实验一 固定化酵母酒精发酵
固定化酵母细胞生产乙醇试验报告
固定化酵母细胞生产乙醇试验报告
本试验旨在研究固定化酵母细胞生产乙醇的能力。
首先，采用分子生物学技术建立的固定化酵母细胞，并放入含有目标表达蛋白（乙醇脱氢酶）的受体体系，培养在适宜的培养基中；其次，添加有机底物和生长调节剂，提高酵母细胞乙醇合成效率；最后，在培养基不同时间段进行调控，观察乙醇液位高度，测量乙醇密度，确定乙醇比重指数及分子量。
试验结果表明，固定化酵母细胞在此培养条件下能够有效合成乙醇，乙醇的比重指数和分子量也有所提高，但乙醇的曲线变化显示出较弱的合成趋势，需要进一步调整培养参数，以提高乙醇的产率。
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
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。
酵母菌的分离鉴定、固定化及酒精发酵3(DOC)
酵母菌的分离鉴定、固定化及酒精发酵吴英玲 10197020 10生物创新班摘要：酵母菌喜欢酸性环境，可利用乳酸豆芽葡萄糖培养基富集培养酵母菌，然后在YPG培养基上用划线法分离纯化出酵母菌。
将分离的酵母菌转接于YPG斜面培养基上培养，待长好后置于冰箱内4 ℃下保存。
用TTC显色剂及杜氏小管观察法筛选出发酵能力高的酵母菌。
并通过菌落形态、细胞形态、生化分析及分子生物学手段进行微生物鉴定。
采用PVA-海藻酸钠固定化技术固定酵母细胞进行酒精发酵。
关键词：酵母菌分离鉴定固定化酒精发酵Abstract: Yeast like acid environment, the use of lactic acid glucose medium enrichment culture yeast, bean sprouts and purification by marking method on the YPG culture medium of yeast will transfer separation of the yeast in the YPG cant medium cultivation, staying long placed in the refrigerator after use the TTC chromogenic agent, save and duchenne tubular observation screen high fermentationability by colony morphology of yeast cell morphological and biochemical analysis and molecular biology means to identify the microorganisms using PVA - sodium alginate immobilized technology fixed yeast cells for ethanol fermentation。
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。
固定化酵母在木薯发酵产酒精的应用初探
2.研究内容、研究目标，以及 拟解决的关键问题
• 2.1 研究内容： • （1）不同材料混合或单独固定酵母菌，
形成不同密度的固定化颗粒。 • （2）试解决固定化载体软化、破裂、上
• 木薯具有独特的生物学适应性：①超常的光、热、水资源的 利用率，单位面积的生物能产量高于几乎所有其他作物，10 个月周期木薯块根鲜薯的单产可达90t/hm2，块根平均干物 率42％，淀粉率30％左右，经济系数0.55，即可以生产块 根干物质37.8 t/hm2，淀粉27 t/hm2和总生物量68.7 t/hm2。②抗旱、耐瘠薄，适应性广。木薯具有突出的土壤 养分和水分利用率，能够生长在其它作物几乎无产量的贫瘠 的土壤中，具有忍耐严重干旱、在雨季到来则迅速生长发育 的遗传特性。③块根淀粉率高和淀粉特殊。其块根淀粉含量 一般在26％～34％，高于甘薯和马铃薯，并且淀粉颗粒较大， 透明度、黏度高。
