酵母细胞酒精发酵固定化载体的改进
酵母细胞的固定化及其酒精发酵试验
酵母细胞的固定化及其酒精发酵试验一、实验目的1.掌握微生物细胞的固定化方法；2.学习用固定化酵母进行酒精发酵；3.进一步理解淀粉质原料酒精发酵的原理和一般工艺过程。
二、实验原理（一）酵母菌酒精发酵在无氧条件下，酵母菌利用葡萄糖或淀粉水解糖发酵产生乙醇和CO2的作用，称为酒精发酵，总反应式为：C6H12O6→2C2H5OH+2CO2酒精发酵是生产酒精及各种酒类的基础。
本实验采用固定化酵母发酵，通过测定发酵过程中的酵母细胞数、生成的CO2量以及最终产物酒精的量，可以判断固定化酵母的发酵能力。
（二）细胞固定化技术固定化细胞就是被限制自由的细胞。
即采用物理或化学的方法将细胞固定在载体上或限度在一定的空间界限内，但细胞仍保留催化活性并能反复或连续使用。
微生物细胞的固定化方法有：（1）吸附法，（2）包埋法，（3）不用载体法。
本实验采用凝胶包埋的固定化方法，把酵母细胞悬浮在海藻酸钠溶液中，再滴加入CaCl2溶液，形成海藻酸钙凝胶小球，细胞包埋在凝胶的小孔中，制成固定化细胞。
三、实验器材（一）淀粉的液化与糖化（双酶法）1. 酵母菌细胞：酒精活性干酵母。
2. 2.5%海藻酸钠溶液40mL，2 % CaCl2溶液100mL。
3.培养基：①增殖培养基：浓度为130BX麦芽汁，以6N硫酸调节pH值至4.1~4.5。
（每组100mL 装于250mL三角瓶，1kg/cm2，灭菌30min后备用）②发酵培养基：淀粉水解液，具体制备见实验步骤。
4. 培养箱、显微镜、蒸馏装置及其他常规实验仪器四、实验方法①调浆:以1﹕3~3.5的比例，将玉米粉（或玉米淀粉）用60℃左右的温水调成粉浆500mL;②液化：加α-淀粉酶（用量约为10u/g淀粉）；加热至85~90℃，保持30~60 min，加热煮沸10 min，补充水分。
③糖化：将上述液化醪冷至60~62℃，加入糖化酶，用量为80~100u/g淀粉，维持30 min后分装于500mL三角瓶，每瓶装糖化醪250mL。
酵母细胞的固定化(定)
作用： 将葡萄糖转化为果糖
如何改进？
特点： 酶稳定性好，可持续发挥作用
直接使用酶时的缺点： 酶溶于葡萄糖溶液后，就无法 从糖浆中回收，造成很大①反应柱能连续使用半 年，大大降低了生产成 本。
②提高了果糖的产量和 品质。
三、实验操作 （一）制备固定化酵母细胞 （二）用固定化酵母细胞发酵
（一）制备固定化酵母细胞 1、酵母细胞的活化：
1g干酵母＋10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌均匀→放 置1h，使之活化。
〖思考〗活化是指什么？
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。 操作提示
五、结果分析与评价
（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：
说明海藻酸钠的浓度偏高。 二者都说明制作失败，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
〖思考〗 1、发酵过程中锥形瓶为什么要密封？ 酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。
〖思考〗 2、锥形瓶中的气泡和酒精是怎么形成的？ 酵母菌进行无氧呼吸产生的
本请 并
节 结
完 成 习
做 好 复
束题 习
！
谢谢！
〖思考〗为什么要将海藻酸钠冷却至室温？
以免海藻酸钠温度过高杀死酵母菌
操作提示 海藻酸钠溶液必须冷却至室温，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
以恒定的速度缓慢的将注射器中的溶液滴加CaCl2 溶液中，将形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡 30min左右。
固定化酵母在酒精浓醪发酵中的技术问题
但 仍 具 备 酶 或 细 胞 原 有 的 活性 ，用 以 生 产 预 期 的
工业产 品 。 ，
３固定化酵母酒精发酵的优点
３１可 以节 约大 量培 养酵 母 的设备 和原 料 。 ． ３２ 可 以减 少 许 多酵 母 增 殖 的 时 间 ，提 高 了发 酵 ． 强度 。 ３３ 可 以提 高 成 熟 醪 酒 份 ，耐 高 酒 份 ，降 低 残 还 ＿ 原 糖 ，提高 淀粉 出酒 率 。 固定 化 酵 母 培 养酒 母 发 酵 与 传 统 酒 母 发 酵生 产酒 精 主要技 术 指标 见表 ｌ ：
淀粉 出酒率％
３４ 可以在 低Ｐ ． Ｈ值 下进 行培 养 ，减少 染 菌机率 。
． ｙ ａｔ ｅｓ）培养酒母生产酒精的机理是将高活性酒精 ３５ 可以提 高 设备利 用 率 。
Ｓｈ ｄ ｇ Ｆ ｏ ｅ ｍ ｅ ｔ ｔ ｎ ａｎ ｏｎ ｏ ｄ Ｆ ｒ ｎ ａ ｉ ｏ —１— — ３—
不 够大 ，使 酒精 发酵速率 慢 ，发 酵时间长 ，设备 利 用率 不高等缺点 。固定化 载体培 养 酒母 发酵酒精是 当代 高新技术 。本
文 简要介 绍 了固定化 酵母 在酒精 浓醪发酵生产 中应 用的一 些性 能及应注意的 问题 。
关键词 固定化酵母 发酵 控 制
