固定化酵母细胞
酵母细胞的固定化
酵母细胞的固定化课题5 酵母细胞的固定化1. 游离酶、固定化酶和固定化细胞的⽐较(1) 物理吸附法(吸附法)是将酶吸附在载体表⾯的⼀种固定⽅法。
特点是⼯艺简便且条件温和，应⽤⼴泛。
实质是利⽤酶与载体之间的范德华⼒实现吸附。
(2) 化学结合法(交联法)是利⽤酶与载体之间形成的共价键将酶进⾏固定的。
2. 酵母细胞的固定化（1）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。
（2）⽤蒸馏⽔配制CaCl溶液,⽽不⽤⾃来⽔。
原因是防⽌⾃来⽔中各种2离⼦影响实验结果。
溶液的作⽤：使胶体聚沉，凝胶珠形成稳定的结构。
（3）CaCl2（4）海藻酸钠的作⽤：包埋细胞。
溶液中浸泡⼀段时间，以便形成稳定的结（5）刚形成的凝胶珠应在CaCl2构。
（6）检验凝胶珠的质量是否合格，可以使⽤下列⽅法。
⼀是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。
⼆是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。
（7）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；如果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。
3. ⽤固定化酵母细胞发酵（1）配制麦芽汁或葡萄糖溶液:注意浓度适宜，过⾼会造成固定的酵母细胞失⽔，甚⾄死亡。
（2）葡萄糖的作⽤：既可以作为发酵底物，也作为酵母菌细胞的营养物质。
（3）固定化酵母凝胶珠的处理:固定好的凝胶珠从氯化钙溶液取出后要⽤蒸馏⽔冲洗2~3次。
洗去氯化钙溶液的⽬的是防⽌凝胶珠硬度过⼤，影响通透性。
（4）发酵:开始时凝胶珠沉在发酵液的底部，⼀段时间后慢慢上浮且有⽓泡产⽣，发酵液有酒味。
思考：1.发酵过程中锥形瓶为什么要密封？2.锥形瓶中的⽓泡和酒精是怎么形成的？3.发酵时为什么要将温度控制在25℃？例题：为了探究啤酒酵母固定化的最佳条件，科研⼈员研究了氯化钙浓度对固定化酵母发酵性能的影响，结果如下图所⽰。
高中生物酵母细胞的固定化 (3)
↓ 冲洗：将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗 2～3 次
↓ 发酵：将 150 mL 质量分数为 10%的葡萄糖溶液转移至 200 mL 的锥形瓶中，加入固定好的酵母细胞，25 ℃下发酵 24 h
3．用包埋法固定化细胞是将微生物细胞均匀地包埋于 不溶于水的多孔性载体 中，常用的包埋载体有
明胶 、 琼脂糖 、 海藻酸钠 、 醋酸纤维素 和 聚丙烯酰胺 等。 4．固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产 固定化酶技术已经应用于高果糖浆的生产中，生产 高果糖浆所需要的酶是 葡萄糖异构酶 ，所使用的反 应柱上的孔应满足 酶颗粒 不能通过筛板上的小孔， 而 反应溶液却可以自由出入。
(3)影响实验成败的关键步骤是________________。 (4)海藻酸钠溶化过程的注意事项是______________。 (5)如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞 数目_____。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形 ，说明 ______。 (6)该实验中CaCl2溶液的作用是__________。
解析 (1)酵母细胞在缺水的状态下休眠。活化是加入水使酵 母菌恢复到生活状态。酵母细胞活化后体积会增大。(2)固定 化酶常用化学结合法和物理吸附法固定化。(3)实验的关键是 配制海藻酸钠溶液，得到凝胶珠。(4)海藻酸钠溶化过程要小 火加热(小火间断加热)不断搅拌，使海藻酸钠完全溶化，又 不会焦糊。(5)海藻酸钠浓度过低，包埋的酵母菌就过少；海 藻酸钠浓度过高，不易与酵母菌混合均匀。(6)氯化钙能使海 藻酸钠形成聚沉。
反应物不易 与酶接近， 尤其是大分 子物质，反 应效率下降
实验一 酵母细胞的固定化
实验一酵母细胞的固定化一、实验原理与目的原理：固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或者细胞固定在一定空间的技术，包括包埋法,化学结合法（将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上）和物理吸附法固定化，细胞多采用包埋法固定化。
常用的包埋载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维和聚丙烯酰胺等。
本实验选用海藻酸钠作为载体包埋酵母菌细胞。
目的:了解细胞固定化的原理；掌握酵母细胞固定化实验操作.二、仪器与用具仪器:50ml烧杯、200ml烧杯、玻璃棒、量筒、酒精灯、石棉网、针筒、三角瓶、水浴锅、恒温箱.化学材料：活化酵母菌(酵母悬液)、蒸馏水、无水CaCl2、海藻酸钠、葡萄糖。
