全 文 ：25※工艺技术 食品科学 2011, Vol. 32, No. 22
参薯粉浆酶法水解条件优化与动力学分析
李谊轩，黄广民 *
(海南大学食品学院，海南 海口 570228)
摘 要：采用液态高温α -淀粉酶水解参薯粉浆，分别通过单因素和正交试验，检测水解液中总还原糖的含量，考
察和优化参薯粉浆酶法水解液化过程，并进行酶解反应动力学分析。结果表明：酶解温度 90℃、粉浆 pH值 5.6、
参薯粉浆质量浓度 40mg/mL、加酶量 0.07mL/g、水解时间 50min 时效果最佳，水解液中总还原糖得率可达到
52.95%，米氏常数为Km＝ 80.84mg/mL，Vm＝ 1.26mg/(mL·min)。
关键词：参薯；还原糖；酶解反应；动力学
Optimal Conditions and Kinetics of Enzymatic Hydrolysis of Lisbon Yam Flour
LI Yi-xuan，HUANG Guang-min*
(College of Food Science and Technology, Hainan University, Haikou 570228, China)
Abstract ：The optimal conditions for the hydrolysis of Lisbon yam flour by thermostable α-amylase were investigated by
one-factor-at-a-time and orthogonal array design methods in order to maximize total reducing sugar content in hydrolysates.
Meanwhile, the hydrolysis process was analyzed kinetically. The best results of the hydrolysis were achieved after 50 min
incubation of 40 mg/mL Lisbon yam flour and 0.07 mL/g thermostable α-amylase at 90 ℃ and pH 5.6, and the resulting total
reducing sugar content in hydrolysates, Vm and Km were 52.95%, 1.26 mg/(mL·min) and 80.84 mg/mL, respectively.
Key words：Lisbon yam；reducing sugar；enzymatic reaction；kinetics
中图分类号：S668.1 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2011)25-0025-07
收稿日期：2011-06-28
基金项目：海口市重点科技项目(0000017)
作者简介：李谊轩(1987—)，男，硕士研究生，研究方向为糖及碳水化合物和生物质能源。E-mail：5650130xuan@163.com
*通信作者：黄广民(1957—)，男，教授，研究方向为糖及碳水化合物化学和生物质能源。E-mail：hgmin886699@163.com
参薯(Dioscorea alata Linn.)系薯蓣科薯蓣属多年生
草质缠绕藤本植物。野生参薯块茎多为圆柱形或棒状，
栽培的参薯有掌状、棒状或圆锥形，表面棕色或黑色，
断面白色、黄色或紫色，块茎可食用，也可作“淮
山”入药[1]。参薯块茎小的有 l～2kg，大的有 5～10kg，
甚至有几十千克，产量达 5000～10000kg/亩，多栽培
或野生在山脚、山腰和溪边微酸性黄壤或红壤中。参
薯主要分布于广东、广西、海南、湖南、湖北、福
建、四川、云南、贵州、江西等省区；亚洲及其他
热带地区也广有分布和栽培[ 2]。海南省地处热带北缘，
全省年平均气温 23.4～26.5℃，雨量充沛，光热资源丰
富，非常适宜于参薯生长，海南种植参薯产量高、质
量优。
新采收的参薯含水量约 72%，富含淀粉和膳食纤维
等，可用于制备燃料乙醇。然而参薯的化学成分与粮
食不同，不能简单地照搬粮食淀粉酶解液化和糖化方法
制备燃料乙醇，因此有必要探讨参薯淀粉的液化和糖化
方法[ 3]。参薯淀粉的水解方法有酸水解法、酶水解法、
酸酶混合水解法等，不同的水解方法，液化和糖化的
