酵母细胞的固定化30850.ppt

429572439gao * * 课题3 酵母细胞的固定化 一、基础知识 1、酶制剂的概念和种类 （一）酶制剂 含有酶的制品 ①定义： 多酶片、加酶洗衣粉中的蛋白酶和脂肪酶 ②种类： A、液体酶制剂 治疗某些胃病的胃蛋白酶液 B、固体酶制剂 2、酶的生产 ①提取法 定义：采用一定的技术直接从动植物或微生物的组织、细胞中将酶提取出来 优点： 简单易行，在动植物或微生物资源丰富的地区具有应用价值 实例：在屠宰厂，可以从家畜胰脏中提取出胰酶；在水果加工厂，可以从菠萝皮中提取出菠萝蛋白酶 缺点： 要有充足的原材料，广泛应用受到限制 ②发酵法 定义：通过微生物发酵获得所需要的酶 如果是胞外酶，可以从发酵液中直接提取；如果是细胞内酶，则可将细胞弄碎再经过提取纯化而得到 易培养、繁殖速度快、便于大规模生产 优点： 提取方式： ③化学合成法 缺点： 成本高、已知分子结构的酶 提取出来的酶还要经过分离、纯化，再加入适量的稳定剂和填充剂，制成相应的酶制剂后才能用于催化化学反应 3、酶的提取和分离纯化 ①酶的提取 盐溶液提取法、碱溶液提取法、有机溶剂提取法 适宜的温度和pH和保护剂 方法： 条件： ②酶的分离提纯 沉淀技术（密度梯度离心法） 层析技术 方法： 4、酶制剂特点(看课本P49面） ①天然酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活 ②溶液中酶很难回收，不能再次利用，提高了生产成本 ③反应后，酶会混在产物中，影响产品质量，难以在工业生产中广泛应用 （1）优点 （2）实际问题 催化效率高、低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域 如何解决这些问题？ （二）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 （三）固定化细胞 将细胞限制或定位于特定空间位置的方法称为细胞固定化技术 被限制或定位于特定空间位置的细胞称为固定化细胞 固定化技术： 固定化细胞： 固定后的酶或细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降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 成本低、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 固定化细胞 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 酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用 固定化酶 对环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量 催化效率高，低耗能、低污染等 直接使用酶 不足 优点 类型 （四）直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点 （五）酶和细胞固定化方法(看课本P50面） 思考：固定化酶或固定化细胞可以采取哪些方法？ 各有什么利弊？ 1、物理吸附法 2、包埋法 3、化学结合法 （六）酶和细胞固定方法的选择 ①酶适合采用化学结合和物理吸附法固定 ②细胞适合采用包埋法固定 1、方法 2、原因 ①细胞个大，酶分子很小 ②个体大的细胞难以被吸附或结合而个小的酶容易从包埋的材料中漏出 （七）固定化酶的应用实例 1、高果糖浆 ①生产原料 葡萄糖，葡萄糖是由淀粉转化而来 是以酶法糖化淀粉所得的糖化液，经葡萄糖异构酶的异构作用，将其中一部分葡萄糖异构成果糖，由葡萄糖和果糖而组成的一种混合糖糖浆 ②生产机理 ③生产流程 含淀粉的浆液 α-淀粉酶 糊精 糖化酶 葡萄糖 葡萄糖异构酶 葡萄糖的异构化 42%～45%转化成果糖 果葡糖浆 果糖和葡萄糖分离 葡萄糖再次异构化 反复多次 果糖含量70%～90% 高果糖浆 ④生产优点 反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量 二、实验操作 （一）方法 1、包埋法固定化细胞 2、海藻酸钠作载体包埋酵母细胞 （二）制备固定化酵母细胞 1、酵母细胞的活化 ① 过程 称取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 ②注意事项 A、选用的干酵母要具有较强的活性，而且物种单一 B、在缺水状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于( )的微生物重新恢复正常的生活状态 休眠状态 2、配置物质的量浓度为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，以防自来水中各种离子影响实验结果 3、配制海藻酸钠溶液 称取0.7g海藻酸钠，放入50ml小烧杯中，加入10ml水，用酒精灯加热，边加热边搅拌，将海藻酸钠调成糊