酵母细胞的固定化定.ppt

〖思考〗1、发酵过程中锥形瓶为什么要密封？酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。〖思考〗2、锥形瓶中的气泡和酒精是怎么形成的？酵母菌进行无氧呼吸产生的第32页,共33页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第33页,共33页，星期六，2024年，5月429572439gao一、课题背景阅读课题背景并思考：1、直接使用酶制剂在应用中各有什么优、缺点？如何解决使用酶制剂时的缺陷？2、固定化酶技术在应用中各有什么优、缺点？如何解决使用固定化酶技术在应用时的缺陷？3、固定化细胞在应用中各有什么优、缺点？第2页,共33页，星期六，2024年，5月1、直接使用酶制剂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）缺点催化效率高、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？第3页,共33页，星期六，2024年，5月1、直接使用酶制剂（3）解决方案固定化酶技术第4页,共33页，星期六，2024年，5月2、固定化酶（1）含义：将酶固定在不溶于水的载体上。（3）优点：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。（4）缺点：一种酶只能催化一种化学反应，而在实际生产中，很多产物的形成是通过一系列的酶促反应才能得到。（5）解决方案：固定化细胞技术（2）实例：利用固定化酶技术生产“高果糖浆”。第5页,共33页，星期六，2024年，5月固定化酶的应用实例：生产高果糖浆1、什么是高果糖浆？使用它有何好处？高果糖浆是果糖含量为42%左右的糖浆。作为蔗糖的替代品，高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病，对人的健康有利。再思考：果糖属于什么糖?果糖是一种：单糖分子式：C6H12O6第6页,共33页，星期六，2024年，5月2、生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什么？这种酶有何特点？直接使用酶时有什么缺点？生产高果糖浆需要：作用：特点：直接使用酶时的缺点：葡萄糖异构酶酶稳定性好，可持续发挥作用将葡萄糖转化为果糖酶溶于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，造成很大的浪费。如何改进？第7页,共33页，星期六，2024年，5月3、改进：固定化酶技术4、具体做法：5、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品质。第8页,共33页，星期六，2024年，5月3、固定化细胞（1）含义：将细胞固定在一定空间内的技术。（2）优点：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（3）缺点：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，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。但相对较为完善。第9页,共33页，星期六，2024年，5月二、酶和细胞固定化方法(看课本P50）思考：固定化酶或固定化细胞指什么？可以采取哪些方法进行固定？各有什么利弊？①物理吸附法②包埋法③化学结合法1、固定化酶或固定化细胞：指利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。2、方法：第10页,共33页，星期六，2024年，5月将酶（或细胞）包埋在细微网格里将酶（或细胞）相互结合，或将其结合到载体上。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固定化酶或固定化细胞采取的方法第11页,共33页，星期六，2024年，5月【比较】酶和细胞的固定方法和特点酶分子很小，容易从包埋材料中漏出。细胞体积大，难以被吸附或结合。第12页,共33页，星期六，2024年，5月〖思考1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？〖思考2〗将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应，应当固定（酶、细胞）。吸附法。第13页,共33页，星期六，2024年，5月三、实验操作：包埋法固定细胞明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。1、包埋法固定细胞：即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中。2、包埋时常用的载体包括：第14页,共33页，星期六，2024年，5月海藻酸钠：一种天然多糖，是由海带中提取的天然多糖碳水化合物，可作为食用的食品添加剂，也可作为支架材料用于医学用途，其温和的溶胶凝胶过程、良好的生物相容性使其适于作为释放或包埋药物。第15页,共33页，星期六，2024年，5月三、实验操作（一）制备固定化酵母细胞（二）用固定化酵母细胞发酵