三、试剂配制1、0.05mol/L的CaCl2溶液150ml；2、海藻酸钠溶液：每0.7g海藻酸钠加入10ml水加热溶液成糊状；3、10％葡萄糖溶液150ml。
四、实验方法与步骤1、干酵母活化：1g干酵母+10ml蒸馏水→50ml烧杯→搅拌均匀→放置1h，使之活化。
2、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已经活化的酵母细胞,用玻璃棒充分搅拌混合均匀。
3、固定化酵母细胞：用20ml注射器吸取海藻酸钠与酵母细胞混合液，在恒定的高度（建议距液面12~15cm处，过低凝胶珠形状不规则，过高液体容易飞溅），缓慢将混合液滴加到CaCl2中，观察液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠的情形。
将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。
4、固定化酵母细胞发酵：用5ml移液器吸取蒸馏水冲洗固定好的凝胶珠2～3次，然后加入装有150ml10％葡萄糖溶液的三角瓶中，置于25℃发酵24h,观察结果。
实验开始时，凝胶球是沉在烧杯底部,24h后，凝胶球浮在溶液悬浮在上层,而且可以观察到凝胶球并不断产生气泡，说明固定化的酵母细胞正在利用溶液中的葡萄糖产生酒精和二氧化碳,结果凝胶球内包含的二氧化碳气泡使凝胶球悬浮于溶液上层.五、结果观察：打开瓶盖，闻气味,观察葡萄糖液中的变化。
实验一-酵母细胞的固定化
实验一酵母细胞的固定化一、实验原理与目的原理：固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或者细胞固定在一定空间的技术，包括包埋法，化学结合法（将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上）和物理吸附法固定化，细胞多采用包埋法固定化。
常用的包埋载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维和聚丙烯酰胺等。
本实验选用海藻酸钠作为载体包埋酵母菌细胞。
目的：了解细胞固定化的原理；掌握酵母细胞固定化实验操作。
二、仪器与用具仪器：50ml烧杯、200ml烧杯、玻璃棒、量筒、酒精灯、石棉网、针筒、三角瓶、水浴锅、恒温箱。
化学材料：活化酵母菌（酵母悬液）、蒸馏水、无水CaCl2、海藻酸钠、葡萄糖。
三、试剂配制1、0.05mol/L的CaCl2溶液150ml；2、海藻酸钠溶液：每0.7g海藻酸钠加入10ml水加热溶液成糊状；3、10%葡萄糖溶液150ml。
四、实验方法与步骤1、干酵母活化：1g干酵母+10ml蒸馏水→50ml烧杯→搅拌均匀→放置1h，使之活化。
2、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已经活化的酵母细胞，用玻璃棒充分搅拌混合均匀。
3、固定化酵母细胞：用20ml注射器吸取海藻酸钠与酵母细胞混合液，在恒定的高度（建议距液面12~15cm处，过低凝胶珠形状不规则，过高液体容易飞溅），缓慢将混合液滴加到CaCl2中，观察液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠的情形。
将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。
4、固定化酵母细胞发酵：用5ml移液器吸取蒸馏水冲洗固定好的凝胶珠2~3次，然后加入装有150ml10%葡萄糖溶液的三角瓶中，置于25℃发酵24h，观察结果。
实验开始时，凝胶球是沉在烧杯底部，24h后，凝胶球浮在溶液悬浮在上层，而且可以观察到凝胶球并不断产生气泡，说明固定化的酵母细胞正在利用溶液中的葡萄糖产生酒精和二氧化碳，结果凝胶球内包含的二氧化碳气泡使凝胶球悬浮于溶液上层。
五、结果观察：打开瓶盖，闻气味，观察葡萄糖液中的变化。
酵母细胞的固定化
什么是酶固定化？哪些方法适于细胞的固定化？将酶和细胞固定化方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法。
在讨论的基础上加以总结如下：常用方法操作缺陷1.酶包埋法酶分子一般相对较小，容易从大分子有机物网格中逸出；如果反应物分子较大，则不易进入网格中与酶接触2.吸附法将酶吸附在不溶于水的载体上比较困难，同时酶也容易从载体上脱落结合法需要改变酶的某些结构（基团），酶的催化作用受到一定程度的影响细胞包埋法处于中心的细胞容易缺氧而受到损害，同时，反应原料不易进入到这些细胞之中【比较】酶和细胞的固定方法和特点固定对象酶细胞适宜固定法化学结合法、物理吸附法包埋法特点体积小，固定一种酶。
包埋法容易丢失体积大，固定一系列酶。
难以化学结合和吸附〖思考1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？吸附法。
〖思考2〗将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应，应当固定（酶、细胞）；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定（酶、细胞）。
