[科展] 唾液澱粉酶有多耐熱？

 
其實這個兩年前的科展主要是針對我一直想測定的酵素活性下去聚焦，畢竟每年都做唾液澱粉酶實驗，可是有時靈驗有時又看不到效果，所以乾脆讓對科展有興趣的學生來幫忙了。
實驗設計很簡單，主要就是針對唾液澱粉酶在不同溫度下的活性來進行測試，取唾液的方式就是參考阿簡學長提供的咬冰塊之外，學生還想了嚼口香糖、塑膠吸管、含梅子來測試，不過口香糖跟梅子本身都有還原醣類，所以會影響實驗結果，最後只選擇含冰塊跟咬吸管的取唾液方法。（以下圖片中標示的C代表裝水的對照組、1是使用含冰塊取得的唾液、2則是咬吸管取得的唾液）


以下是都是同一大批唾液（感謝各位前鎮同學的大力贊助）混合液後，再以各種不同溫度進行測試的結果。


在室溫下可以發現到(1)十分鐘根本看不出有葡萄糖的蹤影，一直要到(2)30分鐘的反應時間後，才看得出一點點顏色變化。這個結果我有印象，以前第一次作這實驗，沒有水浴槽可以提高反應溫度，結果等超久還是作不出課本結果的哀傷實驗。
 

這是唾液澱粉酶在40℃水浴下進行(1)20分鐘、(2)30分鐘、(3)70分鐘反應後的結果，40度竟然也要等20分鐘才有機會看到顏色改變，這次取的唾液可能活性差了點。
 

開始卯起來把反應稍微升高到50～60度，(1)10分鐘、(2)50分鐘、(3)70分鐘，只要十分鐘就看到黃色跟橘色了，看起來唾液澱粉酶沒有像課本上寫得那麼怕熱嘛。


好，上面的實驗都是先把唾液加進澱粉液後，等待不同長短的反應時間後再加本氏液隔水加熱，會不會就是有些堅強的唾液澱粉酶分子，抓緊了溫度還沒到足以變性的那一瞬間拼命反應，才造成這樣的結果？

所以接下來請學生先加熱唾液，等冷卻後，再加入澱粉液統一進行60℃十分鐘的水解反應，這樣總能找出唾液澱粉酶的耐熱度了吧？


所以把唾液澱粉酶在80℃下加熱(1)10分鐘、(2)40分鐘、(3)50分鐘、(4)70分鐘後，再加入澱粉液進行60℃十分鐘的反應，結果在80度下煮了超過一個小時，唾液澱粉酶還是很堅強啊。
水浴槽到超過80度已經不太夠力了，所以我跑去找好友，借他們實驗室的Heat shok機器來加熱。


結果...唾液澱粉酶在90℃下煮了(1)10分鐘、(2)40分鐘、(3)60分鐘。

終於，終於….用90度加熱了40分鐘後，唾液澱粉酶失去活性啦！



最後直接加熱到100℃，發現唾液澱粉酶在100℃下加熱(1)10分鐘、(2)40分鐘後，真的失去水解澱粉的能力了。


雖然之前翻看一些食品化學資料就有提到，澱粉酶耐熱程度頗高，但是沒想到課本上一直強調在人體體溫下活性會很大的唾液澱粉酶也是相當耐熱的一種。


所以當我在解釋課本上這個圖形時，如果把這個圖形中的酵素當作唾液澱粉酶來解釋是有問題的。


唾液澱粉酶並沒有我們想像中的那麼容易變性，至少根據我們實際測試結果，這個圖片中的變性溫度要調高到90度以上，才可以視為比較合理的唾液澱粉酶活性與溫度關係圖。



最後請桂亭跟紫嫣協助測試，找出了趕課時可以在一堂課內將實驗完成的條件給大家參考：
（1）利用含冰塊快速獲得唾液。
（2）在試管中加入1ml澱粉液及1ml唾液。
（3）將酒精燈燈芯長度固定為2公分。
（4）將試管置於250ml燒杯中並加入100ml水以酒精燈隔水加熱。
（5）加熱15分鐘後，酵素反應溫度平均可達70℃以上。
（6）加入本氏液繼續隔水加熱，約兩分鐘左右就可看到明顯呈色變化。