１前 言
酵 母 高 度 密 集 于载 体 上 ，并 不 断 地 生 长 繁殖 ，形 成 高 浓 度 的 生物 催 化 剂 一 一酵 母 酒 化 酶 系 ，进 行 培 养 酒 母 ，从而 大大 加 快 了酒 精 发 酵 速 度 ，使 装 置 的生 产能 力大 幅度 提高 。
罐 中进行活化 ，待活化好的活化醪加入至酒母增 殖罐 中，在酒 母增殖罐 中达到成熟酒母醪连续出 料 。此种方法相以直接加入活性干酵母来说 ，节
1.下列哪一项说法是错误的()
1．下列哪一项说法是错误的()A．酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力B．温度、pH和酶的抑制剂等条件会影响果胶酶的活性C．果胶酶是能催化果胶分解，从而提高水果的出汁率并使果汁变得澄清的一种酶D．生产果汁时，为了使果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量解析：酶是一种生物催化剂，其活性的发挥受温度、pH和酶抑制剂的影响。
果胶酶是一类酶的总称，而不是一种酶，用于果汁生产中，可增加果汁产量，提高果汁透明度。
酶浓度过高，不会增加果汁产量，反而会影响果汁品质，增加成本。
答案：C2．某同学为探究温度对果胶酶活性的影响，在不同温度下，将等量的果胶酶加入到等量的苹果泥中，在反应同样时间后，再将反应液过滤同样时间，用量筒测定滤出苹果汁的体积。
下列曲线图能正确反映实验结果的是()解析：果胶酶在0℃时活性较低，但也能催化苹果泥形成果汁，果汁量不为0。
随着温度升高果胶酶的活性升高，果汁量增加。
当超过最适温度时，果胶酶活性降低，果汁量减少，正确的曲线应是B答案：B3．某同学进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果比较”课题研究。
下列叙述错误的是()A．设计对照实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉B．洗衣粉用量、污渍种类和洗涤温度等无关变量全部相同且适宜C．可根据污渍完全洗净所需时间的差异得出实验结论D．应设计一个既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤的对照解析：在解答本题时，首先应弄清楚实验的目的。
本实验的目的是比较加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果，自变量为洗衣粉的种类(即加酶洗衣粉和普通洗衣粉)，而A选项给予的都是加酶洗衣粉，故错误。
除了自变量，凡是影响该实验结果的因素(如洗衣粉用量、污渍种类的洗涤温度等)都是无关变量，各组应保持无关变量相同且适宜。
污渍完全洗净所需时间越长，说明洗涤效果越不明显；所需时间越短，说明洗涤效果越明显。
应该设置一个空白对照来说明洗衣粉的作用。
答案：A4．下图中所示的酶固定化技术中属于包埋法的一组是()A．①②B．①③④C．①④D．③④解析：包埋法即将酶包埋于网格或胶囊中如图③、④所示，图中①为吸附法，②为化学结合法。
酵母固定化 实验报告
酵母固定化实验报告
酵母固定化是将酵母细胞固定在一定载体上的过程。
这种方法可以使酵母在酶反应中重复使用，提高产量和效率。
在本次实验中，我们使用凝胶微珠作为载体，通过将酵母细胞培养在微珠表面上，使其固定化。
本实验的目的是探究酵母固定化对酵母细胞生长和代谢的影响。
首先，我们准备了酵母固定化实验所需的材料。
包括酵母细胞悬浮液、凝胶微珠、培养基和培养设备等。
接下来，我们按照实验流程进行操作。
首先，我们将凝胶微珠浸泡在无菌水中，以去除可能存在的污染物。
然后，将凝胶微珠放入培养基中，在摇床上以适当的速度和时间进行搅拌，使酵母细胞均匀地附着在微珠表面上。
接下来，我们将固定化的酵母细胞收集并洗涤，以去除未附着的细胞，并将其转移到新的培养基中。
然后，我们在恒温恒氧条件下进行培养，并定期观察酵母细胞的生长情况。
在实验过程中，我们对比了未固定化的酵母细胞和固定化的酵母细胞的生长速率和代谢活性。
结果显示，固定化的酵母细胞在培养基中生长得更快，并且具有更高的酶活性。
这表明固定化技术可以提高酵母细胞的代谢效率。
此外，我们还测试了固定化酵母细胞的稳定性。
结果显示，固定化酵母细胞在多
次重复使用后仍能保持较高的活性，而未固定化的酵母细胞的活性逐渐下降。
这进一步证实了固定化技术的可行性和有效性。
综上所述，酵母固定化技术可以提高酵母细胞的生长速率和代谢活性，增加产量和效率。
此外，固定化的酵母细胞还具有较好的稳定性，可以重复使用。
因此，酵母固定化技术具有广阔的应用前景，在工业生产和科研领域有着重要的意义。
人教版高中生物选修一《生物技术实践》 酵母细胞的固定化及其应用说课稿
酵母细胞的固定化及其应用一、使用教材人教版生物选修一《生物技术实践》专题四课题三。
二、实验器材干酵母粉、小球藻种、光合细菌、活性炭、海藻酸钠、琼脂、冰粉粉、卡拉胶、琼脂糖、亚甲基蓝、亚硝酸盐试剂盒、柠檬酸钠。
分光光度计、数码显微镜、电子天平、水浴锅三、实验创新要求/改进要点1、实验改进要点：降低海藻酸钠浓度，以提高固定化酵母细胞发酵效果和反复发酵次数。