（二）固定化细胞技术学习内容：1.将酶或细胞固定化的方法；2.固定化酶和固定化细胞的联系与区别；3.固定化酶和固定化细胞常用的载体材料。
教学：固定化酶和固定化细胞通常采用包埋法、化学结合法和物理吸附法。
在教学过程中，可以通过提问的方式，引导学生认识这三种方法的特点与适用范围。
此外，还可以引导学生思考课本中提出的问题，引导学生理解固定化细胞和固定化酶这两种技术的区别与联系，辩证地认识这两种技术的优势与不足。
例如，固定化细胞操作容易、对酶活性的影响更小、可以催化一系列的反应、容易回收等，但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。
要点3 固定化细胞技术（1）将酶或细胞固定化的方法①固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。
②酶或细胞固定化的方法包括包埋法、化学结合法（将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上）和物理吸附法。
③酶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。
酵母细胞的固定化
酵母细胞的固定化什么是酵母细胞的固定化？酵母细胞的固定化是通过某些物理或化学方式将酵母细胞固定在载体上，从而形成固定化酵母细胞。
固定化酵母细胞具有较高的代谢活性和稳定性，适合应用于许多生产和环境保护领域。
固定化酵母细胞可通过吸附、包埋、凝胶化和共价交联等方式实现。
其中，共价交联是一种常见的方法，它使用化学物质使酵母细胞与载体形成共价键，从而增强稳定性和代谢活性。
固定化酵母细胞的应用食品加工酵母细胞是食品加工中广泛使用的微生物。
固定化酵母细胞可被应用于发酵、浸泡和食品增味等过程中，从而提高产品的质量和产量。
饲料添加剂固定化酵母细胞在饲料添加剂中也有广泛应用。
它可以增加畜禽的生长速度、增强抵抗力和改善肠道菌群，从而提高养殖生产效益。
生物医药固定化酵母细胞在生物医药领域中也有广泛应用。
它可以用于生产酵母蛋白、生物柴油、医药中间体等，从而为生产提供更高效的代谢平台。
环境保护固定化酵母细胞对环境压力的响应较强，可以用于处理废水中的有机污染物等。
通过将酵母细胞固定在载体上并将其与废水接触，可以使其代谢这些有机物质并将它们降解。
固定化酵母细胞的优势和劣势优势1.增强代谢活性和稳定性。
2.操作方便，可以重复使用。
3.保护环境和减少废弃物产生。
劣势1.成本较高。
2.可能出现酵母细胞和载体之间的界面问题。
3.缺乏对特定应用的优化。
固定化酵母细胞具有极高的应用价值，在不同领域中都有广泛的应用。
鉴于优势和劣势的影响因素，我们可以尝试优化不同的固定化方法，为实现性价比更高的酵母细胞固定化方案做出有效的基础研究工作。
酵母细胞的固定化【19页】
（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
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
B、海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质的作用下，发生聚 沉，形成凝胶珠，需稳定30min左右
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课题成果评价
（一）观察凝胶珠的颜色和形状 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；如果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。 （二）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
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
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
（一）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
（二）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
（三）酶和细胞固定化方法
1、物理吸附法 2、化学结合法 3、包埋法
酶 细胞
原
D 微囊化法
3、海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要 经过加热促进其溶解，采用的最好加热方 法是
固定化酵母细胞 方法
固定化酵母细胞方法固定化酵母细胞是一种将酵母细胞固定在载体上，以提高酵母细胞稳定性和生产活性的方法。
固定化酵母细胞有许多应用领域，包括发酵工业、制药工业和环境保护等。
下面将详细介绍固定化酵母细胞的方法及其应用。
固定化酵母细胞的方法有许多种，其中最常用的方法包括凝胶化、包埋法和吸附法。
