高中生物选修1课件6：4.3 酵母细胞的固定化

果葡糖浆
④生产优点
反应柱能连续 使用半年，大 大降低了生产 成本，提高了 果糖的产量和 质量。
实验操作 （一）方法 1、包埋法固定化细胞 2、海藻酸钠作载体包埋酵母细胞 （二）制备固定化酵母细胞
1、酵母细胞的活化 ① 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 ②注意事项 A、选用的干酵母要具有较强的活性，而且物种单一
（四）直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点
类型 优点
不足
直接使 催化效率高，低耗能、 对环境条件非常敏感，容易失活；
用酶 低污染等
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
固定 化酶
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，同时，在生产实践中，很多产物的形成都 固定在载体上的酶还可 通过一系列的酶促反应才能得到的 以被反复利用
等物理作用，将酶固定于水不溶载 酶 附法
体上。从而制成固定化酶
（六）酶和细胞固定方法的选择 1、方法 ①酶适合采用化学结合和物理吸附法固定 ②细胞适合采用包埋法固定
2、原因
①细胞个大，酶分子很小 ②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
（七）固定化酶的应用实例 1、高果糖浆 ①生产原料 葡萄糖，葡萄糖是由淀粉转化而来
固定化 成本低、操作容易、对 固定后的酶或细胞与反应物不容易
细胞 酶活性的影响更小、可 接近，可能导致反应效果下降由于
以催化一系列的反应、 大分子物质难以自由通过细胞膜，
容易回收
因此固定化细胞的应用也受到限制
（五）酶和细胞固定化方法 思考：固定化酶或固定化细胞可以采取哪些方法？ 各有什么利弊？ 1、物理吸附法
2、包埋法 3、化学结合法
方法
原理
将聚合物的单体与酶溶液混合，再借 包埋 助于聚合助进剂(包括交联剂)的作用
法 进行聚合，酶被包埋在聚合物中以达 到固定化
适用 对象
酶或 细胞
方法
原理
酶蛋白的侧链基团和载休表面上的 化学结
功能基团之间形成共价键而固定的 合法
方法
适用 对象
酶
通过氢键、疏水作用和π电子亲和力 物理吸
区具有应用价值。 实例：在屠宰厂，可以从家畜胰脏中提取出胰酶； 在水果加工厂，可以从菠萝皮中提取出菠萝蛋白酶。
缺点：要有充足的原材料，广泛应用受到限制。
②发酵法 定义：通过微生物发酵获得所需要的酶 优点： 易培养、繁殖速度快、便于大规模生产 提取方式： 如果是胞外酶，可以从发酵液中直接提取；如果是 细胞内酶，则可将细胞弄碎再经过提取纯化而得到。 ③化学合成法
缺点：成本高、已知分子结构的酶
3、酶的提取和分离纯化
提取出来的酶还要经过分离、纯化，再加入适量的稳 定剂和填充剂，制成相应的酶制剂后才能用于催化化 学反应。
①酶的提取
方法： 盐溶液提取法、碱溶液提取法、有机溶剂 提取法。
条件：适宜的温度和pH和保护剂 ②酶的分离提纯 方法： 沉淀技术（密度梯度离心法）
3、配制海藻酸钠溶液 ① 过程 称取0.7g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
海藻酸钠的浓度涉及到固定化细胞的质量。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少。
②生产机理 是以酶法糖化淀粉所得的糖化液，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，由 葡萄糖和果糖而组成的一种混合糖糖浆
③生产流程
含淀粉 α-淀粉酶 的浆液 高果糖浆糊精糖化 Nhomakorabea 葡萄糖
葡萄糖的 葡萄糖
果糖含量 70%～90%
异构化 异构酶 42%～45%
转化成果糖
果糖和葡萄
反复多次 葡萄糖再次 糖分离 异构化
（二）固定化酶 固定化酶是指限制或固定于特定空间位置的酶，具 体来说，是指经物理或化学方法处理，使酶变成不 易随水流失即运动受到限制，而又能发挥催化作用 的酶制剂 （三）固定化细胞 固定化技术：将细胞限制或定位于特定空间位置的
方法称为细胞固定化技术
固定化细胞：被限制或定位于特定空间位置的细 胞称为固定化细胞
层析技术
4、酶制剂特点 （1）优点 催化效率高、低耗能、低污染，
如何解决这 些问题？
大规模地应用于食品、化工等各个领域 （2）实际问题
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
②注意事项
A、可利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠， 用作对照。
课题三 酵母细胞的固定化
专题四 酶的研究与应用
基础知识
（一）酶制剂 1、酶制剂的概念和种类 ①定义：含有酶的制品 ②种类： A、液体酶制剂 治疗某些胃病的胃蛋白酶液 B、固体酶制剂 多酶片、加酶洗衣粉中的蛋白酶和脂肪酶
2、酶的生产 ①提取法 定义：采用一定的技术直接从动植物或微生物的组织、 细胞中将酶提取出来。 优点：简单易行，在动植物或微生物资源丰富的地
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 A、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 B、搅拌要彻底充分，使两者混合均匀，以免影响 实验结果的观察
5、固定化酵母细胞 ① 过程 以恒定的速度缓慢的将注射器中的溶液滴加到配制 好的CaCl2溶液中，将形成的凝胶珠在CaCl2溶液中 浸泡30min左右
B、在缺水状态下，微生物处于休眠状态。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
2、配置物质的量浓度为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