2、实验创新要点：（1）自主创新建立凝胶珠质量量化评价标准（2）制作凝胶珠临时切片观察固定化细胞生长状况（3）利用活性炭吸附，将物理吸附法与包埋法结合固定原核细胞（4）利用固定化细胞技术对养鱼废水进行处理。
四、实验原理/实验设计思路通过预实验探索能够反复使用的固定化酵母细胞，并测定固定化酵母细胞连续使用的时间，并应用于废水处理，同时探究几种不同的固定化细胞对养鱼废水处理的效果。
五、实验教学目标1、在预实验中培养观察提问、实验设计能力，在正式实验中培养方案实施、合作交流等科学探究能力。
2、通过设定并实施酒精发酵实验方案体验固定化细胞反复使用的优点。
3、尝试使用“建模和模型”的科学思维方法构建酵母菌海藻酸钠混合溶液配比模型，为后续实验提供简化方案。
4、探索固定化技术对家庭养鱼废水的处理效果、培养环境保护的社会责任意识和稳态与平衡的生命观念，体会固定化技术易于固液分离的优点。
5、通过自主学习、自主探究，使用“批判与创造”的科学思维优化实验步骤，解决生活中真实的问题六、实验教学内容本节课是学习通过预实验发现教材实验中的问题，拟定探究课题在课上进行探究，从而改进方案制备固定化酵母细胞。
再比较几种固定化细胞对养鱼废水中亚硝酸盐的去除效果，选择合适的凝胶珠处理废水。
七、实验教学过程1、引入：教师按照教材步骤和配方制备的固定化酵母细胞酒精发酵后，凝胶珠易碎、松散。
给布置任务进行预实验，发现问题，从而改进实验。
2、探究：各小组学生按照本组探究课题进行实验3、解释：各组汇报交流结果，优化固定化酵母细胞制备的操作、改进海藻酸钠溶液的浓度。
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
429572439gao
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
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。
固定化活酵母应用于酒精发酵的机理与实践
感染时 ，也能保 持着原有菌种 的特性，这些都是
游 离活 酵母 所 不 能及 的 固定 化 活 细 胞在 酒 精 发
酵生产中的应用，其技 术关键是载体一定要将大
量 的活 细 胞 固定 下来 并 使其 不 断地 增 殖 ，经 受 得
精发 酵的研究始于 １７ ９ ６年， 目前，此技术不仅
密 集 ，从 而 比游 离状 态 的功 能 成 倍地 增 长 ，加 快 反 应 速度 ，缩短 工 作 周 期 ，提 高 工作 效 率 。在 固
定化 活细 胞载 体 中 ，载 体 的表 面首 先接 触培 养 液 ，活细胞就不 断地增殖 。由于载体本身具有一 定 的渗透性，培养液能够渗透到载体 的内部 ，活
法和载体 的选择就显得尤其重要 。所以 ，在 酵母
细 胞 固定 化 过 程 中一 定 要 满 足 以下两 个条 件 ：① 固定 方 法 对细 胞 无 损 害 ．细 胞 的 生物 活性 不能 降 低 ； ②所 用 的 载 体 材 料 机 械 强度 高 ，稳定 性 好 ， 不 介人 酶促 反 应 ，并 具 有 一 定 的渗 透 性 ，能 为细
固定化 活细 胞 即微 生 物 菌 体 的 固定 化 ， ６ 是 ０
持着原有的品质。因此 ，采用 固定化 活酵母进行
发 酵具 有 较 高 的抗 枵 染 能力 ，一 旦外 界受 到 杂 菌
年代 以来随着对固定化 酶技 术的研究 、应用而发
展起 来 的一 项 新技 术 由于 在 生物 工 程 中有 广 泛 的 应 用 前景 ， 目前在 应 用 研 究 上 的进 展 已大 大 超 前 于 原来 的 固定化 酶 技术 。 固 定化 活 酵母 用 于 酒
可 以将 活细 胞 固定 起 来 ，而 且 还 可 以 使 活细 胞 在 良好 的条 件 下 生 长 繁 殖 。 它 甚 至 比 固定 化 酶 的 工
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。
酶及细胞固定化技术
酶及细胞固定化技术酶及细胞固定化技术是一种将酶或细胞固定在某种材料上，以便进行特定反应的技术。
这种技术可以有效地提高反应速率、稳定性和重复使用性，广泛应用于生物技术、食品工业、环境保护和医药领域。
本文将介绍酶及细胞固定化技术的原理、应用和未来发展方向。
酶及细胞固定化技术的关键在于将酶或细胞固定在一种载体上，以便进行特定反应。
常用的载体材料包括天然材料如海藻酸钠、明胶、聚乙烯醇等，以及合成材料如聚丙烯酸酯、氧化硅、氨基硅烷等。
通过交联、吸附、包埋等方法，将酶或细胞与载体结合在一起，形成固定化的酶或细胞系统。
固定化技术的主要优点在于可以提高酶或细胞的稳定性和重复使用性。
通过固定在载体上，酶或细胞可以更好地抵抗外界因素的影响，如温度、pH值、离子强度等。
固定化的酶或细胞可以通过简单的分离和回收，实现反应产物的纯化和酶的再利用。
二、酶及细胞固定化技术的应用酶及细胞固定化技术在生物技术、食品工业、环境保护和医药领域有着广泛的应用。
1. 生物技术领域在生物技术领域，酶及细胞固定化技术被用于生产化学品、药物和生物燃料。
以葡萄糖氧化酶为例，固定化的葡萄糖氧化酶可以用于葡萄糖检测、生物传感器以及生物燃料电池中。
固定化的工程酶也被用于合成生物材料、精细化学品和医药中间体，以实现高效、环保的生产过程。
