Catmilk1.4 UK pol

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Szkoła Festiwalu Nauki
134567
Dean Madden
National Centre for Biotechnology Education, University of Reading
Science and Technology Centre, Earley Gate, Reading RG6 6BZ UK | E: D.R.Madden@reading.ac.uk
Lepsze mleko dla kotów
Użycie zimmobilizowanej laktazy przy produkcji
mleka o obniżonej zawartości laktozy
Cel
Ten prosty protokół wprowadza uczniów w tajniki trawienia oraz
immobilizacji enzymów. Może stanowić punkt wyjścia dla bardziej
zaawansowanych doświadczeń, takich jak regulacja produkcji laktazy
u bakterii
Escherichia coli
(operon laktozowy), ewolucja i znaczenie spo-
łeczne tolerancji laktozy u człowieka, a także zastosowania enzymów w
produkcji żywności.
Wstęp
Laktaza (betagalaktozydaza) katalizuje hydrolizÄ™ laktozy do glukozy i
galaktozy. Oba te cukry są słodsze w smaku od laktozy i są łatwiej od
niej trawione. Wbrew obiegowej opinii, koty nie są w stanie trawić więk-
szych ilości laktozy. Dlatego też za pomocą enzymu można produkować
mleko o obniżonej zawartości laktozy dla kotów lub ludzi nie tolerujących
laktozy.
Około 75% dorosłej ludności na świecie nie toleruje laktozy - zatem to-
lerowanie laktozy w wieku dorosłym jest cechą szczególną wśród ludzi.
W produkcji komercyjnej enzym jest dodawany do każdego pudełka
mleka UHT lub enzym jest immobilizowany, czyli unieruchamiany w obo-
jętnym chemicznie nośniku tak, że może być stosowany wielokrotnie.
W przestawionym doświadczeniu uczniowie immobilizują laktazę w
alginianie wapnia w formie kuleczek, z których tworzą małą kolumnę ze
złożem,a nastepnie przepuszczaja przez nią mleko.
www.sfn.edu.pl/volvox
Copyright © Dean Madden, 2007
Szkoła Festiwalu Nauki
Mleko dla kotów
Sprzęt i materiały
Dla każdej osoby lub zespołu
Sprzęt
Mały kawałek gazy lub nylonowej iranki (ok. 1 cm
2
)
Plastikowa strzykawka o pojemności 10 ml (bez igły)
Ok. 7 cm kawałek miękkiego wężyka o średnicy 4 mm
2 małe zlewki o pojemności ok. 100 ml lub kubeczki plastikowe
Klamerka zaciskowa jako uzupełnienie kolumny
Małe sitko
Szklana bagietka
Materiały
2 ml enzymu laktaza (
Novozymes Lactozym
)
2% roztwór alginianu sodu, 8 ml
Mleko nie UHT, 50 ml
Paski diagnostyczne do wykrywania glukozy (np.
Roche Diabur-Test
5000
lub
Ames Diastix
)
Uwaga!
Wszystkie roztwory powinny być
zrobione w wodzie destylowanej
lub dejonizowanej. Alginian sodu
trudno siÄ™ rozpuszcza. Proces
przebiega szybciej, gdy woda jest
ciepła a roztwór mieszany.
Przebieg doświadczenia
1�
Zmieszaj enzym z alginianem sodu, a następnie pobierz mieszaninę
do 10 ml strzykawki.
Dodawaj mieszaninÄ™ alginianu z enzymem po kropelce do roztworu
chlorku wapnia. Uważaj, aby nie zanurzyć końcówki strzykawki w
roztworze chlorku wapnia, ponieważ spowoduje to stwardnienie al-
ginianu w końcówce strzykawki i jej zatkanie. Powstałe kulki złożone
z enzymu unieruchomionego w matrycy alginianu wapnia powinny
postać kilka minut w roztworze chlorku wapnia do stwardnienia.
Umocuj krótki gumowy wężyk do ujścia strzykawki, która stanowić
będzie kolumnę ze złożem. Umieść kawałek gazy na dnie kolumny,
aby kulki nie blokowały wylotu strzykawki.
2�
3�
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
www.sfn.edu.pl/volvox
Copyright © Dean Madden, 2007
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
 Szkoła Festiwalu Nauki
Mleko dla kotów
4�
Oddziel kulki alginianu zawierajacego zimmobilizowany enzym od
roztworu, iltrujÄ…c przez sitko.
Ostrożnie napełnij kolumnę kulkami.
Zamknij wylot kolumny uciskając gumowy wężyk klipsem.
5�
6�
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 6
7�
Sprawdź zawartość glukozy w zwykłym mleku za pomocą paska
diagnostycznego, mleko nie powinno zawierać glukozy.
Napełnij kolumnę niewielką objętością mleka, następnie otwórz
wylot i pozwól mleku wycieknąć do małej zlewki.
Sprawdź zawartość glukozy w mleku, które przepłynęło przez kolum-
nę za pomocą paska diagnostycznego. Jeśli wynik nie jest jednoznacz-
ny, możesz powtórnie przepuszczać to samo mleko przez kolumnę,
aż do uzyskania wyraźnie wykrywalnego stężenia glukozy.
8�
9�
Fig. 7
Fig. 8
Fig. 9
www.sfn.edu.pl/volvox
Copyright © Dean Madden, 2007
  Szkoła Festiwalu Nauki
Mleko dla kotów
Pomysły na dodatkowe doświadczenia
1�
Kolumna z immobilizowaną laktazą może także posłużyć do produkcji
słodkiego syropu z serwatki powszechnie stosowanego w przemyśle
cukierniczym.
Silnym inhibitorem enzymu laktaza jest galaktoza - jeden z pro-
duktów rozpadu laktozy. W związku z tym ilość katalizowanych
przez enzym reakcji zależy od prędkości przepływu substratu przez
kolumnę: zbyt szybki przepływ powoduje brak czasu na zajście re-
akcji; zbyt wolny natomiast spowoduje nagromadzenie siÄ™ galaktozy
i inhibicjÄ™ enzymu, a zatem zahamowanie reakcji. Uczniowie mogÄ…
badać wpływ tempa przepływu substratu przez kolumnę na tempo
rozkładu laktozy do glukozy i galaktozy.
2�
Mleko dla kotów o zredukowanej
zawartości laktozy
Dodatkowe źródła informacji
Literatura po angielsku
Immobilised enzymes and cells: a practical approach
by Jonathan Woodward
[Ed] (1985) Oxford University Press, Oxford. ISBN: 0 947946 21 7.
Richmond, M.L., J.I. Gray and C.M. Stine (1981) Beta-galactosidase:
Review of recent research related to technological application,
nutritional concerns and immobilization.
Journal of Dairy Science
64
(9) 1759–1771.
Bayless, T.M., D.M. Paige and G.D. Ferry (1971) Lactose intolerance and
milk drinking habits
Gastroenterology
60 (4) 605–608.
Internet
Novozymes A/S, Denmark
Wikipedia: Lactose intolerance
Podziękowania
Tłumaczenie protokołu na język polski przygotowała Joanna Lilpop.
Adaptacja protokołu została wykonana w ramach projektu VOLVOX,
inansowanego przez KomisjÄ™ EuropejskÄ… w 6. Programie Ramowym.
To nisko-laktozowe włoskie mleko
jest produkowane przy użyciu
immobilizowanej
b
-galaktozydazy
www.sfn.edu.pl/volvox
Copyright © Dean Madden, 2007
[ Pobierz całość w formacie PDF ]