凝胶化是一种将酵母细胞悬浮液与凝胶材料混合后，形成固体凝胶的方法。
常用的凝胶材料包括明胶、琼脂、海藻酸钠等。
在凝胶化过程中，酵母细胞会被凝胶材料捕获并固定在凝胶内部。
凝胶化方法简单易行，在实际应用中有广泛的应用。
凝胶化固定化酵母细胞可用于发酵工业中的酒精生产，如啤酒、白酒等。
包埋法是一种将酵母细胞包裹在固体载体内部的方法。
常用的载体包括明胶、蛋白质、聚酰胺等。
在包埋过程中，酵母细胞悬浮液和载体按照一定比例混合，形成固体颗粒。
包埋固定化酵母细胞可用于制药工业中的酶制剂生产，如乳酸酶、葡萄糖异构酶等。
吸附法是一种将酵母细胞直接吸附在固体载体表面的方法。
常用的载体包括活性炭、硅胶、氧化铁等。
在吸附过程中，酵母细胞与载体表面发生物理或化学吸附，实现细胞的固定化。
吸附固定化酵母细胞可用于环境保护领域中的废水处理和空气净化。
固定化酵母细胞具有许多优点。
首先，固定化酵母细胞能够提高酵母细胞的稳定性，降低外界环境变化对酵母细胞的影响。
其次，固定化酵母细胞可以重复使用，降低生产成本。
再次，固定化酵母细胞可提高酵母细胞的生产活性和产量。
此外，固定化酵母细胞还能够降低酵母细胞对生产介质的污染，并简化操作流程。
因此，固定化酵母细胞在工业生产中有广泛的应用前景。
固定化酵母细胞的应用领域十分广泛。
首先，在发酵工业中，固定化酵母细胞可用于醇类和酸类发酵的生产。
例如，在啤酒生产中，应用固定化酵母细胞可以提高发酵过程的稳定性和产酒效率。
其次，在制药工业中，固定化酵母细胞可用于酶制剂的生产。
例如，在乳酸酸奶生产中，应用固定化酵母细胞可以提高乳酸产量和产品质量。
酵母细胞的固定化(公开课)
酵母细胞的固定化(公开课)酵母细胞的固定化(公开课)介绍酵母是一种常见的微生物，被广泛应用于食品工业、酿酒工业和生物技术等领域。
酵母细胞的固定化是指将酵母细胞固定在一定的载体上，以便于对其进行分离和重复利用。
固定化技术可以有效提高酵母细胞的稳定性和生产效率，具有重要的实际应用价值。
1. 酵母细胞固定化的原理酵母细胞固定化的原理是利用一定的载体材料将细胞固定在固定床内，形成“细胞载体复合物”。
载体材料通常选择具有良好的稳定性和生物相容性的材料，如多孔陶瓷、海藻酸钙和高分子材料等。
载体表面的孔隙结构提供了良好的生长环境和微观结构，有利于细胞的附着和生长。
2. 酵母细胞固定化的优势相比于游离状态下的酵母细胞，固定化酵母细胞具有以下优势：- 稳定性提高：固定化酵母细胞不易受到环境条件的影响，能够在不同的温度、pH值和抑制物浓度下保持较高的活性。
- 操作简便：固定化酵母细胞可以灵活地进行操作和控制，方便分离和回收，减少了生产过程中的工艺复杂性。
- 循环利用：固定化酵母细胞能够重复利用，提高了酵母细胞的利用率和产能，减少了资源的浪费。
3. 酵母细胞固定化的应用酵母细胞固定化技术在食品工业、酿酒工业和生物技术等领域有着广泛的应用。
3.1 食品工业酵母细胞固定化在食品工业中常被用于发酵产品的生产，如面包、酸奶和啤酒等。
固定化酵母细胞能够提高发酵效率和产品品质，同时还能够减少生产过程中的能耗和废水排放。
3.2 酿酒工业在酿酒工业中，固定化酵母细胞能够提高酿酒过程中的稳定性和酒品质量。
固定化酵母细胞还可以在高温和高浓度的条件下继续进行发酵，从而减少了生产时间和成本。
3.3 生物技术在生物技术领域，固定化酵母细胞常被用于生产生物活性物质，如药物、酶和蛋白质等。
固定化酵母细胞能够提高生产效率和纯度，并且易于回收和再利用，有利于大规模生产。
4. 酵母细胞固定化的方法酵母细胞固定化的方法多种多样，常见的方法包括胶包固定化、吸附固定化、凝胶固定化和共价固定化等。
课题3 酵母细胞的固定化
2．配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液 配制物质的量浓度为0.05mol/L的 0.05mol/L
思考： 、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液有什 思考：2、配制物质的量浓度为 的 么作用？ 么作用？
3．配制海藻酸钠溶液 ． 思考： 配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么？ 思考：①配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么？ 包埋酶或细胞 ②在加热的过程中，为什么要用小火，或者间断加热？ 在加热的过程中，为什么要用小火，或者间断加热？ 防止焦糊 4．海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 ． 5．固定化酵母细胞 ． 思考： 为什么刚形成的凝胶珠要在 思考：①为什么刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中 溶液中 浸泡30min左右？ 左右？ 浸泡 左右 形成稳定的凝胶珠 ②如何检验凝胶珠的质量是否合格？ 如何检验凝胶珠的质量是否合格？
四．实验操作结果分析与评价