• (8)糖化酶处理糖化 • 木薯的淀粉含量高且含有较多的支链淀粉，添加糖化酶
也相应的增加。糖化酶的添加量为150u/ g原料。 • 60℃下糖化30nin糖化结束后，淋水冷却至30℃左右。 • 木薯块根的化学成分除水外主要是碳水化合物其他成分，
如蛋自质、脂肪、果胶质等含量都比较少。木薯含氮量较 低，不能满足酵母生长所需，发酵糖化液中补充氮源，以 利于酵母生长。
中国将使用无谷类的原材料，如甜高粱或木薯生产燃料乙醇，生产量 大约达3000万吨。中国木薯能生产400万吨燃料乙醇。中国的木薯种 植而积为100万公顷，木薯产量为2100万吨。在木薯扩种中，还能生 产出700万吨木薯。
实验一 固定化生长酵母发酵酒精
本实验载体的特点
材料 海藻酸钠凝胶 原理 优点 缺点 抗微生物分解能力弱， 机械强度较低（在高浓 度的单价金属离子和磷 酸盐缓冲液的作用下， 凝胶结构会破坏） 海藻酸钠是一种天然高分子多糖， 操作方便，毒 能够于Ca2+螯合形成不溶于水的 性小， 海藻酸钙凝胶。 调节海藻酸钠溶液的浓度可改变 固定化颗粒的机械强度和传质阻 力， 调节CaCl2溶液浓度可改变固定 化颗粒的机械强度。
三、材料和方法
• • • • • • • • （一）材料 1.菌种：酒精酵母（Saccharomyces erevisiae) . Rasses Ⅶ 2.海藻酸钠 3.淀粉水解糖液（10·BX）。 4.其他：注射器、针头、波美计等。 （二）培养基 1.斜面培养基：麦芽汁琼脂斜面 2.酵母细胞培养基 ：葡萄糖 20g,蛋白胨2g，酵母膏2g，硫酸镁0.05g ,自 来水1000毫升，pH5.0。 • 3.固定化酵母增殖培养基：葡萄糖50g, 蔗糖50g, 酵母膏2g, 蛋白胨3g, 硫酸二氢钾1.5g, 氯化铵1.5g, 硫酸镁0.5g, 二氯化锰0.02g, 含水氯化钙 5g, 自来水1000ml, pH5.0. • 4.乙醇发酵培养基：10 ·BX 淀粉水解糖液, 尿素0.2%, 磷酸二氢钾0.01%, pH 5.0.
包埋法载体的选择
• 包埋法较适合于固定化生长态的细胞，细胞可在凝胶网格或微囊中生 长繁殖，细胞大多聚集在载体内表面，提高了细胞密度、减少了传质 阻力。 但由于活细胞生长代谢，载体会受到物理、生物破坏。 • 要求：1、有一定的机械强度； 要求： 2、对酶、微生物、酸碱有耐受力； 3、固定化过程尽量温和，避免酶、细胞损伤； 4、凝胶网格通透性好，其孔径可调节； 5、廉价易得，无毒。 • 常用的载体：天然高聚物——卡拉胶、海藻酸钙、醋酸纤维素酯等； 常用的载体： 合成高聚物——聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等。
酵母细胞的固定化
练习：
1、下列说法不正确的是（
）
A、葡萄糖与固定化葡萄糖异构酶接触，
转化成的是果糖
B、从固定化酶反应柱下端流出的是果
糖
C、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
D、酶溶解于葡萄糖溶液，可以从糖浆
中回收
2、研究认为，用固定化酶技术处理污
染物是很有前途的。如将从大肠杆菌
得到的磷酸三酯酶固定到尼龙膜上制
（2012.17）下列关于酶和固定化酵母细胞的 研究与应用的叙述,错误的是
A. 从酶的固定方式看,吸附法比化学结合法 对酶活性影响小
B. 作为消化酶使用时,蛋白酶制剂以口服方 式给药
C. 尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化 氢酶,可以反复使用
D. 将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗,目的是 洗去CaCl2 和杂菌
酶 被反Байду номын сангаас利用。
的。
类 型