2. 食品工业领域在食品工业领域，酶及细胞固定化技术被用于食品加工、酿造和酶制剂制备。
在酿造过程中，固定化的酵母细胞可以实现连续发酵，提高酒精产率和控制发酵过程。
而在食品加工中，固定化的酶可以用于降解醣类、蛋白质和脂肪，改善食品的口感和营养价值。
3. 环境保护领域在环境保护领域，酶及细胞固定化技术被用于废水处理、土壤修复和污染物降解。
固定化的微生物可以被用于处理含有重金属、有机物和氮、磷等污染物的废水，减少对环境的影响。
固定化的酶也可以用于土壤修复，去除油污和有机污染，改善土壤的质量。
4. 医药领域在医药领域，酶及细胞固定化技术被用于药物的制备、生物传感器和组织工程。
酵母细胞固定化实验的改进和拓展探究
同的探究 。在 实 验 过 程 中 ， 学 生 真正 体 验 科 学 使 探究 过程 ， 掌握 科 学 的探 究 方法 ， 高科学 探究 能 提
力。
（ ） 高 了学生 的综合 实践技 能 ４提 组培 实验 其实 是许 多学科 知 识 的融合 。例如
实验 过程 中的改进 方法 、 失败 原 因进行 了归 纳 、 总 结和 优化 ， 在此 基 础 上 由易 到难 开 展 了一 系列 并 的实 验拓 展探 究 。 １ 实验过 程 的注意 事项 和 改进方 法 （） １ 药品称 量 时的 注意 事项
的实 验流 程 清 晰 ， 于 学 生重 复 实 验 。在 实 际教 便 学 中我们 发现 ： 一些 小组 学生 生 搬硬套 操 作步 骤 ，
摘 要 针 对 酵 母 细 胞 固定 化 实验 中存在 的 问题 ， 出 了有 针 对 性 的 改进 建 议 ， 在 此基 础 上 开 展 了 一 系列 的 实验 拓 展 探 提 并
究。
关 键 词 细 胞 固定 化 实验 改 进
拓 展探 究
酵母 细 胞 固 定 化 实 验 是 人 教 版 高 中 生 物 选 修 １ 生 物技 术 实 践 》 的实 验 课 题 ， 材 中安 排 《 中 教
本实验需要 多次称量药 品 ， 因此要求学 生在称
量 药 品时应 在天平两侧 托盘上各放 置一 张称量纸 ，
称 量不 同药 品时要更换 称量纸 ， 防止 不 同药 品使用 同一托盘而 相互混杂 ， 响实验效果 。这一 细节可 影
《 学仪 器 与实验 》 ２ 教 第 ７卷 ２ １ ０ １年 第 ７期
对酵母细胞固定化实验的几点思考
４ ６・
生物学 教 学 ２１ 年（ ７ 第７ ０２ 第３ 卷） 期
对 酵 母 细 胞 固 定 化 实 验 的 几 点 思 考
杨凤 华 （ 苏 岸中 ２ ３１ 江 省口 学 ２ ２） ５
“ 酵母 细胞 的 固定化 ” 验 的教学 目标 是让 学 生 实 ３ 课前准备
动手对酵母细胞进 行 固定化 ， 围绕 固定 好的酵母 细 并 胞（ 凝胶珠 ） 的形态 和颜 色来 理 解 固定化 过程 的操 作 要领 。该 实验看 似 简单 ， 如何 在短短 ４ ｍｎ内顺 利 但 ５ｉ 完成此实验并 达 到最 终 目的 ， 并非 轻而 易举 之事 。需 要对该实验进行 一些改进 。
将高考的各个考点分解落实到位 。本实验成 败的关键 是海藻酸钠溶液的配制 ， 以要在这个 步骤上下功夫 。 所 经过大量 的试验和探 索得 出 ０ ７ ． ｇ海藻酸 钠 中加 入 ２ ５
—
总结 出海 藻酸钠对 实验结果 的影 响更合 理 ） 同一小 ③ 组 内部 的学 生做 出 的凝 胶 体 的形 态 和颜 色 也 有差 异 （ 让学生重新 回顾整个操作细节 ， 比如天平 的使用 和量 筒 的使 用是否规范 ， 海藻酸 钠 的熔 化有 没有 小火 间断
４ 实验结果的分析与评价 ４ １ 观 察 并描 述形成 的凝胶球 的颜 色与形状 就这 ．
一
本实验 的 目标设计就应该让学 生观察分 别用 固定化 的
酵母细胞 和直 接用 干酵母 发酵 的异 同点 ， 理解 为什 么 要 制备 固定化 的酵母 细胞 ， 观察并 体会 固定 化酶 的优
点。 ２ 实 验 程序 的设 计
固定化 的酵母 细胞来 发酵 。特 别值 得一提 的是 ： 藻 海 酸钠溶液 的配 制是该 实验 成败 的关键 ， 么样 的浓 度 什
“酵母细胞的固定化”实验中需注意的若干细节
建议 ： 采用水浴加热替代小火或 间断加 热 ， 使操作
更为简便 。 ４ 海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合 已活化 的酵母细胞不能立 即加到刚溶化好 的海藻
酸钠溶液 中 ， 以免高温杀死酵母细胞 ， 一定 要等海藻酸 钠溶 液冷却 至室温后 才能加 入 。加 入酵母 细胞 后 ， 还 要进行充分搅 拌 ， 使其 混合 均匀 。如 果觉得 常温 冷却
珠易开裂。
建议 ： 在距氯 化钙液 面 １ ５～３ ０ ｅ ｍ 处缓 慢滴加 ， 形
环。首先 ， 要控制好海藻酸钠溶液 的浓度 ， 配制的浓度 既不 能太高 ， 也 不能太低 。如果配制 的浓 度过高 ， 很难 酶活最大 ， 所 以答案 是蔗糖 ； （ ２ ） 题要求 学生根 据一定 的实 验 目的进 行实验 设计 ， 因为此题 的 目的是 为 了获 得碳 源的最 佳 浓 度 ， 因此 设 计 时碳 源 浓度 分 别 是 ０ ．
冰块 的冷水 中加速冷却 ， 以缩短冷 却时 间。 建议 ： 用冰水来冷却溶化好 的海藻 酸钠溶液 ， 以节
