酵母细胞的固定化30971.pptVIP

清溪中学 陈华毅 课题3 酵母细胞的固定化 一、酶的应用： 优点：催化效率高、低耗能、低污染 缺点： 1、对环境条件敏感、易失活； 2、难回收、不能再次利用、成本高： 3、反应后，酶混在产物中，影响产品质量 如何解决？ 固定化酶： 将分离提纯后的酶固定到一定的载体上，使用时将被固定的酶投放到反应溶液中，催化反应结束后，又能将被固定的酶回收，这样的酶叫做固定化酶。 水不溶性酶 （固定化酶） 固定化技术 水溶性酶 水不溶性载体 基础知识 1.利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例 （1）需要酶 葡萄糖异构酶 （2）葡萄糖异构酶的优点 稳定性好、可以持续发挥作用 （3）在生产中直接使用酶有什么缺点？ 酶溶解于葡萄糖溶液后，无法回收，造成浪费 固定化酶的反应柱示意图 葡萄糖 反应柱 果糖 上端注入 下端流出 3.固定化酶在生产实践中的优点 （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质量。 酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，提高产品质量；同时固定在载体上的酶还可以反复利用，节约成本。 （二）固定化细胞技术 1.将酶或细胞固定化的方法 将酶（或细胞）包埋在细微网格里 将酶（或细胞）相互连接起来 将酶（或细胞）吸附在载体表面上 包埋法 化学结合法 物理吸附法 酶和细胞的固定方法和特点 固定对象 酶 细胞 适宜固 定法 化学结合法、物理吸附法 包埋法 特 点 体积小，固定一种酶。 包埋法容易丢失 体积大，固定一系列酶。 难以化学结合和吸附 2.固定化酶和固定化细胞的联系与区别 联系：应用相同，都能催化某些反应 区别： （1）固定化细胞技术操作容易，成本低，容易回收； （2）固定化细胞技术对酶活性影响更小； （3）固定化细胞固定的一系列酶； （4）由于大分子难以通过细胞膜，因此固定化细胞的应用有一定的限制； 3.固定化酶和固定化细胞常用的载体材料 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等， 其共同的特点是不溶于水的多孔性载体 海藻酸钠 聚丙烯酰胺 三者优点和不足？ 类型 优点 不足 直接使用酶 固定化酶 固定化细胞 催化效率高，低耗能、低污染 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。 酶既能与反应物接触，又能与反应物分离，同时固定在载体上的酶还可以被反复利用。 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。 成本低，操作更容易；酶活性影响更小；催化一系列反应。 固定后的细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降。 发酵操作 流程 酵母细胞的活化 配制CaCl2溶液 配制海藻酸钠溶液 将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合 固定化酵母细胞 冲洗凝胶珠 酒精发酵 固定化酵母细胞是否成功？ 1.挤压后不易破裂、无液体流出则成功。 2.摔打后凝胶珠易弹起则成功。 3.看颜色、形状 颜色过白则表明海藻酸钠浓度低，固定的酵母细胞少 若不是球形或椭球形，说明海藻酸钠浓度过高了。 （一）制备固定化酵母细胞 实验操作 （二）用固定化酵母细胞发酵 实验操作 1、将固定化的酵母细胞（凝胶珠）用蒸馏水冲洗2到3次。 2、将150ml质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200ml的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于25摄氏度下发酵24h。 利用固定化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。 细胞的固定化要在严格的无菌条件下进行；反复使用固定化酵母细胞时，需要避免微生物的污染。 在应用固定化酵母细胞进行酒精发酵时要注意控制好温度，保证缺氧的环境，并且发酵时间要稍长一些，增强实验效果。