2018_2019高中生物第2章酶技术2.4固定化酶的制备和应用课件北师大版选修1.ppt

3.直接使用酶和固定化酶催化的比较 题型一 题型二 题型三 固定化酶的特点 【例题1】 下列关于固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法,错误的是(　　) A.固定化酶生物活性强,可长久使用 B.一般酶制剂应用后和产物混在一起,产物的纯度不高 C.一般酶制剂参加反应后不能重复利用 D.固定化酶可以反复利用,降低生产成本 解析:固定化酶与一般酶制剂相比,在活性上差别不大,固定化酶的成分也是蛋白质,蛋白质经过一定的时间后会变性失活,所以固定化酶不可长久使用。 答案:A 题型一 题型二 题型三 固定化酶的应用 【例题2】 下列关于固定化酶的应用的叙述,错误的是 (　　) A.乳糖酶主要用做乳制品的助消化处理剂 B.在固定化酶应用方面,固定化酶比游离酶稳定性好 C.固定化酶在工业上颇受重视 D.霉菌乳糖酶适用于碱性乳清的水解 解析:霉菌乳糖酶适用于酸性乳清的水解。 答案:D -*- 目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 随堂演练 随堂演练 随堂演练 随堂演练 随堂演练 1.简述固定化酶的作用和原理。 2.尝试制备和应用固定化酶。 一 二 三 一、固定化酶的制备 1.固定化酶 固定化酶又叫固相化酶,是指固定在载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。酶的固定化过程是通过化学或物理的手段,将酶束缚在一定的区间内,固定酶分子在此区间内进行催化作用。 一 二 三 2.固定化酶的制备 (1)制备方法 固定化方法由酶的性质和载体特性所决定,主要包括吸附法、 载体偶联法、交联法和包埋法。凝胶包埋法是常见的方法之一。 (2)实验原理 将酶与凝胶混合,酶即包埋在凝胶内部的微孔中,这样酶分子被“网”在凝胶内部不易泄露,而底物和产物易通过凝胶孔与酶接触,从而达到将酶固定的目的。 (3)实验步骤 乳糖酶的溶解→聚合→漂洗。 一 二 三 3.乳糖酶的固定化 固定化的乳糖酶不仅对酸、碱耐受力增强,而且热稳定性大大提高,同时可以反复使用,缩短了生产周期,使成本显著降低,体现了固定化酶的优越性。 一 二 三 二、固定化乳糖酶的应用 1.乳糖酶的应用 乳糖酶主要用做乳制品的助消化处理剂。用乳糖酶分解乳糖,可以提高牛奶的可消化性。由于乳糖溶解度较低,用乳糖酶处理乳制品,可以避免乳糖在乳制品中结晶并增加了甜度,改善乳制品的外观和口感。 2.检测牛奶中乳糖的分解 (1)实验原理 乳糖酶可以将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖,还原糖可和斐林试剂反应产生砖红色化合物,根据化合物颜色的深浅变化,可以了解乳糖酶的作用活性。 (2)实验步骤 鲜牛奶处理→加酶分解→检测乳糖的分解→固定化酶的回收。 一 二 三 思考： 固定化酶回收时需用体积分数为0.05%的双氧水洗涤,其目的是什么? 提示:防止固定化酶被微生物污染。 一 二 三 三、游离酶与固定化酶的比较 通常情况下酶都是在水溶液中与底物进行反应,因此酶在反应系统中是与底物、产物混合在一起的,反应结束后,即使酶仍有较高活力,也很难再回收利用。另外,在水溶液中起作用的酶也给产物的进一步分离纯化带来了困难。固定化酶与游离酶相比不但稳定性好,而且与底物和产物容易分离。 1.固定化酶的特点 固定化酶活性稳定,可以反复多次使用。在生产中,固定化酶能与反应液相互分开,不与产品混合,制品较易纯化,在大规模生产时所需工艺设备简单易行。应用固定化酶,工业生产可以实现大批量、连续化、自动化,极大地降低生产成本。固定化酶技术的应用,大大提高了酶在生产上的利用率。 但在固定化酶制备时,需要制备纯净的酶,稍有不慎,酶就会失活。 2.固定化酶的实例——木瓜蛋白酶的固定化 在啤酒生产过程中,刚酿制的啤酒往往因含有少量的蛋白质而显得浑浊。如果加入木瓜蛋白酶,可以使蛋白质水解成氨基酸,供酵母菌增殖所需,从而缩短发酵时间,提高啤酒产量,使酒质澄清醇和。 将尼龙布浸入含等量CaCl2溶液和甲醇溶液的烧杯中,室温下放置10 s左右,并轻轻搅拌至尼龙布发黏。取出后用水冲洗,并用吸水纸吸干。将尼龙布放入盐酸中,室温下水解45 min,用蒸馏水洗至pH中性。再将尼龙布放入戊二醛溶液中,室温下浸泡20 min。取出后用磷酸缓冲液(pH为7.8)反复洗去多余的戊二醛,吸干后立即放入木瓜蛋白酶溶液中,4 ℃下固定3.5 h。取出尼龙布后用NaCl溶液洗去多余的蛋白酶,即得到尼龙固定化酶。为防止改变酶的电荷,操作过程中不能使用金属镊子。 -*- 目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 随堂演练 随堂演练 随堂演练 随堂演练 随堂演练