全 文 ：第 11卷 第 4期 北华大学学报(自然科学版) Vol.11 No.4
2010年 8月 JOURNALOFBEIHUAUNIVERSITY(NaturalScience) Aug.2010
文章编号:1009-4822(2010)04-0312-05
绿豆芽淀粉酶的活性及应用
赵闻琪 ,周　文 ,刘晓龙
(吉林市产品质量检验院 ,吉林 吉林　132001)
摘要:目的　测定绿豆芽生长不同时期酶的活性.方法　采用正交试验设计方法 ,对影响绿豆芽淀粉酶活性测试
的 “最适条件”进行研究.结果　绿豆芽在生发 84h左右 ,温度 60℃, pH5.0, 底物体积质量 20g/L, 酶体积质量
0.5g/L, 底物与酶作用时间 60min时 ,淀粉酶活性最高.结论　通过对绿豆芽生长的不同时期酶活性的研究 , 为
进一步实现绿豆芽淀粉酶应用提供理论依据.
关键词:绿豆芽;淀粉酶;酶活性
中图分类号:Q814 文献标志码:A
收稿日期:2010-05-15
作者简介:赵闻琪(1968-),男,工程师 ,主要从事食品检验学研究.
ApplicationandActivitiesoftheAmylaseofMungBeanSprouts
ZHAOWen-qi, ZHOUWen, LIUXiao-long
(ProductsQualitySupervisionandTestInstituteofJilinCity, Jilin132001 , China)
Abstract:Objective Todeterminetheamylaseactivityofmungbeansproutsin diferentperiods.
Method The“optimumconditions” whichimpactedamylaseactivityofmungbeansproutswasstudiedbyusing
orthogonalexperimentaldesignmethods.Results Theamylaseactivityofmungbeanswashighestinthe
conditionsassprouting84 hours, temperature60℃, pH5.0, thesubstratemassfraction20g/L, enzymemass
fraction0.5g/L, reactiontime60min.Conclusion Thestudyoftheamylaseactivityofmungbeansproutsin
diferentperiodscanprovidethetheoreticalbasisforapplicationoftheamylaseofmungbeanssprouts.
Keywords:mungbeansprouts;amylase;enzymeactivity
　　绿豆具有清火解毒的药理作用 ,长期食用利于
肝脏功能的发挥 ,还可稳定血压 ,是高血压 、心脏
病 、糖尿病 、肝功能不全患者的食疗佳品 [ 1-2] .绿豆
既是日常饮食的佳品 ,又是糕点 、饮料 、酿酒 、制粉
的工业原料 ,中医药还视之为一种药材[ 3-5] .
绿豆芽是由绿豆种子发出的芽 ,富含优质蛋白
质 [ 6] .发芽后的绿豆维生素 C大量增加 ,并且含有
蛋白质 、脂肪 、碳水化合物 、多种维生素 、纤维素 、胡
萝卜素 、尼克酸和磷 、锌等矿物质 , 具有多种用
途 [ 7] .因为绿豆芽含纤维素 ,与韭菜同炒可用于防
治老年及幼儿便秘 ,既安全又有效;绿豆芽含多种
维生素 ,经常食用对于维生素 B2缺乏引起的舌疮
口炎 、维生素 C缺乏引起的疾病等都有辅助治疗
作用.豆芽中脂肪含量比豆类低 ,而且不含胆固醇 ,
对于肥胖和心血管患者可谓蔬中佳品[ 8] .
淀粉酶是水解淀粉和糖原酶类的总称 ,广泛存
在于动植物和微生物中.在当今生物工艺学中 ,淀
粉酶是最重要的一类酶 ,也是最早实现工业生产 ,
并且是迄今为止用途最广 、产量最大的酶制剂品
种.淀粉酶作为工业酶制剂的重要组成部分 ,占酶
制剂市场约 25%的份额 [ 9] .
目前对玉米 、大麦中淀粉酶的报道较多 ,但对
绿豆芽中淀粉酶的研究还未见报道.本文通过测定
绿豆芽不同萌发期淀粉酶的活性来确定绿豆芽淀
粉酶的最佳利用时间.在此基础上 ,通过研究温度 、
pH、底物对其活性的影响 ,进一步探讨绿豆芽淀粉
酶的利用条件.为了探索绿豆芽淀粉酶的应用 ,将
豆芽汁应用于玉米等含淀粉的饮料中 ,利用其中的
淀粉酶对淀粉进行水解 ,这样既可以发挥酶的作
用 ,又可以补充豆芽中的一些营养 ,为进一步实现
绿豆芽淀粉酶的应用提供理论依据.