1．观察凝胶珠的颜色和形状问题思考： ．观察凝胶珠的颜色和形状问题思考： 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，则说明什么？ ①如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，则说明什么？ 如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明什么？ ②如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明什么？ 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色， 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； 的浓度偏低，固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， 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。 制作失败，需要再作尝试。 2．观察发酵的葡萄糖溶液 ． 问题思考：当观察到哪些现象时，可说明实验获得成功？ 问题思考：当观察到哪些现象时，可说明实验获得成功？ 为什么？ 为什么？ 利用固定的酵母细胞发酵产生酒精， 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。 很多气泡，同时会闻到酒味。
固定化酵母细胞 方法
固定化酵母细胞方法固定化酵母细胞是一种将酵母细胞固定在载体上的方法，以便在工业生产过程中持续地产生酵母发酵产物。
这种方法的应用广泛，包括啤酒酿造、酒精生产、酮症饮食等。
固定化酵母细胞的方法有很多种，其中常见的有凝胶固定化、包埋固定化和交联固定化等。
凝胶固定化是将酵母细胞悬浮在凝胶质地的载体上，固定化后的酵母细胞能够在凝胶中发酵产生所需的产物。
这种方法的优点是载体与酵母细胞之间有相对大的接触面积，便于营养物质的供给和废物的排出，并且能够较好地保护酵母细胞免受外界环境的影响。
然而，凝胶固定化的缺点是酵母细胞在固定化过程中会被限制在凝胶中生长，导致细胞增殖相对较慢。
包埋固定化是将酵母细胞包裹在聚合物材料中，形成固定化的“小包裹”，在这种包埋固定化的载体中，酵母细胞可以自由生长和繁殖，并发挥酵母的发酵功能。
这种方法的优点是酵母细胞可以保持较自由的生长状态，增加了细胞的活性和稳定性。
同时，包埋固定化的载体也可以利用其自身的特性来调控发酵过程。
然而，包埋固定化的方法在实际应用过程中需要考虑到包埋材料的选择和酵母细胞的适应性等因素。
交联固定化是利用交联剂将酵母细胞固定在载体上，使其形成一定的空间结构。
这种方法的优点是可以使用多种交联剂来调整载体的特性，如孔隙度、孔径大小等，从而控制酵母细胞在载体中的分布和发酵反应。
交联固定化的缺点是交联剂可能对酵母细胞产生毒性影响，需要合理选择和使用交联剂。
除了以上提到的方法，还有其他一些固定化酵母细胞的方法，如电化学固定化、微胶囊化等。
这些方法在实际应用中都有各自的优缺点，需要根据具体的应用需求来选择合适的固定化方法。
总的来说，固定化酵母细胞是一种利用载体将酵母细胞固定化的方法，具有增强酵母细胞活性、稳定性和生产效率等优点。
在工业生产和生物技术应用中有广泛的应用前景。
高中生物 技术实践知识点总结 课题4 酵母细胞的固化
德钝市安静阳光实验学校盐城中学高中生物技术实践知识点总结课题4 酵母细胞的固定化苏教版选修12．固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。
一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化。
这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。
固定化酶优点：使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用。
固定化细胞优点：成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化学反应。
实验步骤1。
细胞的活化称取lg 干酵母，放入50 mL的小烧杯中，加人蒸馏水10 mL，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。
【注】活化：让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态2。
配制物质的量浓度为0.05mo1/L的CaCl2溶液称取无水CaCl2 0.83g。
放人200mL 的烧杯中，加入150mL的蒸馏水，使其充分溶解，待用。
3。
配制海藻酸钠溶液称取0.7g海藻酸钠，放入50mL小烧杯中。
加人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10 mL。
注意，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。
