酵母细胞的固定化ppt课件

固定化细胞技术
物理吸附法 固定化 技术： 化学结合法 包埋法 固定化细胞
固定化酶
固定化
辨一辨： 1、固定化细胞固定的
是一种酶还是一系列酶？ 固定的是一系列 酶 2、如果想把微生物发 固定化细胞技术 酵过程变成连续的酶促 反应，应该选择哪中技 术？ 3、如果反应物是大分 子物质，又应该采用哪 固定化细胞的优点： 种技术？ 成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化学反应
阅读P49高果糖浆的生产实例，并思考：
1、生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什么？ 2、酶应用中存在的问题是什么？解决方法是什 么？ 3、这种方法的优点是什么？缺点是什么？
一、固定化酶技术
实例：生产高果糖浆
葡萄糖
葡萄糖异构酶
果糖
将葡萄糖异构酶固定在 不溶于水的颗粒状载体上
知识百科 高果糖浆是一种以玉米为原料加工制成的营 养性糖浆，其果糖含量为42%左右。高果糖 浆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。
固定化酶技术；因为位于 缺点： 细胞内的酶与反应物接触不 充分，催化作用受到限制 减少了酶跟外界的接触面积
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三、实验操作
（一）制备固定化酵母细胞
阅读P50，51页制备固定化酵母细胞的过程，并思考：
1．酵母细胞的活化 思考讨论：什么叫酵母细胞的活化？ 2．配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液 3．配制海藻酸钠溶液 思考讨论：加热海藻酸钠时有哪些注意事项？ 海藻酸钠溶液的浓度对凝胶柱的形成可能有哪些影响？ 4．海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 思考讨论: 将海藻酸钠与酵母细胞混合时要注意什么？原因是什么？ 5．固定化酵母细胞 思考讨论：CaCl2有什么作用？
3. 配制海藻酸钠溶液：
议一议：
加热海藻酸钠时有哪些 注意事项？海藻酸钠的 浓度对凝胶珠的形成可 能有哪些影响？
答：加热时要用小火，或者间 断加热，并且边加热边搅拌 如果海藻酸钠浓度过高，将很难 形成凝胶珠； 如果浓度过低，形成的凝胶珠所 包埋的酵母细胞的数目太少，影响 实验效果。
4. 海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：
采用哪种化学试剂检测有无酒 精的生成？有无CO2的生成？
橙色的重铬酸钾， 灰绿色
澄清石灰水
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酶制剂、固定化酶和固定化细胞催化的对比
类型 直接 使用 酶 固定 化酶 优点 不足 对环境条件非常敏感，容易失活； 催化效率高，低耗能、 溶液中的酶很难回收，不能被再次 低污染等 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 酶既能与反应物接触， 一种酶只能催化一种化学反应，而 又能与产物分离，同 在生产实践中，很多产物的形成都 时，固定在载体上的 通过一系列的酶促反应才能得到的 酶还可以被反复利用 成本低、操作容易、 对酶活性的影响更小、 可以催化一系列的反 应、容易回收 固定后的酶或细胞与反应物不容易 接近，可能导致反应效果下降由于 大分子物质难以自由通过细胞膜， 因此固定化细胞的应用也受到限制
固定 化细 胞
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四、课题延伸
1.结合专题2的无菌操作技术，想一想如果要求制 作反复使用的固定化酵母细胞，应该在实验过程 中注意那些问题？ ⑴海藻酸钠溶液、CaCl2溶液和各种操作器具都要 灭菌；⑵实验过程进行无菌操作。
2.试一试：请你结合专题1中的课题1，尝试利用固定 化细胞发酵制作果酒和果醋，并观察能否连续生产。
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。
你认为影响实验成败的关Βιβλιοθήκη 步骤是哪一步？ 答：配制海藻酸钠溶液
三、实验操作
（二）用固定化酵母细胞发酵
•冲洗 •发酵
将海藻酸钠溶液用蒸馏水冲洗，目的是什么？
洗去CaCl2和杂菌
利用固定的酵母细胞发酵24h后， 会有什么实验现象？ 有气泡，有酒味
让凝胶珠形成稳定的结构
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◆评价制备的凝胶珠是否合格
1、观察凝胶珠的颜色和形状
浅黄色
（1） 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海 藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少； （2）如形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明 海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。 1
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2、挤压法
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。 3、摔打法
酵母细胞的固 定化课件
课题3
酵母细胞的固定化
葡萄美酒夜光杯， 欲饮琵琶马上催。 醉卧沙场君莫笑， 古来征战几人回。
酵母菌发酵：
C6H12O6
酶
酶
2C2H5OH+ 2CO2+少量能量
（酒精）
优点： 催化效率高，低耗能，低污染
缺点：
1. 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. 溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本； 3.反应后会混在产物中，可能影响产品质量。 怎么解决呢？
议一议：
将海藻酸钠与酵母细胞 混合时要注意什么？原 因是什么？
答：必须将溶化的海藻酸钠溶液 冷却至室温才能与已活化的 酵母细胞进行混合。
因为高温会杀死酵母细胞
5. 固定化酵母细胞：
议一议：
CaCl2溶液有什么作用？
为什么要让凝胶珠在CaCl2溶 液中浸泡30min左右？
答： CaCl2溶液使胶体聚沉
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练习:
1、制备固定化酵母细胞的过程中错误的是（ ） A、取干酵母，加入蒸馏水，使其活化 B、配制海藻酸钠时，加热用大火，直到海藻酸钠溶化为止 C、将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的 酵母细胞 D、将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右 2、下列关于酶和细胞的固定叙述不正确的是( )。 A．酶分子很小，易采用包埋法 B．酶分子很小，易采用化学结合或物理吸附法固定的酶 C．细胞个大，难被吸附或结合 D．细胞易采用包埋法固定
一、固定化酶技术
实例：生产高果糖浆
你能说出反应柱 的优点吗？
1 .使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。
缺点：
一种酶只能催化一种化学反应。
二、固定化细胞技术
制备固定化酵母细胞 在生产实际中很多产物的形成是通过一系列的酶促反应 才能进行,如果用固定化酶技术操作比较麻烦，可采用
为什么要让凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右？
你认为影响实验成败的关键是哪一步？
实验过程
（一）制备固定化酵母细胞 1．酵母细胞的活化
议一议：什么叫酵母细胞的活化？
活化就是让处于休眠状态的微生物重
新恢复正常的生活状态，一般是将干酵 母放在蒸馏水中进行活化。
2．配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液