课题3酵母细胞的固定化教程.pptVIP

规律总结： 固定化酶 二、实验操作 * 在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，说明酶制剂使用有很多优点，你能举出一些吗？ 催化效率高、低能耗、低污染等。 生产中直接使用酶存在哪些问题？ ①天然酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活。 ②溶液中酶很难回收，不能再次利用，提高了生产成本。 ③反应后，酶会混在产物中，影响产品质量，难以在工业生产中广泛应用。 怎么办？ 固定化酶技术 （一）固定化酶的应用实例 一、基础知识 ①固定在载体上的酶可以被反复利用。 优点： ②使酶既能与反应物接触，又能与产物分离； 在生产实际中使用固定化酶技术有无不足?如有不足,怎么办? 有；一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实际中很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能进行，所以操作比较麻烦。 可采用固定化细胞技术 （二）固定化酶技术和固定化细胞技术 1、概念： 利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间的技术。 2、方法： 包埋法 将酶（或细胞）包埋在细微网格里 化学结合法 将酶（或细胞）相互结合，或将其结合到载体上。 物理吸附法 将酶（或细胞）吸附在载体表面上 3、酶和细胞固定方法的选择 酶适合采用化学结合和物理吸附法固定，细胞适合采用包埋法固定。 细胞个大，酶分子很小，个体大的细胞难以被吸附或结合而个小的酶容易从包埋的材料中漏出。 4、固定化细胞常用的载体 常用的不溶于水的多孔性载体，明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等 。 海藻酸钠 聚丙烯酰胺 思考： 从操作角度来考虑，你认为固定化酶技术与固定化细胞技术哪一种方法更容易？ 哪一种方法对酶活性的影响更小？ 固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？ 如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该选择哪种方法？ 如果反应物是大分子物质，又应该选择哪种方法？ 固定化细胞 固定化细胞固定的是一系列酶 固定化细胞技术 固定化酶技术 固定化细胞 酶的种类： 适宜的温度，PH值 固定化细胞 一种 所需条件： 酶的种类： 多种 所需条件： 适宜的温度，PH值，营养物质 （一）制备固定化酵母细胞 （1）酵母细胞的活化： 1g干酵母＋10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌均匀→放置1h， 使之活化。 在缺水状态下，微生物处于休眠状态。活化是指让处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过程。 酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。 2、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液： 0.83gCaCl2＋150mL蒸馏水→200mL烧杯→溶解备用 〖思考〗为什么要用蒸馏水，而不用自来水？ 防止自来水中各种离子影响实验结果 3、配制海藻酸钠溶液（最重要的环节） 0.7g海藻酸钠＋10mL水→50mL烧杯→酒精灯加热，并不断搅拌，使之溶化→蒸馏水定容到10mL 加热时要用小火，或者间断加热，并搅拌（防止海藻酸钠焦糊），反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。 注：浓度要适宜 浓度过高，将很难形成凝胶珠； 浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少。 4、海藻酸钠溶液和酵母细胞混合 将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入以活化的酵母细胞，进行充分搅拌（使两者混合均匀），再转移至注射器中。 〖思考〗为什么要将海藻酸钠冷却至室温？ 以免海藻酸钠温度过高杀死酵母菌。 （5）固定化酵母细胞 以恒定的速度缓慢（以便形成的凝胶珠呈均匀的圆形或椭圆形 ）的将注射器中的溶液滴加CaCl2溶液中，将形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。 〖思考〗 CaCl2溶液有什么作用？ 使胶体聚沉，凝胶珠形成稳定的结构。 若凝胶珠颜色过浅，说明海藻酸钠的浓度偏低；凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高。 （二）用固定化酵母细胞发酵 ①将固定化酵母细胞（凝胶珠）用蒸馏水冲洗2－3次。 ②将150ml质量分数为10％的葡萄糖溶液转移至200ml的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于25℃下发酵24h。 〖思考〗为什么要用蒸馏水冲洗凝胶珠？ 洗去凝胶珠表面多余的CaCl2溶液。以免对实验造成影响。 〖思考〗葡萄糖在这里有什么用？ 既可以作为发酵底物，也作为酵母菌细胞的营养物质。 〖思考〗在利用固定化酶或固定化细胞进行工业生产的过程中，需要无菌操作吗？ 需要 1、观察凝胶珠的颜色和形状 三、结果分析与评价 2、观察发酵的葡萄糖溶液 利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多气泡，同时会闻到酒味。 用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功；在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。 例1：下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与