4。
海藻酸钠溶液与酵母细胞混合将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加人已活化的醉母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。
【注】冷却至室温的目的：防止杀死酵母菌5。
固定化酵母细胞以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，观察液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠的情形。
将这些凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右。
【注】CaCl2溶液的作用：使胶体聚沉6 使用固定化酵母细胞发酵a)将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2-3次。
b) 将150mL 质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200mL的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于25℃下发酵24h。
4-3酵母细胞的固定化
1、下列有关制备酵母细胞的叙述中，正确的是（）
A利用5%的海藻酸钠溶液比蒸馏水活化酵母细胞效果更好 B采用酒精灯小火间断加热使海藻酸钠溶化后还需要注意定容处理 C将溶化后的海藻酸钠立即与活化的酵母细胞等量混合并 充分混匀 D以恒定的速度将注射器中的胶液滴加到适宜的氯化钙溶 液中即可获得规则的凝胶珠
活化 （活化的含义、细胞体积增大）
CaCl2 （蒸馏水溶解、充分溶解、CaCl2作用）
海藻酸纳
最关键步骤
配制海藻酸钠溶液（关键步骤）
海藻酸钠：
一种天然多糖，是由海带中提取的天然多糖碳 水化合物，可作为食用的食品添加剂，也可作 为支架材料用于医学用途，其温和的溶胶凝胶 过程、良好的生物相容性使其适于作为释放或 包埋药物。
（6）该实验中CaCl2溶液的作用是 __使___海__藻__酸__钠__聚___沉____。
（3）影响实验成败的关键步骤是 ___配__制___海__藻___酸___钠__溶___液____。（4）
海藻酸钠溶化过程的注意事项是 _________小__火__或__间___断__加__热_（5）如 果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目 少___。 如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形， 说明__海__藻_ _酸__钠__溶__液__浓___度__偏__高__，___制__作__失__败。
固定化细胞技术
2．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？
固定化细胞技术
3．如果反应物是大分子物质，又应该选择哪种
方法？
固定化酶技术
下列有关固定化酶和固定化细胞的说法,正确的是 ()
A.某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应
04酵母细胞的固定
实验3 酵母细胞的固定化、温度对酵母菌呼吸速率的影响以及果酒发酵一、 实验原理采用包埋法固定酵母细胞，包埋法是指将微生物的细胞均匀包埋在不溶于水的多孔性载体中，使用海藻酸钠为载体（海藻酸钠：一种天然多糖，最早从褐色海藻中提取出来，它具有浓缩溶液，形成凝胶和成膜的能力）以此来操作有催化效率高，低耗能，低污染的优点。
使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，也可以被反复利用。
之后因为酵母菌会进行有氧及无氧呼吸，（有氧呼吸：C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量（大量）无氧呼吸：C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量（少量））通过排水法记录产生气体的速率，从而比较在不同温度下酵母菌的活性差异。
最后用固定化的酵母菌，利用微生物在有氧或五羊条件下的生命活动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物的发酵过程来制作果酒（酒精发酵）。
二、 实验目的1.尝试制备固定化酵母细胞2.探究不同温度对酵母呼吸效率的影响3.练习设计简单实验装置4．使用固定化酵母细胞进行果酒发酵二、实验器材烧杯，玻璃棒，注射器，锥形瓶，水浴锅三、实验材料及试剂干酵母、CaCl 2、海藻酸钠、葡萄糖、苹果 四、实验步骤 （画出流程图）1.酵母细胞的活化：2.配制物质的量浓度为0.05mol/L 的 CaCl2溶液4.海藻酸钠溶液与酵母细胞混合5.固定化酵母细胞6.冲洗7.发酵五、实验结果记录、分析及讨论（照片及数据）1.形成的凝胶珠的颜色和形状：大部分凝胶珠呈透明或略黄灰状的球体，具有一定的可塑性和弹性。
