唾液淀粉酶活性影響因素教學實驗改進探討

李崇奇，蔡望偉

（海南醫學院生物化學與分子生物學教研室，海南海口 571199）

·醫學教育·

唾液淀粉酶活性影響因素教學實驗改進探討

李崇奇，蔡望偉

（海南醫學院生物化學與分子生物學教研室，海南海口 571199）

唾液淀粉酶活性影響因素的探討是現行大中專院校生物化學實驗中的常見項目。然而由于不同人群中唾液淀粉酶的活性相差較大，從而導致酶量很難控制。此外現行實驗教材中該實驗設計粗放，導致實驗結果與現行生物化學理論不一致。因而本文從酶含量的確定、溫度、pH值、激活劑與抑制劑幾個方面，對該實驗設計提出建議。

唾液淀粉酶；酶活；實驗教學

由于唾液淀粉酶取材方便，其酶活性測定對實驗室條件要求相對簡單，因而唾液淀粉酶活性影響因素的探討是現行大中專院校生物化學實驗中的常見項目。然而唾液淀粉酶的含量存在明顯的民族、個體差異，有些個體中淀粉酶的含量達到唾液中總蛋白的一半，而有些個體則很難檢測到淀粉酶[1]。因此導致在實驗教學過程中酶量很難控制，經常出現當含有酶的稀釋唾液加進去后淀粉迅速分解的現象，使得學生沒有觀測到不同條件下淀粉分解速度差異的現象。同時由于現行實驗教材中實驗設計粗放，導致實驗結果與現行生物化學理論不一致，許多實驗甚至得出了唾液淀粉酶在高溫(88℃～95℃)下酶活最高的錯誤結論[2-4]。本教研室在多年實驗教學的不斷探索中，對唾液淀粉酶酶活性影響因素提出如下改進意見。

1 唾液稀釋倍數確定實驗

由于唾液淀粉酶含量存在明顯的個體差異，因而為了確定恰當的唾液稀釋倍數和反應時間，建議在原實驗項目之前增加該內容。實驗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。藍色消失的幾支試管中，稀釋倍數最高的即為后續試驗的唾液淀粉酶濃度。

2 溫度對唾液淀粉酶酶活性的影響實驗

現行實驗教學過程中，直接將碘液加入淀粉溶液中，再在95℃進行水浴5 min；或者95℃進行水浴5 min后直接滴加碘液，結果發現反應試管中藍色消失，從而得出唾液淀粉酶是耐高溫的錯誤結論。然而這實際上主要是由于淀粉與碘的復合物在高溫下不穩定，同時碘在高溫下也容易揮發導致，此時反應管中藍色雖然消失，但淀粉仍然存在。因而本文認為應該按表1進行操作，然后將3支試管都放入冰水浴中終止反應，再用膠頭滴管分別從每管中取2滴反應液滴加于白瓷凹板，分別加入1滴碘液后觀察實驗現象。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，否則當反應試管中溫度沒有達到設定溫度時，淀粉已經被水解了。同時在冰水浴中使用碘液檢測淀粉，從而避免高溫下淀粉與碘復合物不穩定現象的干擾。

表1 溫度對酶活性的影響實驗

3 pH對唾液淀粉酶酶活性的影響

淀粉在強酸作用下可以直接水解為單糖，因而在探索pH值對唾液淀粉酶活性影響時不能使用強酸，而一般采取磷酸鹽緩沖液來調節酸堿度。由于唾液淀粉酶最適pH為6.8，所以目前教學實驗中的pH一般設計為5、6.8和8。但由于在實際操作中pH為5時，與最適pH比較接近，從而導致淀粉也降解了，使得實驗現象往往并不明顯。因而一些實驗在設計為了使實驗現象更加明顯，使用強酸將pH調低后出現在酸性環境中淀粉酶也能將淀粉分解的錯誤現象[5]，實際上主要是由于淀粉在強酸環境下水解造成的，并非酶促反應。本教研室在操作過程中認為應該按表2操作，然后混勻后置37℃水浴。為了讓學生比較直觀的發現唾液淀粉酶在pH為6.8時活性最高，建議由終點觀測改為過程觀測。先向白瓷凹板的每個凹池加入2滴碘液，然后分別在水浴1 min、3 min、5 min時用膠頭滴管從每管中取2滴反應液滴加于白瓷凹板，再觀測其現象。值得注意的是加入試劑的順序不能顛倒，因為在不加任何緩沖液時，淀粉在酶的作用下就可以水解，從而導致實驗得出錯誤結論。

表2 pH對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。而在教學實驗中想得到該結論應該采取四管法，分別加入0.9%NaCl、1%CuSO4、15%Na2SO4和蒸餾水，而有些實驗采取三管法，不加入1%Na2SO4，這樣就只能得到NaCl為激活劑的結論。同時為了避免在沒有激活劑和抑制劑時淀粉的水解，在操作中應該先加入激活劑和抑制劑，最后才能加入稀釋唾液。

生物化學是一門實驗性很強的學科，而且實驗教學是培養、訓練學生的實驗操作能力、分析問題、解決問題能力的重要環節，是培養學生創新能力的重要途徑。然而當前生物化學實驗教學方式單一，實驗項目缺乏對學生的吸引力，教學流于形式和走過場現象較為嚴重，有調查表明高達60.3%的學生認為沒有通過生化實驗課提高解決問題的能力[6]。而唾液淀粉酶活性存在明顯的個體，不同個體的酶活性相差達到上百倍，其主要是由于編碼該酶的基因在體內的拷貝數差異所決定的[7-8]。學生在進行該實驗操作過程中會發現不同同學的唾液淀粉酶活力不同，在實驗過程中所用的唾液的稀釋倍數也不同，這有利于培養學生對生物化學學習的興趣。

[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驗操作流程的再改進[J].河南職工醫學院學報,2013,25(5):613-616.

[3]馮攸科.唾液淀粉酶活性的最適溫度質疑[J].中等醫學教育, 1996,14(3):144.

[4]中穩山,穆江華.再探唾液淀粉酶的最適溫度[J].中等醫學教育, 2000,18(1):60-61.

[5]楊玉萍.幾種環境條件對唾液淀粉酶活性的影響[J].新鄉學院學報(自然科學版),2009,26(4):42-44.

[6]楊紅,林德馨.生物化學實驗教學現狀的調查和淺析[J].山西醫科大學學報:基礎醫學教育版,2010,12(6):609-611.

[7]Perry GH,Dominy NJ,Claw KG,et al.Diet and the evolution of human amylase gene copy number variation[J].Nat Genet,2007,39: 1256-1260.

[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目(編號：Hjsk2012-56)；海南醫學院教育科研項目(編號：HYZ201305;HYZX201103)

李崇奇。E-mail：cqlisxlf@163.com