酵母细胞的固定化

课题5 酵母细胞固定化

1. 游离酶、固定化酶和固定化细胞比较

(1) 物理吸附法(吸附法)是将酶吸附在载体表面一种固定方法。特点是工艺简便且条件温和，应用广泛。实质是利用酶及载体之间范德华力实现吸附。

(2) 化学结合法(交联法)是利用酶及载体之间形成共价键将酶进行固定。

2. 酵母细胞固定化

（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微生物重新恢复正常生活状态过程。

（2）用蒸馏水配制CaCl2溶液,而不用自来水。原因是防止自来水中各种离子影响实验结果。（3）CaCl2溶液作用：使胶体聚沉，凝胶珠形成稳定结构。

（4）海藻酸钠作用：包埋细胞。

（5）刚形成凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定结构。

（6）检验凝胶珠质量是否合格，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，也能表明制备凝胶珠是成功。

（7）如果制作凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠浓度偏低，固定酵母细胞数目较少；

如果形成凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠浓度偏高，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，过高会造成固定酵母细胞失水，甚至死亡。（2）葡萄糖作用：既可以作为发酵底物，也作为酵母菌细胞营养物质。

（3）固定化酵母凝胶珠处理:固定好凝胶珠从氯化钙溶液取出后要用蒸馏水冲洗2~3次。洗去氯化钙溶液目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.锥形瓶中气泡和酒精是怎么形成？

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影响，结果如下图所示。请回答:

(1) 及利用游离酵母生产啤酒相比，利用固定化酵母优点有。

(2) 本实验结果表明，随氯化钙浓度增大，凝胶珠机械强度增大，完整率。

(3) 结合发酵性能分析，制备凝胶珠适宜氯化钙浓度为。当氯化钙浓度过高时，发酵液中糖度升高，酒精度下降，发酵受到影响，原因是。

(4) 用海藻酸钠作载体包埋酵母细胞，溶解海藻酸钠时最好采用方法，以防发生焦糊。溶化好海藻酸钠溶液应后，再及已活化酵母细胞充分混合。若海藻酸钠浓度过低，会导致，固定效果大大降低。