效果，水解液中还原糖的含量不同。酶法水解条件温
和、副产物少，被认为是最理想的工艺。酶法水解分
为液化和糖化两个阶段。酶法液化不同结构的淀粉，其
液化效果不同，它能使直链淀粉水解，转化为低聚糖、
麦芽糖和葡萄糖；也能使支链淀粉水解，生成少量α-
1,6-键的α-极限糊精、低聚糖、麦芽糖和葡萄糖；酶
法糖化是使上述水解液中的低聚糖进一步水解转化为葡
萄糖。
液态高温α- 淀粉酶是一种新型液化型酶制剂，具
有优越的热稳定性，可在高温下使淀粉同时糊化和液
化，简化了燃料乙醇的生产工艺。参薯淀粉液化和糖
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化是制备燃料乙醇的关键技术，液态高温α- 淀粉酶能
否在高温下液化参薯粉浆，使其转化为低聚麦芽糖和葡
萄糖，是参薯生产乙醇的关键技术，它直接关系到燃
料乙醇的产率和生产成本。本实验拟利用液态高温α-淀
粉酶液化参薯粉浆。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
参薯干粉：新采收的参薯，切片，烘干，粉碎
至 80～100目，得含水量约 8%～12%的参薯干粉，贮
存，备用。
盐酸、氢氧化钠、酒石酸钾钠、苯酚、亚硫酸
氢钠、3 ,5 - 二硝基水杨酸、葡萄糖，磷酸氢二钠、柠
檬酸等所有试剂均为分析纯；液态高温α-淀粉酶
(18820U/mL) 山东枣庄市杰诺生物酶有限公司。
1.2 仪器与设备
721-型分光光度计 上海精密科学仪器有限公司；
280型齿爪式粉碎机 广州广莱农业机械设备有限公司；
601BS-型恒温水浴锅 江苏省金坛市晨阳电子仪器厂。
1.3 方法
1.3.1 液态高温α-淀粉酶活性的测定[4-7]
分别吸取20mL质量分数2.0%的可溶性淀粉溶液和
5.0mL pH6.0的磷酸氢二钠 -柠檬酸缓冲溶液于150mL锥
形瓶中，于 70℃恒温水浴锅中加热 5min，加入预先稀
释好的高温α-淀粉酶溶液 0.5mL，立即记录时间，充
分摇匀，每隔 2min用刻度滴管取出酶水解液 0.5mL，滴
于预先充有稀碘液的白色瓷滴板上。当颜色由紫色逐渐
变为红棕色即达反应终点，记录水解反应的时间，由
此可测得α- 淀粉酶的活性。
1.3.2 参薯粉浆的水解
分别准确称取 5.0000g参薯干粉，加适量的蒸馏水
调成浆状，加入一定体积的磷酸二氢钠 -柠檬酸缓冲溶
液，调节至适当的 pH 值，搅拌中升温至适宜的温度，
加入适量的液态高温α- 淀粉酶，水解一定时间，水解
液转入 25 0m L 容量瓶，加蒸馏水稀释定容，备用。
1.3.3 参薯粉浆水解液中总还原糖含量测定
1.3.3.1 DNS溶液的配制
甲液：称取6.9g重蒸馏的苯酚溶解于15.2mL质量分
数 10%氢氧化钠溶液中，稀释至 69mL，再加入 6.8g亚
硫酸氢钠。
乙液：称取 225g酒石酸钾钠于 1000mL烧杯中，加
入 300mL质量分数 10%氢氧化钠溶液，搅拌溶解，加
入 880mL质量分数 1%的 3,5-二硝基水杨酸(DNS)溶液。
将甲液与乙液充分混合，贮于棕色瓶中，室温下
在暗处放置 1 周，备用[ 8 - 1 1 ]。
1.3.3.2 葡萄糖溶液标准工作曲线的绘制
分别准确吸取质量浓度为1.0mg/mL的葡萄糖标准溶
液(在0～1.0mL范围内，按0.1mL增序)于50mL容量瓶，，
分别加入 1.5mL DNS溶液、2.0mL蒸馏水，使葡萄糖质
量浓度分别为 0～0 .02mg/mL，在 100℃水浴中加热
5min，迅速冷却，加蒸馏水稀释定容。选择 1cm比色
皿，在 480nm处测定吸光度，以葡萄糖质量浓度为横
坐标、吸光度为纵坐标，绘制标准工作曲线，得回归
方程为 Y＝ 27.145X－ 0.0348(R2＝ 0.9994)。
1.3.3.3 参薯粉浆酶水解液中总还原糖含量测定[11-14]
分别准确吸取 5.0mL参薯粉浆水解液于 100mL容量
瓶中，加蒸馏水稀释定容，摇匀。再准确吸取 1 .0mL
稀释液于 50mL容量瓶中，按 1.3.3.2节方法，同时配制
空白试液。选用 1cm比色皿，在 480nm波长处测定其
吸光度。根据标准回归方程，计算参薯粉浆水解液中
总还原糖的含量。
1.4 参薯粉浆酶水解液中总还原糖含量的计算
根据吸光度对葡萄糖质量浓度的回归方程 Y ＝
27.145X－ 0.0348，可得到水解液中总还原糖含量的计算
公式为：

(A＋0.0348)×50×n