优点
不足
固 成本低，操 固定后的酶或细胞与
定 作更容易。 反应物不容易接近，
化
可能导致反应效果下
细
降等。
胞
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
选修1:生物技术实践
专题4 酶的研究与应用
一、课题目标
1．说出固定化酶和固定化细胞的作 用和原理。
2．尝试制备固定化酵母细胞，并利 用固定化酵母细胞进行酒精发酵。
知识回顾：
1、洗衣粉中添加________，可以 更有效地清除顽渍。常用的酶制剂 有_________________四类。 2、影响酶活性的因素有_______、 ________和_________。 3、影响洗衣粉洗涤效果的因素有 _______ 。
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
固定化酵母菌发酵产酒精作用的研究_李敏杰
关键词 固定化酵母; 游离酵母; 产酒精; 酸度; 糖锤度 中图分类号 S188 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611( 2009) 07- 02856- 02
1. 2. 6 游离酵母的发酵试验。用配好的编号 2 的酵母菌直 接将其添加于 1 000 ml pH 值 5. 0 的发酵培养基中, 放置于温 度调节为 30 的电子恒温培养箱中进行发酵。定时记录发 酵液糖度、酒度、酸度和糖锤度的变化。
1. 3 检测方法 1. 3. 1 酒度的检测。该试验将采用酒精计法对酒度进行测 量。根据测得的酒精计示值和温度, 查附录, 换算成 20 时 酒精度, 所得结果保留至 1 位小数[ 4- 5] 。
时间 d
T ime
0 2 4 6 8 10 12
温度
游离酵母
Free yeast 28. 1 27. 6 28. 3 27. 6 27.化酵母
Immobilized yeast 28. 1 27. 5 28. 3 27. 7 27. 4 28. 1 27. 9
( mol/ L) ; m 为邻苯二甲酸氢钾的质量( g) ; V0 为空白试验氢
氧化钠溶液的用量( ml) ; V1 为氢氧化钠溶液的用量( ml) 。
c X=
( V1- V0) V2
Si
1 000
( 2)
式中, X 为样品中滴定酸的含量( g/ L) ; V2 为吸取样品的体积 ( ml) ; Si 取值为 0. 075[ 6] 。 1. 3. 3 糖度的测量。采用手持糖量仪进行测定[ 7] 。 2 结果与分析 2. 1 固定化酵母和游离酵母酒精度的比较 以蒸馏法去除 样品中的不挥发物质, 用酒精计测得酒精体积分数, 根据附 录加以温度校正, 求得 20 时乙醇的体积分数, 即酒精度 ( 表 1) 。
实验一 固定化酵母酒精发酵
实验一固定化酵母酒精发酵一、实验目的掌握淀粉质原料的双酶法糖化工艺。
掌握制备固定化细胞中最基本、最常用的方法。
掌握固定化酵母酒精发酵工艺。
掌握酒精的提取及测定方法。
二、实验原理（一）淀粉质原料的双酶法糖化酶解法是指利用淀粉酶将淀粉水解为葡萄糖的过程。
酶解法制葡萄糖可分为两步：第1步是利用a—淀粉酶将淀粉液化为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，这个过程称为液化；第2步是利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解，转变为葡萄糖的过程，在生产上称为糖化。
淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下进行的，故也称为双酶水解法。
淀粉质原料双酶法糖化是一新型生产工艺，免去了原料的高温蒸煮，即可节省蒸煮用汽，又可省去冷却用水、电，同时由于酶作用的专一性强，淀粉的水解副反应少，因而水解糖液纯度高，淀粉的转化率（出糖率）高，提高了原料出酒率。
