唾液淀粉酶活性影響因素教學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)探討

李崇奇，蔡望偉

（海南醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室，海南?？?571199）

·醫(yī)學(xué)教育·

唾液淀粉酶活性影響因素教學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)探討

李崇奇，蔡望偉

（海南醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室，海南?？?571199）

唾液淀粉酶活性影響因素的探討是現(xiàn)行大中專院校生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的常見(jiàn)項(xiàng)目。然而由于不同人群中唾液淀粉酶的活性相差較大，從而導(dǎo)致酶量很難控制。此外現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教材中該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)粗放，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)行生物化學(xué)理論不一致。因而本文從酶含量的確定、溫度、pH值、激活劑與抑制劑幾個(gè)方面，對(duì)該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提出建議。

唾液淀粉酶；酶活；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

由于唾液淀粉酶取材方便，其酶活性測(cè)定對(duì)實(shí)驗(yàn)室條件要求相對(duì)簡(jiǎn)單，因而唾液淀粉酶活性影響因素的探討是現(xiàn)行大中專院校生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的常見(jiàn)項(xiàng)目。然而唾液淀粉酶的含量存在明顯的民族、個(gè)體差異，有些個(gè)體中淀粉酶的含量達(dá)到唾液中總蛋白的一半，而有些個(gè)體則很難檢測(cè)到淀粉酶[1]。因此導(dǎo)致在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中酶量很難控制，經(jīng)常出現(xiàn)當(dāng)含有酶的稀釋唾液加進(jìn)去后淀粉迅速分解的現(xiàn)象，使得學(xué)生沒(méi)有觀測(cè)到不同條件下淀粉分解速度差異的現(xiàn)象。同時(shí)由于現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教材中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)粗放，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)行生物化學(xué)理論不一致，許多實(shí)驗(yàn)甚至得出了唾液淀粉酶在高溫(88℃～95℃)下酶活最高的錯(cuò)誤結(jié)論[2-4]。本教研室在多年實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不斷探索中，對(duì)唾液淀粉酶酶活性影響因素提出如下改進(jìn)意見(jiàn)。

1 唾液稀釋倍數(shù)確定實(shí)驗(yàn)

由于唾液淀粉酶含量存在明顯的個(gè)體差異，因而為了確定恰當(dāng)?shù)耐僖合♂尡稊?shù)和反應(yīng)時(shí)間，建議在原實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之前增加該內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)者首先用蒸餾水嗽口，然后含一口蒸餾水于口中，輕嗽1 min，吐入小燒杯中，即為唾液淀粉酶原液。然后將唾液淀粉酶原液稀釋為1:5、1:10、1:20、1:40、1:80、1:160等6種濃度。取6支中號(hào)試管分別加入0.2 ml 1%濃度的淀粉溶液和1 ml不同濃度的唾液淀粉酶稀釋液，混勻后置37℃水浴中保溫5 min。用膠頭滴管分別從每管中取2滴滴加于白瓷凹板，然后分別加入1滴碘液。藍(lán)色消失的幾支試管中，稀釋倍數(shù)最高的即為后續(xù)試驗(yàn)的唾液淀粉酶濃度。

2 溫度對(duì)唾液淀粉酶酶活性的影響實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，直接將碘液加入淀粉溶液中，再在95℃進(jìn)行水浴5 min；或者95℃進(jìn)行水浴5 min后直接滴加碘液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)試管中藍(lán)色消失，從而得出唾液淀粉酶是耐高溫的錯(cuò)誤結(jié)論。然而這實(shí)際上主要是由于淀粉與碘的復(fù)合物在高溫下不穩(wěn)定，同時(shí)碘在高溫下也容易揮發(fā)導(dǎo)致，此時(shí)反應(yīng)管中藍(lán)色雖然消失，但淀粉仍然存在。因而本文認(rèn)為應(yīng)該按表1進(jìn)行操作，然后將3支試管都放入冰水浴中終止反應(yīng)，再用膠頭滴管分別從每管中取2滴反應(yīng)液滴加于白瓷凹板，分別加入1滴碘液后觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在加入稀釋唾液前放入不同溫度水浴的步驟是不能省略的，否則當(dāng)反應(yīng)試管中溫度沒(méi)有達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，淀粉已經(jīng)被水解了。同時(shí)在冰水浴中使用碘液檢測(cè)淀粉，從而避免高溫下淀粉與碘復(fù)合物不穩(wěn)定現(xiàn)象的干擾。

表1 溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)