还原糖含量 /%＝——————————× 100 (1)

27.145×1000×m
式中：A为水解稀释液的吸光度；n为稀释倍数；
m为参薯干粉质量 /g。根据水解液中还原糖的含量可计
算出还原糖得率。
2 结果与分析
2.1 液态高温α-淀粉酶反应条件分析
2.1.1 温度对参薯粉浆水解的影响
准确称取 5.0000g参薯干粉于三颈烧瓶，加适量
的蒸馏水调成浆状，加入一定量的柠檬酸 - 磷酸氢二
钠缓冲液，调节粉浆的 p H 值为 6 . 0，底物质量浓度
为 50mg/mL，加入预先稀释至 10倍的液态高温α-淀粉
酶 0 . 0 5 m L / g，分别以 6 5、7 0、7 5、8 0、8 5、9 0、
95、100℃的温度水解 30min，水解液转入 250mL容量
瓶，加蒸馏水稀释定容。按 1.3.3.3节方法，测定水解
稀释液的吸光度，计算水解稀释液中的还原糖含量，由
此计算出还原糖得率，其结果见图 1。
由图 1 可知，水解温度低于 90℃时，水解液中还
原糖得率随着水解温度的升高呈线性增大；水解温度为
90℃时，水解液中还原糖得率达到最大值；水解温度
高于 90℃时，随着水解温度的升高，水解液中还原糖
得率呈线性下降，这一现象与酶促反应的普遍规律非常
吻合，温度升高，参薯粉浆水解反应速度加快，但若
27※工艺技术 食品科学 2011, Vol. 32, No. 22
水解温度超过其适宜范围时，酶蛋白逐渐变性失活，反
应速度便呈线性下降。因此参薯粉浆最适宜的酶解温度
为 9 0℃。
图 1 温度对参薯粉浆水解的影响
Fig.1 Effect of temperature on the hydrolysis of Lisbon yam flour
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
还
原
糖
得
率
/%
温度 /℃
65 70 75 80 85 90 95 100
2.1.2 粉浆的 pH值对参薯粉浆水解的影响
准确称取 5.0000g参薯干粉于三颈烧瓶，加适量的
蒸馏水调成浆状，加入一定量的柠檬酸 - 磷酸氢二钠
缓冲液，分别调节粉浆的 p H 值为 4 . 0、4 . 4、4 . 8、
5 . 2、5 . 6、6 . 0、6 . 4、6 . 8、7 . 2，控制底物质量浓
度为 50mg/mL，加入预先稀释至 10倍的液态高温α-淀
粉酶 0.05mL/g，90℃水解 30min，水解液转入 250mL容
量瓶，加蒸馏水稀释定容。按 1.3.3.3节方法，测定水
解稀释液的吸光度，计算水解稀释液中还原糖的含量，
由此计算出还原糖得率，其结果见图 2。
45
40
35
30
还
原
糖
得
率
/%
pH
4.0 4.4 4.8 5.2 5.6 6.0 6.4 6.8 7.2
图 2 pH 值对参薯粉浆水解的影响
Fig.2 Effect of pH on the hydrolysis of Lisbon yam flour
液，调节粉浆 p H 5 .6，分别控制底物质量浓度为 10、
20、3 0、4 0、5 0、60、7 0、8 0、9 0m g / mL，加入
预先稀释至 10倍的液态高温α-淀粉酶 0.05mL/g，以
90℃的温度水解 30min。按 1.3.3.3节方法，测定水解稀
释液的吸光度，计算水解稀释液中还原糖含量，由此
计算还原糖的得率，其结果见图 3。
由图 3可知，当底物质量浓度小于 40mg/mL时，随
着底物质量浓度的增大，水解液中还原糖得率呈线性迅
速增大；底物质量浓度达到 40mg/mL时，水解液中还
原糖得率达到最大值。此后，随着底物质量浓度的增
大，水解液中还原糖得率呈线性下降；底物质量浓度过
高或过低都不利于提高还原糖的得率。底物质量浓度过
高，物料难以膨胀、糊化，且水解液黏度过大；底
物质量浓度过低，底物与液态高温α- 淀粉酶接触几率
小，不利于水解反应的进行。因此，参薯粉浆最佳底
物质量浓度为 40mg/mL。
2.1.4 加入液态高温α-淀粉酶的量对参薯粉浆水解的
影响
准确称取 5.0000g参薯干粉于三颈烧瓶，加适量的
蒸馏水调成浆状，加入一定体积的柠檬酸 -磷酸氢二钠
缓冲液，控制底物质量浓度为 40mg/mL，分别加入预
先稀释至 10倍的液态高温α-淀粉酶 0.02、0.03、0.04、
0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.12mL/g，控制
