课题酵母细胞的固定化

1、课题课题3 3 酵母细胞的固定化酵母细胞的固定化阅读课题背景，说出酶应用过程中阅读课题背景，说出酶应用过程中的的问题问题与与设想设想？一一 基础知识基础知识（一）（一） 固定化酶的应用实例固定化酶的应用实例（1 1）高果糖浆的生产原理：）高果糖浆的生产原理：葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶果糖果糖葡萄糖葡萄糖生产高果糖浆生产高果糖浆(2)(2)葡萄糖异构酶固定：葡萄糖异构酶固定：(3)(3)高果糖浆的生产操作：高果糖浆的生产操作：将将葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶固定固定在颗粒状载体上，装入反在颗粒状载体上，装入反应柱中。应柱中。 从反应柱上端注入葡从反应柱上端注入葡萄糖溶液，从下端流出果萄糖溶液，从下端流

2、出果糖溶液，一个反应柱可连糖溶液，一个反应柱可连续使用半年。续使用半年。 （二）固定化细胞技术（二）固定化细胞技术1.1.将酶或细胞固定化的方法将酶或细胞固定化的方法将将细胞细胞（或酶）（或酶）包埋在细微网格里包埋在细微网格里将将酶酶（或细胞）（或细胞）相互连接起来相互连接起来将将酶酶（或细胞）（或细胞）吸附在载体表面上吸附在载体表面上包埋法包埋法化学结合法化学结合法吸附法吸附法思考思考将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的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，应当固定发酵过程变为连续的酶反应，应当固定（酶、细胞）；若将蛋白质变成氨基酸，（酶、细胞）；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定（酶、

3、细胞）。应当固定（酶、细胞）。2. 2. 固定化细胞的材料：固定化细胞的材料： 固定化细胞时应当选用固定化细胞时应当选用不溶于水不溶于水的的 多孔性载体多孔性载体材料，如明胶、琼脂糖、海藻材料，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等让处于让处于休眠状态休眠状态的微生物重新恢复的微生物重新恢复正常生正常生活状态活状态的过程。的过程。1. 1. 制备固定化酵母细胞制备固定化酵母细胞（1 1）酵母细胞的活化：）酵母细胞的活化：1g1g干酵母干酵母10ml10ml蒸馏水蒸馏水50ml50ml烧杯烧杯搅拌均匀搅拌均匀放置放置1h1h，使之，使之活化活化。二二 实

4、验操作实验操作（2 2）配制）配制caclcacl2 2溶液：溶液： 0.83gcacl0.83gcacl2 2150ml150ml蒸馏水蒸馏水 200ml200ml烧杯烧杯溶解备用。溶解备用。防止海藻酸钠焦糊防止海藻酸钠焦糊（3 3）配制海藻酸钠溶液：）配制海藻酸钠溶液：0.7g0.7g海藻酸海藻酸10ml10ml水水50ml50ml烧杯烧杯酒精灯酒精灯微火（或间微火（或间断）加热断）加热，并，并不断搅拌不断搅拌，使之溶化，使之溶化蒸馏水定容到蒸馏水定容到10ml10ml。(4)(4)海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将溶化的海藻酸钠溶液将溶化的海藻酸钠溶液冷却冷却

5、至室温，加入活化酵至室温，加入活化酵母细胞液，搅拌后吸入到注射器中。母细胞液，搅拌后吸入到注射器中。防止高温杀死酵母细胞防止高温杀死酵母细胞（5 5）固定化酵母细胞：）固定化酵母细胞：以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到滴加到caclcacl2 2溶液中，形成凝胶珠状颗粒。溶液中，形成凝胶珠状颗粒。原理？原理？2.2.用固定化酵母细胞发酵用固定化酵母细胞发酵（6 6）冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲）冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗洗2 23 3次。次。（7 7）发酵：）发酵：150ml10150ml10葡萄糖固定化酵母细胞葡萄糖固定化酵母细胞2

6、00ml200ml锥形瓶锥形瓶密封密封2525发酵发酵24h24h。发酵过程中锥形瓶为什么要密封？发酵过程中锥形瓶为什么要密封？锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作吗？需要无菌操作吗？酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。酵母菌进行无氧呼吸产生的。酵母菌进行无氧呼吸产生的。需要。需要。例例1 1下列有关固定化技术的叙述，正确的是下列有关固定化技术的叙述，正确的是（ ）a. a. 固定化酶只是在细胞内才能发挥作用固定化酶只是在细胞内才能发挥作用

7、b. b. 固定化酶能提高酶的利用率固定化酶能提高酶的利用率c. c. 酶的固定是酶分离纯化的常用方法酶的固定是酶分离纯化的常用方法d.d.固定化酶的固定化方式就是吸附在固体表面上固定化酶的固定化方式就是吸附在固体表面上例例2. 2. 关于固定化细胞的叙述，正确的是（关于固定化细胞的叙述，正确的是（ ）a. a. 催化效率高，低耗能、低污染催化效率高，低耗能、低污染b. b. 对环境的条件非常敏感，容易失活对环境的条件非常敏感，容易失活c. c. 既能与反应物充分接触，又能与产物分离既能与反应物充分接触，又能与产物分离d. d. 成本低、操作简单，但反应效果可能很低成本低、操作简单，但反应效果可能很低例例3 3固定化酶的优点是固定化酶的优点是a a有利于增加酶的活性有利于增加酶的活性 b b有利于产物的纯化有利于产物的纯化c c有利于提高反应速度有利于提高