（二）微生物细胞的固定化固定化酶和固定微生物细胞的原理是将酶或微生物细胞利用物理的或化学的方法，使酶或细胞与固体的水不溶性支持物（或称载体）相结合，使其既不溶于水，又能保持酶和微生物的活性。
它在固相状态作用于底物，具有离子交换树脂那样的特点，有一定的机械强度，可用搅拌或装柱形式与底物溶液接触。
由于酶和微生物细胞被固定在载体上，使得它们在反应结束后，可反复使用，也可贮存较长时间使酶和微生物活性不变。
一般胞内酶、提纯酶在固定化中或固定化后常不稳定，而固定化微生物不仅可避免复杂的酶提取和纯化过程，同时解决了酶的不稳定性问题。
细胞固定化后，酶活较高，操作稳定性较好，可在多步酶促反应中应用并便于连续化、自动化操作。
若代谢底物及产物均为低分子物质时使用固定化微生物细胞效果更佳。
微生物细胞固定化常用载体有：1、多糖类（纤维素、琼脂、葡聚糖凝胶、藻酸钙、K一角叉胶、DEAE-纤维素等）；2、蛋白质（骨胶原、明胶等）；3、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）；4、合成载体（聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、酚醛树脂等）。
酒精发酵项目实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解酒精发酵的基本原理和过程。
2. 掌握酵母菌在酒精发酵中的重要作用。
3. 学习酒精发酵实验的操作方法和注意事项。
4. 分析影响酒精发酵的因素，优化发酵条件。
二、实验原理酒精发酵是指酵母菌在无氧条件下，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳的过程。
其化学反应式如下：C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2三、实验材料与仪器材料：1. 干酵母粉2. 葡萄糖3. 硫酸铜溶液4. 澄清石灰水5. 橙色的重铬酸钾溶液6. 温度计7. 锥形瓶8. 橡胶塞9. 小气球10. Y形管11. 大烧杯12. 试管13. 比色板14. 小烧杯15. 玻璃棒四、实验步骤1. 酵母菌活化：- 将少量干酵母粉加入温水中，搅拌均匀，使其活化。
- 将活化后的酵母液倒入锥形瓶中。
2. 葡萄糖溶液的制备：- 将葡萄糖溶解于温水中，配制成一定浓度的葡萄糖溶液。
- 将葡萄糖溶液倒入锥形瓶中。
3. 发酵过程：- 将锥形瓶置于水浴中，保持温度在30-40℃。
- 观察酵母菌进行发酵，产生气泡。
- 在发酵过程中，塞上橡胶塞，避免气体散失。
4. 二氧化碳检测：- 将澄清石灰水倒入试管中。
- 将Y形管的一端插入锥形瓶中，另一端插入试管中。
- 观察石灰水是否变浑浊，以检测二氧化碳的产生。
5. 酒精检测：- 将橙色的重铬酸钾溶液倒入试管中。
- 将产生的气体导入试管中。
- 观察溶液颜色是否变为灰绿色，以检测酒精的产生。
6. 发酵结束：- 当不再产生气泡，石灰水不再变浑浊，溶液颜色不再变化时，表示发酵结束。
五、实验结果与分析1. 二氧化碳检测：在发酵过程中，石灰水逐渐变浑浊，说明产生了二氧化碳。
2. 酒精检测：在发酵结束后，溶液颜色变为灰绿色，说明产生了酒精。
六、影响酒精发酵的因素1. 温度：酵母菌在适宜的温度下发酵效果最佳，通常为30-40℃。
2. 葡萄糖浓度：葡萄糖浓度越高，酒精产量越高，但过高浓度会影响酵母菌的生长。
3. pH值：酵母菌在pH值约为4.5-5.5的条件下发酵效果最佳。
固定化酵母细胞发酵啤酒实验与酸奶制作实验报告
固定化酵母细胞发酵啤酒实验与酸奶制作一．实验原理1.经过细胞固定化酵母菌被均匀包埋在载体结构中，加入麦芽汁，酵母菌将麦芽糖变成酒精。
2.在加糖的鲜牛奶中加入少量酸奶，利用酸奶中的乳酸菌进行发酵。