粉浆的 pH值为 5.6，以 90℃温度水解 30min，水解液转
入 250mL容量瓶，加蒸馏水稀释定容。按 1.3.3.3节方
法，测定水解稀释液的吸光度，计算水解稀释液中还
原糖含量，由此计算出还原糖得率，其结果见图 4。
由图 4 可知：加入液态高温α- 淀粉酶的量小于
0.04mL/g时，随着加酶量的增加，参薯粉浆水解液中
还原糖含量呈线性增大；加入液态高温α- 淀粉酶的量
等于 0.04mL/g时，还原糖的得率出现一拐点；当加入
液态高温α-淀粉酶的量大于 0.04mL/g时，继续增加酶
用量，参薯粉浆水解液中还原糖得率几乎保持不变，因
此，加入液态高温α-淀粉酶的量应为 0.04mL/g为宜。
由图 2可知：当参薯粉浆 pH 值小于 5.6时，水解
液中还原糖的得率随着粉浆 pH 值的增大几乎呈线性增
大，参薯粉浆 pH5.6时，水解液中还原糖得率达到最大
值。当粉浆的 pH 值大于 5.6时，水解液中还原糖得率
又随着粉浆的 pH值的增大而下降，因此，参薯粉浆 pH
值应为 5.6最佳。
2.1.3 底物质量浓度对参薯粉浆水解的影响
准确称取 5.0000g参薯干粉于三颈烧瓶，加适量蒸
馏水调成浆状，加入一定量的柠檬酸一磷酸氢二钠缓冲
55
50
45
40
35
30
25
20
还
原
糖
得
率
/%
底物质量浓度 /(mg/mL)
10 20 30 40 50 60 70 80 90
图 3 底物质量浓度对参薯粉浆水解的影响
Fig.3 Effect of substrate concentration on the hydrolysis of
Lisbon yam flour
2011, Vol. 32, No. 22 食品科学 ※工艺技术28
水解方法
液态高温α-淀粉 液态高温α-淀粉酶
盐酸水解
酶液化 液化 +糖化
还原糖得率 /% 52.95 76.57 83.34
表 2 3 种水解方法处理测得还原糖得率比较
Table 2 Comparison of three hydrolysis methods on total reducing
sugar yield
50
45
40
35
还
原
糖
得
率
/%
加酶量 /(mL/g)
0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12
图 4 加α- 淀粉酶量对参薯粉浆水解的影响
Fig.4 Effect of thermostableα-amylase amount on the hydrolysis of
Lisbon yam flour
2.1.5 水解时间对参薯粉浆水解的影响
准确称取 5.0000g参薯干粉于三颈烧瓶，加适量的蒸
馏水调成浆状，加入一定量的柠檬酸 - 磷酸氢二钠缓冲
液，控制粉浆的 pH值为 5.6，底物质量浓度为 40mg/mL，
加入预先稀释至 10倍的液态高温α-淀粉酶0.04mL/g，以
90℃的温度，水解时间分别为 10、20、30、40、50、
70、90、110min。水解液转入 250mL容量瓶，加蒸馏
水稀释定容。按 1.3.3.3节方法，测定水解稀释液的吸
光度，计算水解稀释液中还原糖含量，由此计算出还
原糖得率，其结果见图 5。
图 5 水解时间对参薯粉浆水解的影响
Fig.5 Effect of reaction time on the hydrolysis of Lisbon yam flour
51
50
49
48
47
46
45
水解时间 /min
10 30 50 70 90 110
还
原
糖
得
率
/%
间＞加酶量＞底物质量浓度，即液态高温α- 淀粉酶
水解参薯粉浆酶解较优条件应为 A 3B 1C 3D 4E 2，即水解
温度 90℃、粉浆 pH 5 . 6、水解时间 50 mi n、加酶量
0.07mL/g、底物质量浓度 40mg/mL。在此条件下，测
得参薯粉浆水解液中还原糖得率最大，达 52.95%。
试验号
A加酶量 /
B pH
C温 D时 E底物质量 还原糖
(mL/g) 度 /℃ 间 /min 浓度 /(mg/mL) 得率 /%
1 0.05 5.6 80 20 30 22.43
2 0.05 6.0 85 30 40 40.82
3 0.05 6.4 90 40 50 49.57
4 0.05 6.8 95 50 60 47.15
5 0.06 5.6 85 40 60 45.01
6 0.06 6.0 80 50 50 21.73
7 0.06 6.4 95 20 40 47.19