在实验桌上轻轻挤压不会流出液体；在实验桌上摔打能比较容易弹起。
但也存在一些质量低的凝胶珠，这部分凝胶珠颜色较浅，一些有气泡夹杂其中；一些形状不为圆形或椭圆形，容易沉积到烧杯底部。
2.关于不同温度下酵母菌的发酵速率：可以发现温度越高，发酵反应的速率越快，即无氧呼吸速率越大。
但通过查阅资料可知，发酵速率与温度并非严格遵循正比例关系分布。
酵母细胞固定化及SOD的提取
实验一啤酒酵母细胞固定化一、基本原理固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化学结合法（将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上）和物理吸附法。
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。
这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。
本次实验使用包埋法来固定细胞，即将微生物细胞均匀的包埋在不溶于水的多孔性载体中。
常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
本实验选用海藻酸钠作载体包埋酵母细胞。
二、实验用具仪器：50ml烧杯、200ml烧杯、玻璃棒、量筒、酒精灯、石棉网、针筒、瓶子等。
化学材料：活化酵母菌、蒸馏水、0.05mol/L的CaCl2溶液、0.7g海藻酸钠、10%的葡萄糖溶液等。
三、实验步骤（一）制备固定化酵母细胞1. 称取1g酵母粉，放入50 ml烧杯中，加入10 ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌均匀，放置1h，使其活化。
2. 称取0.83g无水氯化钙，放入500 ml烧杯中，加入150 ml 蒸馏水，现配现用。
3. 称取0.7g海藻酸钠，放入50 ml烧杯中，加入10 ml蒸馏水，用水浴加热，边加热边搅拌，调成糊状，至完全融化。
用蒸馏水定容到10ml。
4.将融化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已经活化的酵母细胞，充分混匀。
5.将氯化钙溶液放到磁力搅拌器上，打开搅拌器。
6.用注射器吸取酵母细胞海藻酸钠混合液，以恒定的速度缓慢的将注射器中的溶液滴加到配置好的CaCl2溶液中，观察液滴在CaCl2溶液中形成的凝胶珠的情形。
将这些凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。
（二）用固定化酵母细胞发酵1.将固定好的酵母细胞（凝胶珠）用蒸馏水冲洗2~3次。
2.将150ml质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到自备的瓶子中，在加入固定好的酵母细胞，封口，置于常温下发酵24h。
实验：酵母细胞的固定化
制备的凝胶珠是成功的。
谢谢！
结束语
谢谢大家聆听！！！
10
玻璃棒、温度计、镊子
四、 实验方法和步骤
酵母细胞的活化 取市售干酵母按1g投入到20ml 36～38℃的温水中活化15～
20分钟，酵母细胞活化时体积会变大，活化前应该ห้องสมุดไป่ตู้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。
四、 实验方法和步骤
酵母细胞的固定化 在冷却至45～50℃左右海藻酸钠溶液中，加入5mL预热至
实验：酵母细胞的固定化
一、 实验目的和要求
了解固定化细胞的原理。 掌握用海藻酸钠制备固定化酵母细胞的方法。
二、 实验原理
工业上常用包埋法固定微生物细胞。根据包埋剂的特性 ，海藻酸钠在水相中加热溶解呈溶液状。将细胞加入混 匀，滴入氯化钙溶液中，由于离子的转移作用而凝固， 形成凝胶颗粒，凝胶颗粒中的微小空格将细胞固定。
35℃的酵母培养液，混合均匀。将混合液装入注射器中， 装上大好针头，以缓慢而稳定的速度将其滴入1.5％CaCl2 溶液中，边滴边摇动三角瓶，即可制得直径为3mm左右的 凝胶珠。
在CaCl2溶液中钙化30min，即可使用。
五、注意事项
加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环
一定要溶解彻底，在溶解过程中不断搅拌，在降温过程中不能低于45
海藻酸钙凝固的颗粒能反复使用，细胞在空格中可新陈 代谢（固定活细胞），也可以利用细胞中的酶进行酶促 反应（固定死细胞）。
本实验利用海藻酸钙凝胶包埋酵母生长细胞。
三、 实验材料和仪器
固定化细胞材料 2.5％海藻酸钠溶液20mL，加热助溶，冷至45℃备用。 配制50mL 1.5％CaCl2。 ● 20毫升注射器，150ml烧杯和50ml烧杯各一个、三角瓶、
酵母细胞固定化
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）
（5）如果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法?
