摘　要:目的探索超聲波對胰蛋白酶催化的影響效果和作用方式。方法研究胰蛋白酶經不同頻率、不同功率、不同時間的超聲波處理後酶活力的變化;用動力學參數變化和光譜學探索其影響催化的機理。結果經超聲波處理後酶活力普遍升高。用15 kHz、50 W超聲波處理胰蛋白酶3 min ,酶活力可提高45. 4 %。将粗酶用SephadexG75 凝膠色譜,分部液在聚丙烯酰胺凝膠電泳檢驗顯示出一條帶,說明酶被純化到電泳純程度。對純酶進行動力學分析,結果表明經超聲波處理後Km值變小,Vmax 值也降低,說明超聲波處理使酶對底物的親和力增大。超聲波處理不會改變胰蛋白酶分子的構型,但會改變酶分子的構象。結論超聲波對胰蛋白酶催化活性的提高可能是由于改變酶分子的構象、增強酶分子對底物的親和力的結果。

　　胰蛋白酶是動物胰髒的主要蛋白酶,相對分子質量約為24 000。其作用的最适pH 值因底物不同而不同,一般多在pH 7～9[1 ] 。胰蛋白酶催化蛋白質水解時受許多因素的影響,這些因素會導緻酶催化能力的升高或降低,産生抑制或激活作用[2 ] 。

　　超聲波是一種物理波,在其傳播過程中,其所具有的能量逐漸釋放并作用于其傳播介質中的物理質點,從而使這些質點發生相應的物理變化和化學變化。當用超聲波作用于分散在介質中的酶分子時,超聲波所釋放的能量就會促使酶分子的構象發生改變,而酶分子構象一旦發生改變,就意味着其生物學功能的改變。這種改變有兩方面的效果,其中一種是正向的,也就是在超聲波作用下其生物學功能得到加強,若發生這種效果,說明超聲波的作用使酶分子的構象變得更加合理,對酶分子本身行使生物學功能有促進,外觀上就是其活力升高。另一種效果是負向的,也就是在超聲波的作用下使酶分子的構象趨向不合理,從而導緻對酶分子行使生物學功能有阻礙,外觀上表現出其活力下降甚至失活[3 ] 。20世紀80 年代以來,超聲波在生物技術領域中的應用日益受到重視,較高強度的超聲波已在破碎細胞、使酶失活和基因轉移方面得到了較好應用。同時,随着研究的深入和拓寬,許多研究者在研究中發現低強度超聲波還具有促進酶的生物活力、刺激細胞生長、增加細胞透性等作用[4 ] 。超聲波作用于含酶溶液(水相、有機相以及固定化酶) 時,能産生空化、振蕩等作用,并可使酶分子構象及催化部位微環境發生變化,直接影響催化活力[528 ] 。酶作為催化劑雖有許多優點,但酶生産的成本高,不利于酶法工業化發展,而超聲波對酶催化過程的促進将對酶化工領域産生積極的影響,其研究結果有可能創造一種安全、價廉、靠外力場強化酶催化過程的新方法,給酶法工業化生産帶來新的飛躍。本文研究超聲波對胰蛋白酶催化活力的影響效果,并對其影響機理作一些探讨。

　　産品型号：JP600G型超聲波提取/乳化機組

　　機型結構：超聲波發生器與提取罐分體式

　　超聲頻率：28KHz

　　超聲峰值功率：1000W (由原600W升級至1000W，價格不變)

　　提取罐内尺寸：直徑320 ×高250mm

　　提取罐容積：小于等于20L

　　攪拌電機功率：15W

　　攪拌電機轉速：10-30轉/min(可調)

　　電加熱功率：2KW

　　供電電源：220VAC 50HZ

　　具有數顯時鐘可調功能

　　具有數顯功率可調功能

　　具有數顯掃頻可調功能

　　具有數顯溫度可調功能

　　武漢嘉鵬電子有限公司專業緻力于超聲波提取/萃取、超聲波乳化、超聲波清洗、超聲波污水處理、超聲波酒類醇化産品的研發、生産及銷售。公司擁有多項專利技術。其中“數字式大功率多用途超聲波電源系統”獲武漢市重大科技成果獎。此項技術中的數字掃頻技術為全球首創(專利号為：ZL200320128230.3;獲得武漢市重大科技成果證書，證書登記号為：WK200605043。另有專利：ZL200820230265.0,ZL200920087465.X,ZL201020276110.8,ZL201120269926.2)，同類廠家尚無此類應用(本公司超聲波提取技術是與中科院植物所合作研發起步早起點高，故多被國内其它廠商抄襲，但數字掃頻技術其它廠商尚無法複制)。數字掃頻實現了用戶迫切需要的變頻要求的同時還完美的彌補了早期雙頻或多頻技術帶來的超聲轉換效率極低的弊端。此項技術經由全國各大院校的用戶使用後反應極佳。應用于植物提取、乳化、污水處理等領域，院校包括：清華大學、北京大學、浙江大學、華中科技大學、武漢大學、華中師大、中國地質大學、武漢科技大學、上海交大、浙江工業大學、蘭州大學、河南農業大學、武漢化工學院、吉林大學、四川大學、華南理工大學、華東理工大學、江漢大學、長江大學、中科院武漢植物所、昆明植物所、中科院過程所、中科院武漢物理所、武漢市藥檢所等。公司産品行銷全國除港、澳、台外的所有省份及直轄市。售後方面：公司産品使用自主專利技術故性能穩定、質量極佳。公司承諾5年内免費質保。用戶采用超聲波需注意的事項：超聲波提取方面：一、被提取物需粉碎到20目或更細。粉碎越細得率越高。二、選用合适的提取溶劑。三、根據最終産品的特性和産量合理的安排提取工藝。

　　超聲波乳化方面：一、乳化液的配方包括乳化劑的用量。二、乳化時間的選定，并不是時間長就越好，乳化過程是分散和聚合不停的循環的過程。按現有試驗結果顯示10-15分鐘的乳化粒徑最小可達100納米。

　　最重要的是數字掃頻的選擇，此項共有16檔選擇，數值越低則氣泡越粗、力量越大;數值越高則氣泡越細、力量越小。不同的提取或乳化物質改變數字掃頻會帶來不同的效果及效率。

　　超聲波提取天然産物包括超聲波提取多肽、氨基酸、核酸、各種酶類、單糖、寡糖、多糖、糖蛋白、樹脂、膠體物、木質素、維生素、脂肪、油脂、蠟、生物堿、揮發油、黃酮、糖苷類、苯丙素類、有機酸、酚類、醌類、甾體化合物、抗生素類等。