8 0.06 6.8 90 30 30 49.43
9 0.07 5.6 90 50 40 52.95
10 0.07 6.0 95 40 30 46.65
11 0.07 6.4 80 30 60 16.92
12 0.07 6.8 85 20 50 42.33
13 0.08 5.6 95 30 50 48.20
14 0.08 6.0 90 20 60 51.32
15 0.08 6.4 85 50 30 42.54
16 0.08 6.8 80 40 40 15.32
k1 39.987 42.148 19.100 40.818 40.262
k2 40.840 40.125 42.670 38.837 39.065
k3 39.712 39.055 50.817 39.137 40.457
k4 39.345 38.557 47.297 41.093 40.100
R 1.495 3.591 31.717 2.256 1.392
表 1 参薯粉浆水解正交试验方案及结果
Table 1 Orthogonal arrays and corresponding results
2.3 参薯粉浆 3种水解方法所测得的还原糖得率比较
糖化：取该水解液，加入 0.002g/g糖化酶、糖化
温度 60℃、糖化液 pH4.4、糖化时间 8h，测定水解液
的吸光度，计算水解液中总还原糖含量，计算出还
原糖得率为 7 6 . 5 7 %；酸水解：称取等量的参薯干
粉，加入适量 0 .4mo l/L 盐酸、水解温度 115℃、水
解时间 1 h，测定水解液的吸光度，计算水解液中总
还原糖含量，计算出还原糖得率为 83.34%，其结果
见表 2 。
由图 5可知，水解时间小于 50min时，随着水解
时间的延长，水解液中还原糖得率呈先迅速后缓慢增
大；水解时间为 50min时，水解液中还原糖得率曲线出
现最大值；水解时间大于 50min 时，继续延长水解时
间，水解液中还原糖得率变化不大。因此，参薯粉浆
最佳水解时间为 50min。
2.2 参薯粉浆水解条件优化
根据上述单因素试验结果，影响参薯粉浆水解的因
素诸多，如底物质量浓度、粉浆 p H 值、水解温度、
加酶量、水解时间等。为了进一步优化水解条件，本
实验选择 L16(45)正交表进行正交试验，以水解液中还原
糖得率为考察指标，其正交试验方案及结果见表 1。
由表 1可知：影响参薯粉浆水解的主要因素顺序为
C＞ B＞D＞A＞E，即水解温度＞粉浆 pH值＞水解时
由表 2 可知，参薯粉浆液化后，再进一步糖化，
水解液中还原糖得率可达到 76.57%，比液化液提高了
29※工艺技术 食品科学 2011, Vol. 32, No. 22
23.62%，但仍不及酸水解法测得的还原糖得率高，可
能是参薯淀粉中支链淀粉含量较高的缘故，酸水解方法
副产物多，不利于安全生产和环境保护，不利于后续
发酵工艺。
2.4 液态高温α-淀粉酶水解参薯粉浆的动力学分析
2.4.1 动力学模型建立
选择水解温度 90℃、粉浆 pH5.6、水解时间 50min、
加酶量 0.07mL/g，分别考察底物质量浓度对液态高温α-
淀粉酶水解参薯粉浆反应速率的影响。根据底物质量浓
度与水解液中还原糖得率的关系，分别计算单位时间、
单位体积内还原糖的生成量，即还原糖的生成速率。不
同底物质量浓度的酶解反应速率见图 6。从图 6可以看
出反应速率 v对底物质量浓度[S]呈近似的双曲线关系，
符合表征酶促反应特征的米氏方程所绘制的曲线。
反应初期，没有反应产物[P]或反应产物[P]浓度很
低，k 4可忽略不计，故第二步反应可认为是单向的。由
质量守恒定律可得到反应的动力学模型(米氏方程)为：

Vm[S]
v＝———— (3)

[S]＋Km
式中：Km＝(k3＋ k 2)/k1，Vm＝ k3[E]总；Km相当于
酶的活性部位一半被底物占据时所需的底物质量浓度；
Vm表示在加酶量不变时，酶被底物饱和，反应速度达
到最大[15-19]。
2.4.2 用Lineweaver-Buck(双倒数做图法)求解米氏常数
和最大反应速率[15]
米氏方程转型后的 Lineweaver-Buck方程为：
1 Km 1 1
—＝——·—＋— (4)
v Vm S Vm
以 1/v对 1/[S]作图，得到所图8所示的各对应点，用
最小二乘法线性拟合，可以得到直线方程 1/v＝ 56.685/[S]＋
0.8935，即液态高温α-淀粉酶液化参薯干粉的米氏常数