约实验时间。 ５ 固定 化 酵 母 细 胞
常用方法是 ： 海 藻酸钠 溶液 与酵 母细胞 混 合均匀
段时间 ， 钙 离子可 与海藻酸 根离子螯 合成 不溶 于水 的 海藻酸钙凝 胶 ， 形成 稳定 的结构 ， 使酵 母菌 更易 固定 。 另外 ， 氯化钙 还可 以增加 酵母菌 细胞壁 的通透 性 。需 要注意的是 ， 配制的氯化钙溶液浓度不能 过高 ， 否则会 导致 形成的凝胶珠硬度过大 ， 容易 开裂 。如果有条件 ， 也 可用饱 和的硼 酸 一氯化 钙溶液来替 代 ， 这样 制备 出 的凝胶珠结 构更加稳定 ， 发酵效果更好 。 建议： 用饱 和的硼酸 一氯化钙溶液代替 ０ ． ０ ５ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ
固定化酵母细胞进行酒精发酵的生产方法[发明专利]
![固定化酵母细胞进行酒精发酵的生产方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/64f7a1222cc58bd63086bd83.png)
专利名称：固定化酵母细胞进行酒精发酵的生产方法专利类型：发明专利
发明人：周剑平,王治业,龚伟中,杨晖,晁开,魏甲乾,宋洁申请号：CN200510041888.4
申请日：20050325
公开号：CN1837370A
公开日：
20060927
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种固定化酵母细胞进行酒精发酵的生产方法。
它包括下列步骤：将10毫升10％的酵母菌悬浮液加入到90毫升9％的聚乙烯醇复合凝胶溶液中，搅拌均匀后倒入培养皿中铺成平板，然后在－20℃～－30℃下冷冻处理24～48小时，成型后取出切成块状，外形尺寸为：
12mm×10mm×12mm；然后在12波美度(°Be′)的麦芽汁培养基中增殖培养20～48小时，麦芽汁培养基为40％的麦芽汁与60％的玉米糖化醪，培养温度为27℃～32℃，摇床转速为100r/min；待增殖好后，将固定化酵母按4～8％的载体添加量加入到16勃力克斯(Bx)的玉米糖液(起始pH4.5～4.8)中进行固定化酵母间歇式或半连续式酒精发酵。
本发明所制的固定化酵母具有操作稳定性好，机械强度高，无毒、无副作用，制备简单，成本低廉等特点。
申请人：甘肃省科学院生物研究所
地址：730000 甘肃省兰州市城关区定西南路177号
国籍：CN
代理机构：甘肃省专利服务中心
更多信息请下载全文后查看。
酵母细胞固定化实验的实验总结
酵母细胞固定化实验的实验总结酵母细胞固定化实验是高中生物选修一中的一个操作实验。
通过必修一和选修一的学习，学生已经掌握了酶的概念、特性、影响活性的因素、传统发酵技术等有关知识和酶制剂在生产中的一些应用，也了解了固定化酶和固定化细胞技术及其应用。
本实验旨在通过学生动手操作了解固定化细胞的包埋法，并在活动中理解和体会生物技术的魅力和与我们生活的密切关系。
一、选择适合配方本试验成功的关键是海藻酸钠溶液的配置，其配方在不同的教材中存在差异。
苏教版教材中海藻酸钠溶液的配方是：4克聚乙烯醇和0.2克海藻酸钠，加入40 ml无菌水，适当加热至完全溶化。
聚乙烯醇是一种胶黏剂，它和海藻酸钠构成的联合载体包埋效果较好，但是聚乙烯醇对人体有害，吸入、摄入或经皮肤吸收后对身体有害，对眼睛和皮肤有刺激作用。
人教版上的配方：称取0.7 g海藻酸钠，放入10 ml水加热溶解。
二、实验操作中常遇到的问题1.关于加热本实验中海藻酸钠为固体粉末，需要加热促进其溶解。
直接用酒精灯对烧杯进行加热，为防止海藻酸钠焦糊要用小火，或者间断加热。
通过学生实验我们发现中这种方法不易操作，学生不好掌握间断加热的时间间隔，造成加热时间延长，是整个实验时间加长。
改用水浴加热：在酒精灯石棉网上放一个500ml大烧杯，向烧杯中注入事先加热至70℃～80℃的热水，另取一个50ml小烧杯，向小烧杯中加入海藻酸钠和蒸馏水，将小烧杯放入大烧杯中水浴加热，并边加热边搅拌，可大大缩短加热时间。
2.海藻酸钠的结块和粘壁问题海藻酸钠粉末在水中易结块不宜溶解，加热溶解后易粘到玻璃棒和烧杯壁上，使溶液不易定容至10ml。
解决方法：（1）注意试剂放入烧杯的顺序：配置海藻酸钠溶液时先称量海藻酸钠粉末放入烧杯中，再向烧杯中加入蒸馏水覆盖住海藻酸钠粉末。
（2）调整加入蒸馏水的量：教材中要求加入10ml蒸馏水，但加热溶解海藻酸钠时这个比例比较黏稠，搅拌不动。
而由于加热过程中水分的蒸发使烧杯中的蒸馏水减少，更增加了海藻酸钠的黏稠度，使之粘在玻璃棒和试管壁上，加热后不易定容。
酵母细胞固定化及乙醇发酵
实验二酵母细胞固定化及乙醇发酵一、实验目的要求1、掌握微生物细胞固定化的原理和基本技术2、学习酵母乙醇发酵过程二、实验原理（一）固定化细胞（immobilized cell ）固定化细胞技术是指用物理或化学的手段将游离细胞定位于限定的空间区域，并使其保持催化活性、反复使用的方法。
近十余年来生物工程研究的重点领域之一；固定化细胞与固定化酶技术一起组成了现代的固定化生物催化剂技术。
优点：细胞密度高、反应速度快、耐毒害能力强、产物分离容易、可反复使用、能实现连续操作，可大大提高生产能力。
