酵母细胞的固定化课件

响产品质量。 应 学习交流PPT
反应物尤其
是大分子不
易与酶接触，
反应效率下
降等
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二、实验操作——酵母细胞的固定化
思考：用什么方法对酵母细胞的固定化？
包埋法
包埋法常用哪些载体？
明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸 纤维素、聚丙烯酰胺等
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三、实验操作
（一）制备固定化酵母细胞
（1）制备过程包括哪几个步骤？
不需要 一种或多种
不需要 一种
需要 一系列
反应底物 大分子、小分子 大分子、小分子 小分子
优点
催化效率高，低 耗能、低污染等
.既能与反应物 接触，又能与产 物分离
.可以反复利用
•成本低，操 作更容易。 •可反复利用， 易与产物分离
缺点
•对环境条件敏感，
易失活
不利于催
•难回收，成本高 化一系列
•酶混在产物中影 的酶促反
物理吸附法是指将酶吸附到包固体埋吸法附剂的表固或适 固面定者用 定化固于 化酶定细化胞细
化学
胞分别适用哪
结合法 些适方法用？于原因？
固定化酶
物理吸附法
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思考？
1．从操作角度来考虑，你认为固定化酶技术与
固定化细胞技术哪一种方法更容易？固定化细胞
哪一种方法对酶活性的影响更小？ 固定化细胞
3、发酵时，凝胶珠在发酵液的位置？ 在发酵液上方。
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实验操作 — 用固定化酵母进行发酵〖源自考〗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〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？
酵母菌进行无氧呼吸产生的。 〖思考〗在利用固定化酶或固定化细胞进行工业生
产的过程中，需要无菌操作吗？
（2）你认为哪个步骤的操作是最 重要的一环？
（3）各步骤应当分别注意什么问 题？
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二、实验操作——酵母细胞的固定化
（1）酵母细胞的活化： 〖思考1〗活化是指什么？ 方法？为什么要置于蒸 馏水中？
干酵母需置于蒸馏水中活化，是因为干酵母细 胞中自由水含量低、代谢慢
• 〖思考2〗在活化酵母的过 程中要注意？
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（5）固定化酵母细胞
1、将注射器中海藻酸钠与酵母细胞的混合液滴到CaCl2 溶液中的要求？
以恒定的速度缓慢地滴加。（速度太快容
易形成尾巴。注意高度适宜。注射器太低，凝胶珠 易出现尾巴；太高，溶液易溅出。）
2、为什么刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30分钟？
使凝胶珠形成稳定的结构。
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一、基础知识
（一）固定化酶的 应用实例
总结：固定化酶技术的
优点：
•使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
被反复利用。
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（ 包埋二法）是指固将定微生化物酶的细技胞术均和匀包固埋定在不化溶细于水胞的技多术孔性
载体中
化概学结念合：法是利指用将物酶分理子或或细化胞学相互方结法合将或将酶其或结合 到细载体胞上固定在一定空间的技术。
• 是最重要的环节：
➢如果海藻酸钠浓度过 高，将很难形成凝胶珠
或形成的凝胶珠不是圆
形或椭圆形；
（3）配制海藻酸钠溶液：
（海藻酸钠作用？ 为什么浓度要适宜？）
➢如果浓度过低，形成 的凝胶珠包埋的酵母细 胞的数目少，颜色过浅 呈白色。
作为包埋材
• 注意事项：
料，包埋酵 母细胞。
加热时要用小火， 或者间断加热（否则？）
酵母细胞活化时体积会变大， 所用容器要大一些，防止活化液溢出；
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二、实验操作——酵母细胞的固定化
（1）酵母细胞的活化： （2）配制CaCl2溶液
CaCl2的作用？
与海藻酸钠反应形成凝胶珠， 作为凝固剂。
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二、实验操作——酵母细胞的固定化
（1）酵母细胞的活化： （2）配制CaCl2溶液：
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二、实验操作——酵母细胞的固定化
（1）酵母细胞的活化：
（2）配制CaCl2溶液： （3）配制海藻酸钠溶液：
必须将溶化的海藻酸钠
（4）海藻酸钠溶液与 溶液冷却至室温才能与
酵母细胞的混合：
酵母细胞进行混合。
为什么？搅拌的目的？
高温会使酵母细胞死亡。
搅拌的目的：使海藻酸钠
与酵母菌混合均匀。
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•如何检验酵母细胞固 定是否成功？
观察凝胶珠的颜色和形状
理想的凝胶珠应该是：圆形或椭圆形、富有弹 性、不易破裂、内部无液体流出、稍带黄色 。
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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
2．固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？
固定化细胞固定的是一系列酶
3．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
4．如果反应物是大分子物质，又应该选择哪种
固定化酶技术 方法？
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直接使用酶
固定化酶
固定化细胞
酶的种类 一种或多种
一种
一系列酶
营养物质 催化反应
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。
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二、固定化酵母细胞的发酵
1、固定好的酵母细胞用什么冲洗？目的是什么？ 蒸馏水。洗掉凝胶珠表面的氯化钙溶液，是防止凝
胶珠硬度过大，影响通透性 。 2、发酵时，温度为什么控制在25摄氏度？ 该温度是酵母细胞发酵的适宜温度。
3、反应后会混在产物中，可
能 影响产品质量
。
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如果你是工程技术人 员，领导要你解决这个 问题，你怎么办？
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一、基础知识 （一）、固定化酶的应用实例
阅读P49独立思考3分钟后小组合作讨论： 1、什么是高果糖浆？使用它有何好处？ 2、生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什么？ 3、介绍一下反应柱及其优点 4、了解高果糖浆生产过程。 5、这种方法的优点是什么？
需要。
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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。
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在食品、化工、轻纺、医药等领域大 规模使用酶制剂，说明酶制剂使用有 很多优点，你能举出一些吗？
催化效率高、低能耗、低污染等。
生产中直接使用酶存在哪些问题？你 知道吗？
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酶制剂存在的缺陷：
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；