1　材料与方法
1.1　实验材料
绿豆 、甜玉米为市购.
1.2　主要试剂
CuSO4· 5H2O、酒石酸钾钠 、氢氧化钠 、亚铁氰
化钾 、可溶性淀粉均为分析纯试剂;次甲基蓝 、麦芽
糖为生化试剂.
1.3　实验方法
1.3.1　绿豆芽的制备方法
选择发芽率高 、发芽好的绿豆 ,最好选择新绿
豆.洗净 ,挑去混在豆子里的杂质 、虫蛀豆 、半粒豆
等 ,以免影响豆芽质量.将选好的绿豆加清水浸泡
4h后 ,放入器皿中.并上下翻动 ,使之均匀.种壳破
裂后 ,将余水淋尽 ,后装器皿发芽 ,保持室温 25 ～
30℃.当芽长 1cm时 ,温度要保持在 28 ～ 40℃之
间 ,相对湿度 90%为宜.3 ～ 4h淋 1次水 ,水温要低
于气温.气温较低时 ,要淋温水 ,每隔 5 ～ 6 h淋水
1次.
1.3.2　淀粉酶酶活性的测定方法
称取 60g发芽到一定时期的绿豆芽 ,研碎 ,置于
1 000mL容量瓶中 ,加水至刻度 ,摇匀 ,静止备用.
取 100mL1%的淀粉溶液于三角瓶中 ,加入
50mL豆芽汁稀释液 ,摇匀 ,置于 40℃水浴锅中 ,水
解 1h,采用斐林试剂法测定水解液中还原糖的量.
计算公式:
x=[ (C×V1 ×V)/(W×V2 ×1 000)] ×100%,
式中 , x为样品中还原糖的体积质量(g/mL), C为
麦芽糖标准溶液体积质量(mg/mL), W为样品质
量(g), V为样品定容体积(mL), V1为滴定 10 mL
斐林试剂消耗麦芽糖标准溶液的体积(mL), V2为
测定时平均消耗样品溶液的体积(mL).
淀粉酶酶活性单位:规定在 40℃条件下 ,能在
1min内水解生成 1μmol麦芽糖所需酶量为一个
酶活性单位.
淀粉酶活性计算公式:
y=(1/60)×(A/m)×(1 000/342)×n,
式中 , y为淀粉酶活性(U/g), m为样品质量(g), A
为麦芽含量(mg), n为稀释倍数.
1.3.3　豆芽汁处理玉米原料的方法
取一定质量生发 3d左右的绿豆芽 ,制备成质
量浓度为 20%的豆芽汁.在自然 pH、60℃的条件
下 ,按玉米粒质量添加不同比例的 20%豆芽汁进
行控制性水解 ,测定浆液水解后的黏度 、还原糖和
可溶性固形物含量.酶处理完毕 ,再升温至 100℃,
保温 15min灭酶.
2　结果与讨论
2.1　结　　果
2.1.1　绿豆芽萌发不同时期酶活性的情况
在试验中采用对比的方法 ,对萌发不同时期的
豆芽进行测定 ,比较不同时期酶提取液在 40℃时
水解 1%淀粉溶液 1h后产生的还原糖量 ,从而计
算出淀粉酶的活性.通过对比实验 ,得出绿豆芽在
生发 84h时淀粉酶活性最强 ,其活力值为 43U/g.
见表 1.
表 1　不同时期的豆芽中淀粉酶活力
Tab.1　Activityofamylaseindifferentperiodsofbeansprouts
t/h 24 48 60 72 84 96 108 120
淀粉酶活性 /(U· g-1) 2 6 10 20 43 27 23 11
2.1.2　不同因素对绿豆芽酶活性的影响
正交试验设计可通过较少的试验次数 ,较快地
找到达到最佳试验结果的试验组合 ,采用 L8(27)
正交表 ,安排酶浓度(E)、底物浓度(S)、pH、温度
(T)和酶反应时间(t)5个实验因素 ,每个因素 2个
水平 ,共进行 8次试验组合.为确定影响酶活性的
最适条件 ,第 1次试验取 T=30 , 60℃;pH=3.0,
7.0;t=60, 90min;S=30, 5g/L, E=0.5, 5g/L,完
成各组酶活性测试.结果见表 2.