应用：已涉及到食品、化学、医药、化学分析、环境保护、能源开发等领域。
用于生产各种胞外产物，包括酒精酒类、氨基酸、有机酸、酶、辅酶、抗生素、甾体转化、废水处理；用于制造微生物传感器（二）制备方法：吸附法；包埋法；共价结合法；交联法；1、吸附法：又叫载体结合法，依据带电的微生物细胞和载体之间的静电、表面张力和黏附力的作用，使细胞固定在载体表面和内部；简便，活力损失小；但细胞与载体作用力小，易脱落2、包埋法：分为凝胶包埋法和半透膜包埋法。
凝胶包埋法是将细胞包埋在各种凝胶内部的微孔中而使细胞固定；半透膜包埋法是将细胞包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内。
简单，条件温和，稳定性好，包埋细胞容量高。
3、共价结合法：细胞表面上功能团和固相支持物表面的反应基团之间形成化学共价键连接，从而形成为固定化细胞。
细胞与载体结合紧密，不易脱落；但制备较难，且活力损失较大。
4、交联法：利用双功能或多功能试剂，直接与细胞表面的反应基团（如氨基酸、羟基、咪唑基等）发生反应，使其彼此交联形成网状结构的固定化细胞，其结合力是共价键。
此法制备麻烦，活力损失较大；但细胞与载体结合较紧。
（三）载体多糖类：纤维素、琼脂、葡萄糖凝胶、藻酸钙、K-角叉胶、DEAE-纤维素等蛋白质：骨胶原、明胶等无机载体：氧化铝、活性炭、陶瓷、磁铁、二氧化硅、高岭土、磷酸钙凝胶等合成载体：聚丙稀酰胺、聚苯乙烯、酚醛树脂等海藻酸盐是一种广泛应用的固定化介质，具有化学稳定性好、无毒、包埋效率高且价格低廉等优点。
固定化细胞技术综述
固定化细胞技术综述及其应用张弘扬1401024103 高娟丽1401024122天津农学院农学与资源环境生物技术（1）班摘要固定化细胞是将动植物或微生物细胞固定于合适的不溶性载体上的一种技术，它既可以提高生产效率和生产能力、延长生产周期，又易于细胞的分离和回收。
在生物、医药、环境保护、食品工业等方面得到了广泛应用。
本文主要介绍了固定化细胞技术的方法，载体的选择与应用，综述了固定化细胞技术在工业、环境中的应用，并对其发展前景进行展望。
关键词细胞固定化固定化方法细胞固定载体生物反应器酒精发酵环境治理固定化技术包括固定化酶技术与固定化细胞技术。
固定化细胞技术起步较晚，在20世70年代后才从固定化酶技术发展而来，它是指通过物理或化学的方法将分散、游离的微生物细胞固定在某一限定空间区域内，以提高微生物细胞的浓度，使其保持较高的生物活性并反复利用的方法。
相对于固定化酶技术，该方法不需把酶从细胞中提取出来，且无需纯化，酶活力损失小。
目前，固定化细胞技术的应用范围涵盖生物学、生化工程、有机化学、合成化学、高分子化学、食品与发酵工业、环境净化、能源生产等多个领域，已经成为生物技术中十分活跃的跨学科研究领域。
本文主要对该技术及其应用进行了简单介绍，并对其发展前景进行展望。
一、生物细胞固定化技术1、细胞固定化的原理及方法固定化技术是使生物催化剂更广泛、更有效应用的一种重要手段，任何一种限制生物催化剂自由流动的技术都可以用于制备固定化生物催化剂。
由于细胞的种类多种多样，大小和特性各不相同，故此细胞固定化的方法有很多种。
Karel 等人将其归纳为表面吸附、多介质包埋、隔离和自凝集4大类；王建龙把目前常用的固定化方法分为吸附法、包埋法、胶联法和截留法；杨文英等介绍了吸附法、包埋法、共价结合法、胶联法、多孔物质包络法、超过滤法、多种固定化方法联用等7种常用方法；成庆利等按有无外加载体将细胞固定化方法分为有载体固定化法和无载体固定化法2种；张磊等按照固定化载体与方式的不同将其分为吸附法、包埋法、共价结合法和胶联法。
酵母活性之分析与改进
酵母活性之分析与改进酵母活性，又称酵母发酵活性，是指通过发酵来生产葡萄糖，也就是酒精的过程中所需的能量消耗的一种指标。
在酿酒行业，酵母活性被用来衡量葡萄酒发酵过程中的效率和质量。
这种活性是由酵母细胞的生长和繁殖的能力决定的，只要活菌密度达到一定的标准，它就可以指示酵母活性可以完成发酵任务。
二、计算酵母活性计算酵母活性需要用到一种称为“来威克耐水应力法”的测定方法，该方法以灭菌的酒精为介质，从而可以有效地确定酒精发酵的速率。
该方法的基本原理是利用发酵的产物中酒精的密度来反映酒精发酵的速率。
该方法与熔点沉淀法相比较，比较容易操作，而且可以给出更准确的结果。
三、如何改进酵母活性1.选择经过检测的高质量酵母。
高质量的酵母可以抵抗抗病菌，比如嗜热酵母和耐抗药性酵母，也能抵抗环境变化，如高温和低温。
采用高质量的酵母，可以保证生产过程的顺利进行。
2.根据酵母的生长模式，建立适宜的发酵条件。
发酵时应考虑温度、湿度和酵母活性的影响，确定适当的发酵温度，以保证酵母的正常发酵活性，使发酵的质量达到最优。
3.避免暴露在有毒成分中。
发酵后，应避免将酵母暴露在由氯酸钠、萘醌类化合物、孔雀石绿、硫酸铵成分组成的有毒物质中，以免损害酵母活性。
4.分析提高发酵过程中的生产效率。
发酵过程中应该采用现代化的控制系统，进行多层次的自动化控制，分析操作过程、发酵过程及其他相关变化，以提高发酵效率。
四、结语酵母活性是指酒精发酵过程中的效率和质量的指标，关键在于正确掌握酵母活性的分析方法，考虑环境因素，并采取有效改进措施，如正确选择高质量酵母、分析提高发酵过程中的生产效率等，保证发酵过程的质量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
