酵母细胞固定化教材.pptVIP

思考：现有葡萄糖溶液、葡萄糖异构酶溶液及其他必需的实验器材，请你设计实验，将葡萄糖转化成果糖。（葡萄糖异构酶的作用是催化葡萄糖转化成果糖） 葡萄糖溶液2mL 葡萄糖异构酶溶液2mL 思考：现有葡萄糖溶液、葡萄糖异构酶溶液及其他必需的实验器材，请你设计实验，将葡萄糖转化成果糖。（葡萄糖异构酶的作用是催化葡萄糖转化成果糖） 本实验中需要注意的事项有哪些？为什么 ？ 生产中，经葡萄糖异构酶的异构作用，将其中一部分葡萄糖异构成果糖，生产出由葡萄糖和果糖（含量在42%左右）而组成的一种混合糖糖浆即高果糖浆。 这种酶稳定性好，可持续发挥作用，但在溶解于葡萄糖溶液后，无法从糖浆中提取回收，浪费很大。 　　如今，酶已经大规模地应用于食品、化工、轻纺、医药等各个领域。 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； 　　溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。 1、酶 　缺点： 　　将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。 思考：面对这些实际问题，你有什么设想？ 2、固定化酶 实例：用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆 （1）高果糖浆：是指果糖含量为42%左右的糖浆。作为蔗糖的替代品，不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病，对人类的健康更有益。 （1）使固定化酶既能与反应物接触，又能与产物分离； （2）固定在载体上的酶可以被反复利用。 思考：这种方法的优点是什么？ 反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高果糖的产量和质量。 思考： 在生产实际中是不是所有产物的产生都只是一种酶的催化就可完成？ 固定化酶的不足：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。 思考：由上述问题可见 ，使用固定化酶技术有哪些不足？怎么解决这些不足 如：酿酒、制作酸奶，需要一系列酶催化才能完成。 　　 可采用固定化细胞技术。 3、固定化细胞 　　固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术。 固定化细胞是利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术。 包埋法 化学结合法 物理吸附法 　　一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。 思考：固定酶和细胞各适合采用什么方法？为什么？ 　　这是因为 酶分子很小，酶容易从包埋材料中漏出。 细胞个大，难以被吸附或结合。 （1）从操作角度来考虑，你认为哪一种方法更容易? （2）哪一种方法对酶活性的影响更小? （3）固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶? （4）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? （5）如果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法? 思考： 　　A、固定化酶 B、固定化细胞 B B 一系列酶 B A 因为大分子物质难以通过细胞膜。固定化细胞的应用受限制。 固定化酶和固定化细胞常用的载体材料： 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等 　　本课题使用的是包埋法固定化酵母细胞，即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中。 　　本实验选用海藻酸钠作载体包埋酵母细胞 。 1、酵母细胞的活化 二、实验操作 （一）制备固定化酵母细胞 1、酵母细胞的活化 过程：称取1g干酵母，放入50ml的小烧杯中，加入蒸馏水10ml。用玻璃棒搅拌，使酵母细胞混合均匀，成糊状，放置1h左右，使其活化 在缺水状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。 二、实验操作 （一）制备固定化酵母细胞 2、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2 溶液 （1） 过程： 称取无水CaCl2 0.83g，放入200ml的烧杯中，加入150ml的蒸馏水，使其充分溶解，待用。 （2）注意事项： 溶解物质要彻底，勿用自来水溶解，以防自来水中各种离子影响实验结果 3、配制海藻酸钠溶液 （1）过程：称取海藻酸钠，放入50ml小烧杯中，加入10ml水，用酒精灯加热，边加热边搅拌，将海藻酸钠调成糊状，直至完全溶化，用蒸馏水定容至10ml。 （2）注意事项 加热时要用小火，或者间断加热反复几次，直到海藻酸钠溶化为止 如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。 4、海藻酸钠溶液和酵母细胞混合 （1）过程：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，再转移至注射器中。 （2）注意事项 ①溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温，否则会因温度过高杀死酵母菌。 ②搅拌要彻底充分，使两者混合均匀，以免影