实训三固定化酵母细胞制备果葡糖重点.ppt

实训三 固定化酵母细胞制备果葡糖浆 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 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？ 酶和细胞固定化方法 1、物理吸附法 2、包埋法 3、化学结合法 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 类型 优点 不足 直接使用酶 催化效率高，低耗能、低污染等 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 固定化酶 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 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 固定化细胞 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 直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点 实训三 固定化酵母细胞制备果葡糖浆 一、实训目的 1. 掌握酵母细胞固定化的方法。 2. 掌握蔗糖酶催化制备果葡糖浆的原理及还原糖的定性检测法。 3. 掌握固定化细胞与固定化酶的催化特点。 二、果葡糖浆制备原理 酵母细胞中富含蔗糖酶，蔗糖酶能将蔗糖转化成果糖和葡萄糖，葡萄糖和果糖同为六碳单糖，分子式为C6H12O6，但化学结构不同，前者为醛糖，后者为酮糖。斐林试剂是新配制的Cu(OH)2溶液，它在加热条件下与醛基反应，被还原成砖红色的Cu2O沉淀，可用于鉴定可溶性还原糖的存在。 三、仪器和试剂 仪器： 三角瓶（1）、注射器（1）、试管（2）、水浴锅。 试剂： 1、海藻酸钠50克； 2、活性酵母100克； 3、 10％蔗糖液：称取100克蔗糖用水定容至1000毫升； 4. 斐林甲、乙液：各50ml。 5、4％氯化钙溶液（180克氯化钙溶于4320克水中） 四、实训步骤 l、称取海藻酸钠0.5克加入50毫升水中（250mL烧杯中），微火加热溶解后冷却到30℃左右（不烫手即可），将预先准备好的0.5克活性酵母的悬液（加2~3mL水混匀于小烧杯中）加入混匀。 然后用注射器吸取，让其慢慢滴入4％氯化钙溶液中（150毫升），制成直径2－3毫米的球形固定化酵母。刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。 将此固定化酵母装入三角瓶中，加入10％的蔗糖液30毫升。经固定化酵母水解30~40分钟，其成分为葡萄糖和果糖的混合液。 四、实训步骤 2、蔗糖酶的检测 吸取斐林甲、乙液各1毫升于干燥试管中，加入水解液1毫升，沸水中保温，观察颜色反应。有氧化亚铜沉淀的则说明蔗糖已被水解，酵母中有蔗糖酶的存在。 空白以10％蔗糖液做对照，其它同上。 斐林试剂： 斐林试剂甲：NaOH溶液，其浓度为0.1g/ml。 斐林试剂乙：CuSO4溶液，其浓度为0.05g/ml。 斐林试剂是新配制的Cu(OH)2溶液，它在加热条件下与醛基反应，被还原成砖红色的Cu2O沉淀，可用于鉴定可溶性还原糖的存在。用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时，溶液的颜色变化过程为：浅蓝色→棕色→砖红色（沉淀）。 思考题： 1、细胞和酶的固定化有哪些方法？本实训中固定化酵母细胞属何种方法？ 2、有哪些方法可以终止酶的催化反应？ 3、固定化细胞催化有何特点？