313第 4期 赵闻琪 , 等:绿豆芽淀粉酶的活性及应用
表 2　第 1次正交试验各组淀粉酶活性
Tab.2　Amylaseactivityof1storthogonalexperiment
编号 T/℃ ρ(酶)/(g· L-1) ρ(底物)/(g· L-1) pH t/min 酶活性 /(U· g-1)
1 30 5 5 3.0 60 7
2 60 0.5 5 3.0 90 18
3 30 0.5 5 7.0 90 13
4 60 5 5 7.0 60 21
5 30 5 30 3.0 90 2
6 60 0.5 30 3.0 60 61
7 30 0.5 30 7.0 60 17
8 60 5 30 7.0 90 5
　　由表 2可知 ,第 6组酶活性最高 ,即 T=60℃,
pH=3.0, S=30g/L, E=0.5g/L, t=60min,并发
现各组之间酶活性差异很大.
为缩小指标水平间差异 ,在第 6组试验条件附
近安排第二次试验 ,仍采用 L8(27)正交表进行筛
选 ,确定试验条件:T=50, 60 ℃;pH=4.0 , 5.0;
t=60, 70min;S=10, 20g/L, E=2.5, 0.5g/L,完
成各组酶活性测试.结果见表 3.
表 3　第 2次正交试验各组淀粉酶活性
Tab.3　Amylaseactivityof2ndorthogonalexperiment
编号 T/℃ ρ(酶)/(g· L-1) ρ(底物)/(g· L-1) pH t/min 酶活性 /(U· g-1)
1 50 2.5 10 4.0 60 7
2 60 0.5 10 4.0 70 35
3 50 0.5 10 5.0 70 104
4 60 2.5 10 5.0 60 3
5 50 2.5 20 4.0 70 4
6 60 0.5 20 4.0 60 107
7 50 0.5 20 5.0 60 66
8 60 2.5 20 5.0 70 3
　　由表 3可知 ,第 3, 6组酶活性较高 ,其余组较低.
在第 3, 6组试验条件附近再安排第三次正交
试验设计 ,注意缩小实验因素水平间差距 ,将 E固
定为 1g/L,采用 L9(34)正交表 ,即取 T=50, 55, 60
℃;pH=4.0, 5.0, 6.0;t=60, 70 , 80 min;S=10,
15, 20g/L, E=2.5, 0.5g/L,测得酶活性 ,并进行数
据处理 ,完成各组酶活性测试.结果见表 4.
表 4　第 3次正交试验各组淀粉酶活性
Tab.4　Amylaseactivityof3rdorthogonalexperiment
编号 T/℃ pH t/min ρ(底物)/(g· L-1) 酶活性 /(U· g-1)
1 2 平均
1 50 4.0 60 10 13 12 12
2 55 5.0 70 10 21 15 18
3 60 6.0 80 10 9 10 9
4 55 6.0 60 15 44 34 39
5 60 4.0 70 15 32 41 36
6 50 5.0 80 15 14 13 13
7 60 5.0 60 20 86 90 70
8 50 6.0 70 20 16 16 16
9 55 4.0 80 20 33 36 34
K1 41 82 121 39
K2 1 101 70 88K3 115 64 56 120
R 24.7 12.3 21.7 27
　　由表 4可知 ,酶活性最高的试验组合是第 7 组 ,即 T=60 ℃;pH=5.0;t=60 min;S=20g/L,
314 北华大学学报(自然科学版) 第 11卷
E=0.5g/L.
2.1.3　玉米汁饮料中豆芽汁用量的单因素试验
为在保持甜玉米风味的前提下提高液相中可
溶性固形物含量 ,利用 20%的豆芽汁进行了甜玉
米浆的酶解试验.于 60 ℃、自然 pH条件下 , 在
V(玉米)V(水)为 1 4的玉米浆中 ,分别按 10%,
15%, 20%, 25%(以湿玉米粒质量计)的比例加入
20%的豆芽汁 ,酶解 1 h,然后升温至 100℃,保温
15min灭酶 ,测定黏度 、可溶性固形物含量 ,品尝风
味.见表 5.
表 5　不同豆芽汁用量处理结果
Tab.5　Resultsofdifferentamountofbeansproutsjuice
豆芽汁
用量 /%
v(黏度)/
(m2· s-1)
可溶性
固形物 /% 风味
10 21 4.0 玉米味浓 ,无豆芽味
15 16 4.7 玉米味浓 ,豆芽味轻
20 14 4.9 玉米味浓 ,有豆芽味
25 13 5.1 玉米味浓 ,豆芽味浓
　　试验结果表明 ,不同的豆芽汁用量都可使甜玉
米浓浆液化 ,可溶性固形物含量增加 ,但当豆芽汁
用量大于 20%时 ,有一定的豆芽味道 ,影响饮料的
风味 ,故豆芽汁用量初步控制在 20%之内.