Km＝ 63.49mg/mL，Vm＝ 1.12mg/(mL·min)。
于是方程(3)可写为：

1.12[S]
v＝————— (r＝0.9922) (5)

[S]＋63.49
—→ —→
k1
k2
k3
k4
图 6 底物质量浓度与反应速率的关系
Fig.6 Relationship between reaction velocity and substrate
concentration
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
底物质量浓度 /(mg/mL)
反
应
速
率
/(
m
g/
(m
L
·
m
in
))
10 20 30 40 50 60 70 80 90
以 lnv对 ln[S]作图得到图 7所示直线，可认为在加
酶后很短的时间内液态高温α-淀粉酶水解参薯粉浆遵循
一级反应规律[15]。可用米氏方程对试验数据进行拟合。
图 7 lnv与 ln[S]的关系
Fig.7 Relationship between lnv and ln[S]
4
3
2
1
0
－ 1.0
lnv
－ 2.0 － 1.5 － 1.0 － 0.5 0
ln[S ]
Michaelis-Menten方程提出酶促反应按下列两步进行：
E＋S—→ES—→E＋P (2)
式中：液态高温α-淀粉酶(E)与底物参薯淀粉(S)快
速而可逆地形成一个络合物(ES)，这个络合物以较慢的
速度分解为产物(P)，同时释放出酶分子；k 1、k 2、k 3、
k 4分别代表各步反应的速度常数。
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
[S]－ l/(mL/mg)
0.010 0.015 0.020 0.025
v－
l /(
m
L
/(
m
in
·
m
g)
)
y=56.685x＋0.8935
R2=0.9922
图 8 液态高温α-淀粉酶水解参薯粉浆的 Lineweaver-Buck图
Fig.8 Lineweaver-Buck plot of thermostableα-amylase-catalyzed
hydrolysis of Lisbon yam flour
2.4.3 用Wilkinson统计法[19-22]求解米氏常数和最大反
应速率
计算分两步进行：
1)最小二乘法求估算解，计算过程列于表 3，由表
3可得：Δ＝αε－γδ＝ 4.6× 10 -4
估算解：Vm0＝(βε－δ2)/Δ＝ 0.713mg/(mL·min) (6)
Km0＝(βγ－αδ)/Δ＝7.404g/100mL (7)
式中：Vm0为最大反应速率的估算解；Km0为米氏常
数的估算解。
2011, Vol. 32, No. 22 食品科学 ※工艺技术30
2 )泰勒展开式求精校解，计算过程列于表 3。

Vm0[S]
f＝————— (8)

Km0＋[S]
－Vm0[S]
f＇＝—————— (9)
(Km0＋[S])2
式中：b1、b2分别为 Vm和Km计算过程中修正常数。
由表 4可得：Δ＇＝α＇β＇－(γ＇)2＝ 1.076× 10-3，b1＝
(β＇δ＇－γ＇ε＇)/Δ＇＝1.767，b2＝(α＇ε＇－γ＇δ＇)/Δ＇＝1.207。
由此可求得精校解：Vm＝Vm0 b1＝ 1.26mg/(mL·min)，
Km＝Km0＋ b2/b1＝ 8.084g/100mL＝ 80.84mg/mL。
2.4.4 Lineweaver-Buck法和Wilkinson统计法比较
[S]/(g/100mL) v/(mg/(mL·min)) X＝ v2 Y＝ v2/[S] vX x2 vY XY Y2
1 4 0.431 0.186 0.046 0.080 0.035 0.020 0.009 0.002
2 5 0.491 0.241 0.048 0.118 0.058 0.024 0.012 0.002
3 6 0.551 0.304 0.051 0.168 0.092 0.028 0.016 0.003
4 7 0.593 0.352 0.050 0.180 0.124 0.030 0.018 0.003
5 8 0.615 0.378 0.047 0.232 0.143 0.029 0.018 0.002
6 9 0.622 0.387 0.043 0.241 0.150 0.027 0.017 0.002
Σ － － － － 1.019 0.602 0.158 0.090 0.014