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 。
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
来酸钠溶液
（1）过程：称取海藻酸钠，放入
第1组
海藻酸钠的用量 0.2 g/10mL
凝胶珠的颜色 较浅 凝胶珠的形状 圆形
第2 组
0.7
淡黄色 圆形
第3 组
1.2
淡黄色 拖尾状
海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠，且易成 拖尾状；
浓度过低，形成的凝胶珠颜色较浅，所包埋的 酵母细胞的数目少
实验探究二： 注射器滴加的速度对固定化细胞质量的影响
滴加速度过快，凝胶珠不呈圆形或椭圆形， 而呈拖尾状或面条状
二、实验操作
（一）制备固定化酵母细胞
酵母细胞的固定化知识梳理
酵母细胞的固定化知识梳理一、固定化酶的应用实例1．能将葡萄糖转化为果糖的酶是＿＿＿＿＿＿，该酶稳定性好。
2．反应柱上的孔应满足＿＿＿＿＿＿无法通过，反应溶液＿＿＿＿＿＿通过。
二、固定化细胞技术1．概念：利用＿＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿＿方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。
2．方法：包括＿＿＿＿＿＿、化学结合法和＿＿＿＿＿＿。
细胞多采用＿＿＿＿＿＿固定化，而酶多采用＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿固定化。
3．载体：包埋法固定化细胞常用的是＿＿＿＿＿＿载体材料，如＿＿＿＿＿＿、琼脂糖、＿＿＿＿＿＿、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺。
4．优点：（1）固定化酶既能与＿＿＿＿＿＿接触，又能与＿＿＿＿＿＿分离，可以＿＿＿＿＿＿利用。
（2）固定化细胞技术制备的成本＿＿＿＿＿＿，操作＿＿＿＿＿＿。
三、实验操作程序1．酵母细胞的活化：向干酵母中加入＿＿＿＿＿＿，使其恢复正常的＿＿＿＿＿＿。
2．配制CaCl2溶液。
3．配制海藻酸钠溶液。
在加热时要用＿＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿＿。
4．＿＿＿＿＿＿溶液与＿＿＿＿＿＿混合。
5．固定化酵母细胞。
6．用固定化酵母细胞发酵：将凝胶珠加入用于发酵的＿＿＿＿＿＿溶液后，发现有＿＿＿＿＿＿产生，同时有＿＿＿＿＿＿味散发。
【答案】一、1．葡萄糖异构酶2．酶颗粒可以自由二、1．物理化学2．包埋法物理吸附法包埋法化学结合法物理吸附法3．不溶于水的多孔性明胶海藻酸钠4．（1）反应物产物反复（2）更低更容易三、1．蒸馏水生活状态3．小火间断加热4．海藻酸钠酵母细胞6．葡萄糖气泡酒精。
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效果下降等。
4
5.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
其共同的特点是不溶于水的多孔性载体
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5
（二）实验操作—-酵母细胞
的固定化技术
a
6
1、酵母细胞的活化
a
7
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
a
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4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温， 加人已活化的醉母细胞，进行充分搅拌， 使其混台均匀，再转移至注射器中。 为什么海藻酸钠溶液要冷却？
a
12
5、固定化酵母细胞
以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液 滴加到配制好的Cacl2溶液中，观察液滴在 Cacl2溶液中形成凝胶珠的情形。将这些凝 胶珠在Cacl2溶液中浸泡30 min左右。
活化操作注意点：
1、所用容器要大一些；防
止活化液溢出容器外。
2、要保证酵母菌的活性；
3、物种要单一；
Hale Waihona Puke 4、注意水的用量。a
8
2、配制物质的量浓度为0.05mol/L的
CaCl2溶液
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。
a
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3、配制海藻酸钠溶液
对酶活性影响更小；
固定的是一系列酶能进行系列反 应；
由于大分子难以通过细胞膜， 固定化细胞应用有一定的限制。
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3
4、思考：直接使用酶、固定化酶与固定化细胞各有什么优缺点？
类型
优点
不足
直接使用酶
对环境条件非常敏感，易失
催化效率高，低 耗能、低污染等。
活；溶液中的酶难回收，不 能再次利用，生产成本高； 反应后酶会混在产物中，可
能影响产品质量、纯度。
固定化酶 固定化细胞
酶既能与反应物 接触，又能与产 物分离，固定在 载体上的酶可以 反复利用。
成本更低，操作
更容易。可进行
系列反应
a
一种酶只能催化一种化学反 应，而在生产实践中，很多 产物的形成都通过一系列的 酶促反应才能得到的。
固定后细胞内的酶与反应物
不容易接近，可能导致反应
a
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操作：
应当注 意什么 问题？
防止焦糊
称取0.7g海藻酸钠， 放入50mL小烧杯中.加人 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。注意，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
a
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加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环， 涉及到实验的成败，一定要按照教材的提示进行 操作。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，成的凝胶珠不是圆形， 将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，凝胶珠颜色 过浅、呈白色，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞 的数目少，影响实验效果。
1、将固定好的酵母细胞(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 到200mL的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞， 置于25℃下发酵24h。
a
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这一阶段成功与否呢？怎 样评价？
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。
检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法。一是用镊子 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。二是在实验桌 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。
CaCl2溶液中浸泡一段时间，有利于形成稳定的结构
a
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（三）用固定化细胞发酵
酶的应用------
酵母细胞的固定化
a
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（一）固定化细胞技术
1.将酶或细胞固定化的方法
细胞固定化常用包埋法
包埋法
酶固定化常用化学 结合法或吸附法
原因
化学结合法 吸附法
细胞个大，而酶很小，个大
的细胞难以被吸附或结合；
而个小的酶容易从包埋材料
中漏出
a
2
2.固定化酶和固定化细胞的联系与区别
联系： 都能反复利用，都能催化某些反应 区别：固定化细胞 技术操作容易，成本低，易回收；