3 pH對(duì)唾液淀粉酶酶活性的影響

淀粉在強(qiáng)酸作用下可以直接水解為單糖，因而在探索pH值對(duì)唾液淀粉酶活性影響時(shí)不能使用強(qiáng)酸，而一般采取磷酸鹽緩沖液來(lái)調(diào)節(jié)酸堿度。由于唾液淀粉酶最適pH為6.8，所以目前教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的pH一般設(shè)計(jì)為5、6.8和8。但由于在實(shí)際操作中pH為5時(shí)，與最適pH比較接近，從而導(dǎo)致淀粉也降解了，使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象往往并不明顯。因而一些實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，使用強(qiáng)酸將pH調(diào)低后出現(xiàn)在酸性環(huán)境中淀粉酶也能將淀粉分解的錯(cuò)誤現(xiàn)象[5]，實(shí)際上主要是由于淀粉在強(qiáng)酸環(huán)境下水解造成的，并非酶促反應(yīng)。本教研室在操作過(guò)程中認(rèn)為應(yīng)該按表2操作，然后混勻后置37℃水浴。為了讓學(xué)生比較直觀的發(fā)現(xiàn)唾液淀粉酶在pH為6.8時(shí)活性最高，建議由終點(diǎn)觀測(cè)改為過(guò)程觀測(cè)。先向白瓷凹板的每個(gè)凹池加入2滴碘液，然后分別在水浴1 min、3 min、5 min時(shí)用膠頭滴管從每管中取2滴反應(yīng)液滴加于白瓷凹板，再觀測(cè)其現(xiàn)象。值得注意的是加入試劑的順序不能顛倒，因?yàn)樵诓患尤魏尉彌_液時(shí)，淀粉在酶的作用下就可以水解，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)得出錯(cuò)誤結(jié)論。

表2 pH對(duì)唾液淀粉酶酶活性的影響（ml）

4 激活劑與抑制劑唾液淀粉酶酶活性的影響

唾液淀粉酶的激活劑為氯離子，而抑制劑則為銅離子。而在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中想得到該結(jié)論應(yīng)該采取四管法，分別加入0.9%NaCl、1%CuSO4、15%Na2SO4和蒸餾水，而有些實(shí)驗(yàn)采取三管法，不加入1%Na2SO4，這樣就只能得到NaCl為激活劑的結(jié)論。同時(shí)為了避免在沒(méi)有激活劑和抑制劑時(shí)淀粉的水解，在操作中應(yīng)該先加入激活劑和抑制劑，最后才能加入稀釋唾液。

生物化學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，而且實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。然而當(dāng)前生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單一，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目缺乏對(duì)學(xué)生的吸引力，教學(xué)流于形式和走過(guò)場(chǎng)現(xiàn)象較為嚴(yán)重，有調(diào)查表明高達(dá)60.3%的學(xué)生認(rèn)為沒(méi)有通過(guò)生化實(shí)驗(yàn)課提高解決問(wèn)題的能力[6]。而唾液淀粉酶活性存在明顯的個(gè)體，不同個(gè)體的酶活性相差達(dá)到上百倍，其主要是由于編碼該酶的基因在體內(nèi)的拷貝數(shù)差異所決定的[7-8]。學(xué)生在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)不同同學(xué)的唾液淀粉酶活力不同，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所用的唾液的稀釋倍數(shù)也不同，這有利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生物化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。

[1]Mandel AL,Breslin PA High Endogenous Salivary Amylase Activity Is Associated with Improved Glycemic Homeostasis following Starch Ingestion inAdults[J].J Nutr,2012,142(5):853-858.

[2]馬彥玲.不同溫度影響唾液淀粉酶活性實(shí)驗(yàn)操作流程的再改進(jìn)[J].河南職工醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2013,25(5):613-616.

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[5]楊玉萍.幾種環(huán)境條件對(duì)唾液淀粉酶活性的影響[J].新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,26(4):42-44.

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[8]Mandel AL,Peyrot des Gachons C,Plank KL,et al.Individual differences in AMY1 gene copy number,salivary a-amylase levels, and the perception of oral starch[J].PLoS ONE,2010,5:13352.

Improvement of teaching experiment on factors influencing activity in salivary amylase.

LI Chong-qi,CAI Wang-wei.Department of Biochemistry and Molecular Biology,Hainan Medical University,Haikou 571199,Hainan, CHINA.

Teaching experiment on salivary amylase activity is a common project of biochemical experiment in current colleges.The amount of enzyme is difficult to be controlled because of the difference of salivary amylase activity in different populations.In addition,the current experimental program is too simple,which leads to inconsistency between result and biochemistry theory.So this paper provides suggestions on the amount of enzyme,temperature, pH,activator and inhibitor,to improve this experiment.

Salivary amylase;Enzyme activity;Experiment teaching

R193.8

C

1003—6350（2014）11—1688—02

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.11.0656

2014-03-09)

海南省教育廳教育科研項(xiàng)目(編號(hào)：Hjsk2012-56)；海南醫(yī)學(xué)院教育科研項(xiàng)目(編號(hào)：HYZ201305;HYZX201103)

李崇奇。E-mail：cqlisxlf@163.com