二．实验材料与试剂1.无菌滴管，无菌封口膜封好的100ml三角瓶2.发酵培养基：100ml8%—10%的麦芽汁装于250ml三角瓶中3. 2.5%的海藻酸钠溶液5ml，灭菌4.0.9%的无菌生理盐水，5ml5.无抗奶6.啤酒酵母7.市售原味酸奶，不经过灭菌三．实验步骤（一）固定化酵母细胞发酵啤酒1.菌体培养：将培养24h 的新鲜斜面菌种接种于三角瓶中培养。
2.细胞固定化：在预热至35℃的海藻酸钠溶液中加入2ml 预热至35℃的酵母培养液，混合均匀，以无菌滴管（离液面5cm以上）缓慢而稳定的加入CaCl2 溶液，即可得到直径约3mm左右的凝胶珠。
钙化30min。
注意无菌操作。
3.固定化细胞发酵啤酒：在无菌玻璃棒帮助下倒掉CaCl2 溶液，倒生理盐水于制得的固定化好的酵母细胞的瓶子中，洗一次凝胶珠。
将100mL发酵培养基（麦芽汁）倒入制得的固定化小球的瓶子中，用无菌封口膜封好瓶口。
20℃—28℃静置培养48h。
注意无菌操作。
4.品尝啤酒。
（二）制作酸奶1.分别取加热与不加热的溶有白糖的鲜牛奶分装到干净无菌的纸杯中，热牛奶用无菌封口膜封好瓶口，让其自然冷却（冷却中最好能摇晃三角瓶2—3次，以免乳脂结皮）。
2.热牛奶冷至40℃（不烫手）时，取市面上销售的酸奶倒入少许于鲜奶中（约5%），摇匀。
没有加热的牛奶直接加就可以。
3.用洁净的纸将杯口盖住，42℃进行发酵培养10—12小时。
牛奶变为不流动的酸奶时，停止发酵。
4.置于4℃冰箱中数小时，待冷却老熟后便成酸奶。
5.品尝酸奶。
四．实验结果啤酒不好喝，可能是因为只进行了前发酵，没有进行后发酵；酸奶味道很好，热牛奶做的感觉没有冷牛奶的酸。
五．实验讨论1.固定化技术的意义：固定化技术就是将生物酶或细胞固定在一定的基质上，作为固体生物催化剂而加以利用的一门技术。
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。
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实验一固定化酵母酒精发酵
一、实验目的
掌握制备固定化细胞中最基本、最常用的方法。
掌握固定化酵母酒精发酵工艺。
掌握酒精的提取及测定方法。
二、实验原理
固定化酶和固定微生物细胞的原理是将酶或微生物细胞利用物理的或化学的方法，使酶或细胞与固体的水不溶性支持物（或称载体）相结合，使其既不溶于水，又能保持酶和微生物的活性。
它在固相状态作用于底物，具有离子交换树脂那样的特点，有一定的机械强度，可用搅拌或装柱形式与底物溶液接触。
由于酶和微生物细胞被固定在载体上，使得它们在反应结束后，可反复使用，也可贮存较长时间使酶和微生物活性不变。
一般胞内酶、提纯酶在固定化中或固定化后常不稳定，而固定化微生物不仅可避免复杂的酶提取和纯化过程，同时解决了酶的不稳定性问题。
细胞固定化后，酶活较高，操作稳定性较好，可在多步酶促反应中应用并便于连续化、自动化操作。
若代谢底物及产物均为低分子物质时使用固定化微生物细胞效果更佳。
微生物细胞固定化常用载体有：1、多糖类（纤维素、琼脂、葡聚糖凝胶、藻酸钙、K一角叉胶、DEAE-纤维素等）；2、蛋白质（骨胶原、明胶等）；
3、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）；
4、合成载体（聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、酚醛树脂等）。
选择载体原则以价廉、无毒、强度高为好。
微生物细胞固定化常用的方法有三大类：1．吸附法
吸附法是将细胞直接吸附于惰性载体上，分物理吸附法与离子结合法。
（1）物理吸附法是利用硅藻土、多孔砖、木屑等作为载体，将微生物细胞吸附住。
（2）离子结合法是利用微生物细胞表面的静电荷在适当条件下可以和离子交换树脂进行离子结合和吸附制成固定化细胞。
吸附法优点是：操作简便、载体可再生；缺点是：细胞与载体的结合力弱、pH、离子强度等外界条件的变化都可以造成细胞的解吸而从载体上脱落。
2．包埋法
是将微生物细胞均匀地包埋在水不溶性载体的紧密结构中，细胞不至漏出而废物和产物可以进入和渗出。
