the suita b le p r o ce ss w a s summ a rized . Key Ter m s B ase de weigh ting f in ish P rocess p a ram eters P add ing cloth
D u Shufang (36)
・M EASUR ING Activ ity D eter m i na tion of Cellula se
U sing DNA a s deve l op e r , filte r p ap e r a nd a s , a c w a s de te r m ined a nd comp a red by FPA a nd C MCa se , unde r the co nd iti o n o a nm , ti o n enzym e , ba se , DNS a s refe rence so luti o n . The re sult show ed tha t the a c se se s r tha n tha t o f FPA . This m ea ns tha t ce llula se ha s highe r a c tivity to so lub le ba se . iffe se d iffe rent tra dem a rk , the re is c l o se re la ti o nshi p be t w een dew e ighting ra te o f ce llula se a nd a c .
Key Ter m s Testing lase A ctivity
…………………………………………………………………………………………………………………………Zhang Ruip i ng (38)
・L ECTURES ・
An ti -M ite F i n ish of Textiles (II )
Anti m ite finish o f textile s w ith chem ica ls ca n reduce b reed ing o f indoo r m ite a nd i m p r o ve the indoo r sa nita ti o n . The sym b i o sis o f indoo rm ic r oo rga nism , kind s o f m ite a nd its ha r m , a nti m ite a gents , te st m e tho d o f a nti m ite effec ts a s w e ll a s the a nti m ite effec t using ca rbo xylic e ste r a re a ll intr o duced . Key Ter m s A n ti -m icrobia l f in ish Che m ica l f in ish Tex tile
…………………………………………………………………………………………………………………………Yang D ongli ang (40)
・COM PREHENSIVE REV IE W ・
Progress and D evelop m en ts i n Reactive D yestuff and Its D ye i ng Process ( )
The p r o g re ss in rea c tive dye stuff w a s review ed . This inc luded co l o r bo d ie s , rea c tive g r o up s , e sp ec ia lly the re la ti o nshi p s be t w een eco dye ing p r op e rtie s a nd dye stuff struc ture . The re la ti o nshi p s be t w een m ixture , a fte r trea t m ent o f dye stuffs a nd sha de , deep dye ing , w a sha b ility a nd co l o r fa stne ss w e re a na lyzed . I t is po inted o ut tha t ra ti o na l m ixture o f dye stuff is a
. The deve l opm ents o f fea sib le technique w hich is no t o nly fo r dye stuff m a nufa c ture , but a lso fo r the app lica ti o n o f the dye stuff
rea c tive dye stuff p r o ce ss w e re review ed in the seco nd p a rt o f this p ap e r , fo r insta nce the re la ti o nshi p s be t w een sub sta ntivity a nd l ow sa lt dye ing , leve lling dye ing a nd co ntr o lled dye ing , deep dye ing a nd deep sha de dye stuff , co l o r fa stne ss a nd fa st co l o rs . A t la st , the dye ing p r o ce sse s o f new fibe r , no n ce llul o se fibe r a nd m ulti compo nents fibe r w e re intr o duced . The a chievem ents a chieved by the a utho r in som e re sea rch fie ld s w e re intr o duced . Key Ter m s Dyeing R eactive dye Techn ique D evelopm en t
………………………………………………………………………………………………………………………Song X i nyuan et a l (44)
・OVERSEAS NE W SBR IEFS ・・DOM EST I C NE W SBR IEFS ・
・ABSTRACT OF DY E ING AND F IN ISH ING ・
Advertisi ng I ndex
………………………………………………………………………………………………………(53)
54