食品工业科技S cience and Technology of Food Industry研究与探讨134 2008年第02期酵母细胞酒精发酵固定化载体的改进宋慧一,赵昊璐,任蜀豫,孙军德3(沈阳农业大学,辽宁沈阳110161)摘 要:针对海藻酸钠载体强度低、易分解的缺点,采用添加法和置换法对载体进行改性研究,并确定了最佳固定化条件。
考察了添加物质的添加量、置换物质的浓度、钙化时间及置换时间对固定化细胞强度的影响。
制备得到的固定化细胞采用1%浓度的A l (NO 3)3置换,置换时间18h 时固定化细胞强度最大。
该固定化细胞可进行42d 共14批次的酒精发酵。
关键词:酒精发酵,固定化细胞载体,固定化条件,改进Modified technique of i m mobilized carrier on the yeast alcohol fer mentati onS O NG Hu i -y i ,ZHAO Hao -lu,REN Shu -yu,SUN Jun -de 3(Shenyang Agricultural University,Shenyang 110161,China )Ab s trac t:T w o d iffe re n t m e thod s,a d d iti on a nd d i sp la c em e n t w e re a d op te d s o a s to i m p rove the s tre ng th of c a l c i um -a l g ina te b e a d s,a nd the b e s t i m m ob ilize d c ond ition w a s a d op te d 1The e ffe c ts of p rop o rti ons of m od ifie rs,c onc e n tra tion of d i sp la c i ng s ub s ta nc e,c a l c i fic a tion ti m e a nd d isp l a c ing ti m e on the i m m ob ili ze d c e ll w e re i nsp e c te d 1The s tre ng th of i m m ob ilize d c e ll s re a c he d the m a xi m a l va lue a fte r the i m m ob ilize d c e ll s w a s d i sp la c e d b y m a s s fra c tion 1%of A l (NO 3)3a nd c a lc ifie d fo r 18h 1The i m m ob ilize d c e lls c ou l d b e us e d fo r the a l c oho l fe r m e n ta tion la s ti ng 42d,14b a tc he s on a ve ra g e 1Key wo rd s:a lc oho l fe r m e n ta tion;i m m ob ilize d c e ll c a rrie r ;i m m ob ilize d c ond iti on;i m p rove中图分类号:TS26111+1 文献标识码:A 文章编号:1002-0306(2008)02-0134-03收稿日期:2007-08-06 3通讯联系人作者简介:宋慧一(1983-),女,硕士研究生,从事微生物发酵研究。
乙醇(酒精)是用途最广和用量最大的有机溶剂之一,发酵法生产乙醇由于原料来源广泛,公认为可长期持续供应的可再生能源[1]。
近年来,由于固定化细胞技术的兴起,使高细胞密度的高速率发酵成为可能。
国内外学者将该项技术用于酒精发酵已作了大量研究,并取得了不少有益成果[2],有效地解决了传统的酒精发酵生产中存在的发酵周期长,发酵液中酵母细胞密度低,发酵液中乙醇对酵母细胞的反馈抑制等缺点。
做为固定化载体之一的海藻酸钠,因具有制备方法简单、条件温和、无毒、不被绝大多数微生物分解、成本低廉等优点成为了较为广泛使用的载体材料。
但海藻酸钙凝胶在含多价阴离子的溶液以及高浓度电解质溶液中不稳定,钙离子易脱落,凝胶变软,甚至溶解,又限制了它的应用。
本文采用2种不同的方法对海藻酸钙凝胶进行改进,最后选择铝离子对钙离子置换法,将酵母细胞固定,经培养和连续发酵实验,海藻酸铝固定化酵母细胞使用寿命明显延长。
1 材料与方法111 实验材料高活性鲜酵母 安琪牌;酵母细胞培养基 葡萄糖2%,蛋白胨015%,酵母膏013%,pH510;高密度增殖细胞培养基 葡萄糖2%,蛋白胨015%,酵母膏013%,NH 4C l 0113%,M gS O 40101%,CaCl 201006%,pH 自然;固定化增殖培养基 葡萄糖3%,蛋白胨013%,酵母膏0125%,K H 2P O 40125%,M gS O 40101%,CaCl 201006%,pH510;发酵培养基 葡萄糖20%,酵母膏015%,蛋白胨015%,NH 4Cl 0115%,K H 2P O 40115%,M gS O 401065%,CaC l 20128%,pH 自然,115℃灭菌15m in 。