细胞和载体不起任何结合反应．细胞处于最佳生理状态。
因此，酶的稳定性高，活力持久，所以目前对于微生物细胞的固定化大多采用包埋法。
本次实验作为重点训练。
3．共价交联法
是利用双功能或多功能交联剂，使载体和酶或微生物细胞相互交联起来，成为固定化酶或固定化细胞。
常用的最有效的交联剂是戊二醛。
这是一种双功能的交联剂，在它的分子中，一个功能团与载体交联，另一个功能团与酶或细胞交联。
此法最为突出的优点是：固定化酶或细胞稳定性好，共价交联剂和载体都很丰富。
然而到目前为止，尚无一种可用于所有种类的微生物细胞固定化的通用方法，因此，对某一待定的微生物细胞来说。
必须选择其合适的固定化方法和条件。
三、实验材料
1、菌种：酿酒酵母。
2、培养基
（1）种子培养基YEPD
酵母粉 10g 葡萄糖 20g
蛋白胨 20g 自来水 1000ml
pH 5.5
分装100ml培养基于300ml锥形瓶中，经0.1MPa灭菌20min。
（2）酒精发酵培养基
酵母粉 10g 葡萄糖 80g
蛋白胨 10g 自来水 1000ml
调pH4.7，115℃灭菌20min备用。
3、主要药品
玉米粉、耐高温a－淀粉酶、糖化酶、硫酸、pH试纸、海藻酸钠、葡萄
等。
糖、蛋白胨、酵母粉、生理盐水、CaCl
2
碘液：碘1g，碘化钾2g，蒸馏水300mL，在棕色瓶中保存。
4、器皿及仪器
恒温水浴锅、培养箱、粉碎机、电炉、高压灭菌锅、显微镜、糖度计、量筒、纱布、500ml三角瓶、100ml烧杯、500ml烧杯、1000ml烧杯、培养皿、无菌10ml注射器外套及5＃静脉针头、移液管、玻璃棒、冷凝管等。
四、实验步骤
（一）酒精发酵培养基的配制
配酒精发酵培养基，分装300ml入500ml三角瓶，115℃灭菌20min备用。
（二）包埋法固定化酵母细胞
1、酵母种子液的制备
挑取新鲜斜面菌种几环，接入装有100mlYEPD培养基的锥形瓶中，30℃振荡培养，培养30h。
2、海藻酸钠凝胶固定化酵母细胞的制备
海藻酸钠凝胶是从海藻中提取获得的藻酸盐，为D—甘露糖醛酸和古洛
糖醛酸的线性共聚物，多价阳离子如Ca2＋、Al3＋可诱导凝胶形成。
将微生物
细胞与海藻酸钠溶液混匀后，通过注射器针头或相似的滴注器将上述混合液
溶液中，Ca2＋从外部扩散进入海藻酸钠与细胞混合液珠内，使藻滴入CaCl
2
酸钠转变为水不溶的藻酸钙凝胶，由此将微生物细胞包埋在其中。
在此法的
使用中，应尽量避免培养基中含有钙螯合剂（如磷酸根），因为它可导致钙
的溶解和释放，并由此引起凝胶的破坏。
称取0.8g海藻酸钠于100ml烧杯中，加去离子水少许，调成糊状，再加
入其余的水（总量为20ml）。
火上加温至熔化，0.1MPa灭菌20min，冷却至
45℃左右，加入4ml酵母培养液，混合均匀，倒入一个无菌的小塑料瓶中或
注射器外套并与5＃静脉针头相连，通过1.5～2.0mm的小孔，以恒定的速度
滴到100ml无菌烧杯中，杯中预先盛有50ml含10％葡萄糖的已灭菌的10％
CaCl
（胶诱导剂）溶液，使形成凝胶珠。
浸泡30min后，将凝胶珠转入无菌2
烧杯中，用无菌去离子水洗涤三次，然后接种入300ml酒精发酵培养基中，
置25℃下发酵7天，测定酒精含量。
另外，再取10ml未经固定化的酵母种
子液投入到装有300ml酒精发酵培养基中作为对照，同样条件下发酵7天后
测酒精含量。
（三）酒精发酵液的蒸馏及酒精度的测定
取100ml发酵液，倒入500ml圆底烧瓶中，加100ml蒸馏水蒸馏，当开
始流出液体时，用100ml量筒接收馏出液100ml，并用酒精比重计测量其酒
精度。
剩余的发酵液全部倒出后弃去，将固定化细胞用无菌去离子水洗3次，
加入发酵培养基继续培养，可反复使用数十次。
五、实验报告内容
1、记录双酶法糖化工艺步骤。
2、记录用海藻酸钠凝胶包埋酵母细胞的过程。
3、比较实验中固定化与游离的酵母细胞产酒精量有何差别？
六、思考题
1、淀粉质原料双酶法糖化工艺的应用在发酵工业上有何意义？
2、微生物细胞固定化在发酵工业上有何意义？。