代号 － － － － α β γ δ ε
表 3 Wilkinson法求估算解
Table 3 Estimated resolution of Vm and Km by Wilkinson method
表 4 Wilkinson法求精校解
Table 4 Accurate resolution of Vm and Km by Wilkinson method
[S]+Km0 Vm0[S] f f＇ f 2 (f＇)2 ff＇ v f v f＇
1 11.404 2.852 0.250 － 0.022 0.063 0.000 － 0.006 0.108 － 0.009
2 12.404 3.565 0.287 － 0.023 0.082 0.001 － 0.007 0.141 － 0.011
3 13.404 4.278 0.319 － 0.024 0.102 0.001 － 0.008 0.178 － 0.013
4 14.404 4.991 0.347 － 0.024 0.120 0.001 － 0.008 0.206 － 0.014
5 15.404 5.704 0.370 － 0.024 0.137 0.001 － 0.009 0.228 － 0.015
6 16.404 6.417 0.391 － 0.024 0.153 0.001 － 0.009 0.243 － 0.015
代号 － － － － 0.657 0.005 － 0.047 1.104 － 0.077
Σ － － － － α＇ β＇ γ＇ δ＇ ε＇
求解方法 Vm/(mg/(mL·min)) Km/(mg/mL)
Lineweaver-Buck 法 1.12 63.49
Wilkinson 统计法 1.26 80.84
表 5 Lineweaver与 Wilkinson求解结果比较
Table 5 Comparisons on Vm and Km obtained by Lineweaver and
Wilkinson methods
解的速率很低，取倒数以后，数据点偏离拟合曲线较
远，影响动力学参数 Vm和Km的准确测定，即使采用最
小二乘法进行线性回归分析，也不能有效地消除它的影
响，尽管如此，此法仍广为采用。W ilk i n s on 统计法
被认为是结果较为可靠的方法，但计算过程冗长而复
杂。分析比较后，本实验采用Wilkinson 统计法的求解
结果，即得 Vm为 1.26mg/(mL·min)，Km为 80.84mg/mL。
3 结 论
综上所述，利用液态高温α- 淀粉酶水解参薯粉
浆，可实现参薯干粉同时糊化与液化。最佳液化条件
为酶解温度 9 0℃、粉浆 p H 5 . 6、参薯粉浆质量浓度
40mg/mL、加酶量 0.07mL/g、水解时间 50min，此条
件下水解液中总还原糖得率可达到 52.95%。在该水解
液中加入糖化酶进一步糖化，水解液中总还原糖得率
达到 76.57%，比酶解液化提高了 23.62%。液态高温
α-淀粉酶作用于参薯粉浆，其酶解反应速率遵循一级
反应规律，遵循M ic ha e li s -M en ten 方程，米氏常数
Km＝80.84mg/mL，最大反应速率Vm＝1.26mg/(mL·min)。
用液态高温α- 淀粉酶水解参薯粉浆，再经糖化后，即
可顺利接种发酵制备燃料乙醇。
参 考 文 献 ：
[1] 魏俊俊. 珍稀蔬菜: 紫大薯[J]. 福建农业, 2003(7): 19.
由表 5可知，Lineweaver-Buck法和Wilkinson 统计
法处理得到的 V m和 K m值都有一定的差别。因为应用
Lineweaver-Burk法作图，当底物质量浓度很低时，酶
31※工艺技术 食品科学 2011, Vol. 32, No. 22
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11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
丰
度
(×
10
6 )
时间 /min
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
B
更 正
苗志伟等作者发表于《食品科学》2011年 32卷 20期 151～156页的文章《北京产
干黄酱中挥发性风味成分分析》，排版中图 1B 刊出有误。特此补充更正，并对作者致
以歉意。正确图 1 B 如下：
《食品科学》编辑部