2.1.4　酶解条件的正交试验
在豆芽汁用量单因素试验的基础上 ,根据淀粉
酶的特性和酶促反应的条件 ,选择豆芽汁用量 、酶
解温度和酶解时间 3个因素 ,采用 L9(34)正交试
验表安排试验.结果见表 6, 7.
表 6　酶解条件正交试验因素水平表
Tab.6　Theleveloffactorshydrolysis
conditionsorthogonaltest
因素 水平 1 水平 2 水平 3
A/% 10 14 18
B/℃ 60 70 80
C/min 30 60 90
　A为酶用量;B为酶解温度;C为酶解时间.
表 7　酶解条件正交试验结果
Tab.7　Resultsofhydrolysisconditionsorthogonaltest
序号 A B C 可溶性固形物 /% 风味
1 1 1 1 2.7 玉米味浓 、无豆芽味
2 1 2 2 3.9 玉米味浓 、豆芽味轻
3 1 3 3 3.8 玉米味浓 、无豆芽味
4 2 1 2 4.0 玉米味浓 、豆芽味轻
5 2 2 3 4.6 玉米味较浓 、豆芽味轻
6 2 3 1 4.3 玉米味浓 、豆芽味轻
7 3 1 3 4.7 玉米味较浓 、有豆芽味
8 3 2 1 4.9 玉米味淡 、豆芽味重
9 3 3 2 4.8 玉米味淡 、有豆芽味
K1 10.4 11.4 11.9
K2 12.9 13.4 12.7 主次顺序 A※B※C
K3 14.4 12.9 13.1 最优水平组合:A3B2C3
R 1.3 0.7 0.4
2.2　讨　　论
2.2.1　发芽时间对绿豆芽中淀粉酶活性的影响
本试验从绿豆开始萌发出芽时测定还原糖含
量的变化 ,从而推算淀粉酶活性的变化.在绿豆芽
生长周期中 ,淀粉酶的活性先是由低变高 ,再由高
变低.经过实验得到:绿豆芽在生发 84h时淀粉酶
活性最高.
2.2.2　达到最高酶活性的最适条件
利用正交试验设计 ,可以通过较少的试验次数
较快地找到绿豆芽淀粉酶活性测试的最适条件 ,由
表 6可知 ,当 T=60 ℃, pH=5.0, S=10 g/L,
E=0.5g/L, t=60min时酶活性最高 ,可以认为这
是测试绿豆芽淀粉酶活性的最适条件 ,在绿豆芽淀
粉酶活性测试中 ,应围绕此条件安排试验 ,以期得
到较好的试验效果.
2.2.3　酶解条件和可溶性固形物含量的关系
通过极差分析 ,表明各因素的主次顺序是 A※
B※C,豆芽汁用量仍是主要因素.单从增加可溶性
固形物含量来看 ,最优水平组合是 A3B2C3 ,豆芽汁
用量仍是主要因素.单从增加可溶性固形物含量来
看 ,最优水平组合仍是 A3B2C3.
2.2.4　酶解条件与口感 、风味的关系
从表 7可以看出 ,在试验条件下 ,酶解程度较低
时(试验 1, 2, 3, 4, 5, 6),能较好地保持甜玉米原有风
味;酶解程度较高时(试验 7, 8, 9),甜玉米的特有风
味受到破坏 ,豆芽味较重.因此 ,酶解程度必须适当.
315第 4期 赵闻琪 , 等:绿豆芽淀粉酶的活性及应用
3　结　　论
1)淀粉酶活性.通过在绿豆芽萌发周期的不
同阶段对豆芽中淀粉酶活性的测定 ,得出豆芽在生
发 84h时 ,淀粉酶活性最强 ,活力值为 43U/g.由
对比试验得出 ,绿豆芽在生发 84h时淀粉酶活性
最强.
2)淀粉酶活性的最适条件.由正交试验得出 ,淀
粉酶在温度为 60℃, pH为 5.0,底物浓度为 20g/L,
酶浓度为 0.5g/L,酶与底物作用时间为 60min时 ,
酶活性最大.
3)绿豆芽汁淀粉酶在处理玉米原料中的应
用.利用豆芽汁在较低酶用量 、温度 60℃、自然 pH
条件下酶解 60min,甜玉米浆的黏度降低 ,可溶性
固形物提高 ,还原糖≤1.5%.可较好地保持甜玉米
的特有风味 ,提高原料利用率 ,并且补充了豆芽的
营养.
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