112 固定化细胞的制备[3]将试管斜面菌种接入液体酵母细胞培养基中,在28℃、100r/m in 条件下活化1d,再接入高密度增殖细胞培养基,在30℃、120r/m in 条件下增殖培养18h 。
按1∶3的比例取菌液与海藻酸钠溶液混合,用注射器(10#)逐滴注入CaCl 2水溶液中,固化4～6h,用无菌水将固化后的细胞(直径2～3mm )洗3次,4℃备用。
113 酵母细胞固定化条件优化在制备固定化细胞时发现:海藻酸钠浓度、CaC l 2溶液浓度、钙化时间和钙化温度对凝胶球的强度有显著影响。
所以实验主要考察这4个因素,每个因素取三个水平,选择L 9(34)四因素三水平进行正交实验[5],以缓冲溶液中溶解时间为实验指标。
114 固定化细胞强度的改进对于添加的物质,以1%(m /V )的比例将添加剂与菌液和海藻酸钠溶液混合均匀;对于置换的物质,要将所得的固定化细胞再置于1%的置换溶液中置研究与探讨食品工业科技V ol .29,N o .02,20082008年第02期135 表1 正交实验结果分析表实验号A 海藻酸钠浓度(%)B CaCl 2溶液浓度(%)C 钙化时间(h )D 钙化温度(℃)溶解时间(m in )11(2)1(115)1(1)1(20)27212(210)2(3)2(25)40313(215)3(6)3(30)3042(3)123605223128623124773(4)1325583213449332145K 197142118100K 2135112145142K 3144122113134k 13213471339133313k 24510371348134713k 34810401737174417R1517101010161410换18h 。
分别测定两种方法制得的固定化细胞在缓冲溶液中的溶解时间。
115 固定化细胞强度的测定[4]以缓冲溶液中固定化细胞溶解时间测定强度:250mL 锥形瓶中装50mL 、pH710的磷酸缓冲液,放入1g 固定化细胞,30℃、150r/m in 进行振荡,计算其全部溶解时间。
2 结果与分析211 固定化条件优化见表1,由表1可知:各因素最优水平分别是A 3、B 1、C 2、D 2,即:海藻酸钠浓度是4%,CaCl 2溶液浓度115%,钙化时间3h,钙化温度25℃;由极差大小可知,影响固定化细胞强度的各因素作用大小顺序是:海藻酸钠浓度>钙化温度>钙化时间>CaC l 2溶液浓度。
从表中还可以看出,3%和4%浓度的海藻酸钠对固定化细胞强度影响不大。
考虑到成本因素,且海藻酸钠浓度越大,制备越困难,所以选用3%海藻酸钠浓度,115%CaC l 2溶液浓度,在25℃条件下固化3h 来制备固定化细胞。
212 添加不同物质对固定化细胞强度的影响在海藻酸钠溶液中添加一定比例的A l 2O 3、M g O 、CaCO 3和Si O 2,比较这4种物质在缓冲液中的溶解时间。
图1表明,4种物质中M g O 的效果要好于其它物质,这是由于M g O 是碱性化合物和高熔点的离子晶体,在中性溶液中较稳定,添加到固定化细胞中,可以明显增加固定化细胞强度。
图1 添加不同物质对固定化细胞强度的影响213 M gO 剂量对固定化细胞强度的影响从图2中可以看出,随着M g O 质量分数的增加,固定化细胞的溶解时间逐步增大,当M g O 质量分数为1%时,溶解时间达到最大值320m in;继续增加M g O 添加量,溶解时间下降。
原因可能是M g O 与海藻酸钙之间的反应是满足一定的比例关系的,比例过高或过低都会影响其强度。
图2 Mg O 剂量对固定化细胞强度的影响214 不同置换物质对固定化细胞强度的影响此方法是将制备好的固定化细胞再置于一定浓度的置换剂溶液中置换18h 。
实验选用ZnS O 4、CuS O 4、M nS O 4、FeS O 4、A l (NO 3)3和A l C l 3做为置换物质,结果见图3。
用ZnS O 4、CuS O 4、M nS O 4、FeS O 4均可以增加固定化细胞的强度,但增加作用不明显。
而采用铝盐做置换剂可以大幅度的提高固定化细胞耐缓冲液腐蚀的能力,尤其以A l (NO 3)3效果最好。
这主要是因为A l 3+把Ca 2+从海藻酸钙中置换出来,磷酸盐对海藻酸铝的固定化细胞破坏性减小。
图3 不同置换物质对固定化细胞强度的影响215 置换时间对固定化细胞强度的影响从图4可知,在置换溶液中置换18h 得到的固定化细胞强度最大,可达310m in 。
随着置换时间的延长,固定化细胞的强度保持恒定,没有明显增加。
食品工业科技S cience and Technology of Food Industry研究与探讨136 2008年第02期图4 置换时间对固定化细胞强度的影响216 固定化细胞发酵生产酒精为了最后确定哪种方法更适于酒精发酵,在正交实验结果的基础上,将两种方法制成的固定化细胞按1∶3的比例接入发酵培养基,28℃、130r/m in 进行酒精发酵,以正交实验结果制备的固定化细胞为空白对照。
3d 为一个批次,发酵结束后收集发酵液,测定酒精体积分数。
固定化细胞重新接入新鲜发酵液,如此重复,直至固定化细胞破碎。