《酵母细胞的固定化27084.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《酵母细胞的固定化27084.pptx（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、课题3酵母细胞的固定化 第1页/共24页【学习目标】1.1.举例说明固定化技术的种类及应用。2.2.比较直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的异同点。3.3.初步学会制备固定化酵母细胞并用其进行酒精发酵。第2页/共24页【自主预习】一、固定化酶的应用实例生产高果糖浆1.1.生产高果糖浆的原理:葡萄糖 果糖。葡萄糖异构酶第3页/共24页2.2.传统生产方法的优缺点:(1)(1)优点:_:_好,能持续发挥作用。(2)(2)缺点。酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常_,_,容易_。稳定性敏感失活第4页/共24页溶液中的酶很难回收,不能_,_,提高了生产成本。反应后会混在_中,可能影响产品质量。被
2、再次利用产物第5页/共24页3.3.使用固定化酶的生产原理:(1)(1)制备固定化酶:将葡萄糖异构酶固定在颗粒状的_上。(2)(2)制备固定化酶反应柱:将这些酶颗粒装入_中,柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。(3)(3)酶与反应液分离的原理:_:_无法通过筛板上的小孔,而_可以自由出入。载体反应柱酶颗粒反应溶液第6页/共24页4.4.生产操作:(1)(1)将葡萄糖溶液从反应柱的_注入。(2)(2)使葡萄糖溶液流过反应柱,与_接触。(3)(3)转化成的果糖从反应柱的_流出。上端固定化葡萄糖异构酶下端第7页/共24页二、固定化酶和固定化细胞技术1.1.概念:利用_或_方法将酶或细胞固定在一定空间内
3、的技术。物理化学第8页/共24页方法方法原原 理理适用对象适用对象包埋包埋法法将聚合物的单体与酶溶液混合，将聚合物的单体与酶溶液混合，再借助于聚合助进剂再借助于聚合助进剂(包括交联剂包括交联剂)的作用进行聚合，酶被包埋在聚的作用进行聚合，酶被包埋在聚合物中以达到固定化合物中以达到固定化酶或细胞酶或细胞化学结化学结合法合法酶蛋白的侧链基团和载体表面酶蛋白的侧链基团和载体表面上的功能基团之间形成上的功能基团之间形成共价键共价键而固定的方法而固定的方法酶酶物理吸物理吸附法附法通过氢键、疏水作用和通过氢键、疏水作用和电子电子亲和力等物理作用，将酶固定亲和力等物理作用，将酶固定于水不溶载体上。从而制成固
4、于水不溶载体上。从而制成固定化酶定化酶酶酶第9页/共24页2.2.常用方法:序号序号固定方法固定方法固定对象固定对象图例图例_法法固定化固定化_法法固定化固定化_法法固定化固定化_包埋细胞化学结合酶物理吸附酶第10页/共24页课堂讨论：1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？2固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？3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？4如果反应物是大分子物质，又应该选择哪种方法？固定化细胞技术。因为固定化细胞保证了细胞的完整性，酶环境改变小，对其活性影响小。固定化细胞固定的是一系列酶固定化细
5、胞技术固定化酶技术第11页/共24页一、直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较比较项目比较项目直接直接使用酶使用酶固定化酶固定化酶固定化细胞固定化细胞酶的种类酶的种类一种或几一种或几种种一种一种一系列酶一系列酶制作方法制作方法化学结合法化学结合法物理吸附法物理吸附法包埋法包埋法是否需要是否需要营养物质营养物质否否否否是是催化反应催化反应单一或多单一或多种种单一单一一系列一系列第12页/共24页比较项目比较项目直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化酶固定化细胞固定化细胞反应底物反应底物各种物质各种物质(大分子、大分子、小分子小分子)各种物质各种物质(大大分子、小分分子、小分子子)小分子小分子优点优点
6、催化效率高、催化效率高、低耗能、低低耗能、低污染等污染等被固定的酶被固定的酶可重复使用可重复使用成本低成本低,操作更操作更容易容易,可以催化可以催化一系列化学反一系列化学反应应缺点缺点酶不能回酶不能回收利用收利用,增增加了生产成加了生产成本本酶混在酶混在产物中影响产物中影响产品质量产品质量一种酶只能一种酶只能催化一种化催化一种化学反应学反应固定后的细胞固定后的细胞与反应物不容与反应物不容易接近易接近,尤其是尤其是大分子物质大分子物质,可可能导致反应效能导致反应效率下降等率下降等第13页/共24页三、实验操作1.1.制备固定化酵母细胞:(1)(1)固定方法:_:_。(2)(2)常用载体:一些不溶
7、于水的_载体,如_、琼脂糖、_、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。包埋法多孔性明胶海藻酸钠第14页/共24页三、固定化酵母细胞的制备及发酵(3).(3).实验操作流程：酵母细胞的活化：称取干酵母放入小烧杯中，加入_使其活化。配制CaClCaCl2 2溶液：称取无水CaClCaCl2 2放入烧杯中，加入_，使其充分溶解。蒸馏水蒸馏水第15页/共24页配制海藻酸钠溶液：要用_加热的方法。(影响实验成败的关键步骤)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：先将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至_，再加入已活化的酵母细胞。固定化酵母细胞：将混合物滴在_溶液中形成凝胶珠。小火或间断室温CaClCaCl2 2第16页/共24页2.2.
8、用固定化酵母细胞发酵:将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用_冲洗2 23 3次将150 mL150 mL质量分数为10%10%的_溶液转移到锥形瓶中加入固定好的酵母细胞(凝胶珠)蒸馏水葡萄糖第17页/共24页置于2525下发酵24 h24 h发现有_产生,同时有酒味散发气泡第18页/共24页3.3.实验结果：(1)(1)凝胶珠的颜色和形状：浅黄色的圆形或椭圆形。(2)(2)发酵现象有_产生闻到有_气泡酒味第19页/共24页试剂或操作试剂或操作作用或目的作用或目的海藻酸钠海藻酸钠作为载体包埋酵母细作为载体包埋酵母细胞胞CaCl2使海藻酸钠胶体发生使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。聚沉，形成凝胶珠。用
9、蒸馏水冲洗凝胶珠用蒸馏水冲洗凝胶珠洗去洗去CaCl2 和杂菌和杂菌第20页/共24页配制海藻酸钠溶液为什么是固定化酵母细胞的配制海藻酸钠溶液为什么是固定化酵母细胞的关键？关键？提示：提示：因为如果海藻酸钠浓度过因为如果海藻酸钠浓度过高高，将很，将很难形成凝胶珠难形成凝胶珠;如果浓度过如果浓度过低低，形成的凝胶珠，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，也会影响实验效所包埋的酵母细胞的数量少，也会影响实验效果。果。第21页/共24页 刚形成的凝胶珠应在刚形成的凝胶珠应在CaClCaCl2 2溶液中浸泡溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。一段时间，以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格，可
10、以使用检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法：下列方法：一是一是挤压法挤压法 用镊子夹起一个凝胶珠放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裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功。功。二是二是摔打法摔打法 在实验桌上用力摔打凝胶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。的凝胶珠是成功的。第22页/共24页这一阶段成功与否呢？怎样评价？这一阶段成功与否呢？怎样评价？观察观察凝胶珠的颜色和形状凝胶珠的颜色和形状:如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏色，说明海藻酸钠的浓度偏低低，固，固定的酵母细胞数目较少；如果形成定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏明海藻酸钠的浓度偏高高，制作失败，制作失败，需要再作尝试。需要再作尝试。第23页/共24页感谢您的观看！第24页/共24页