酵母细胞的固定化PPT课件

思考 通过课题背景分析 你有何体会 酶 优点 催化效率高 低耗能 低污染实际问题 对环境条件敏感 易失活 溶液中的酶很难收回 不能被再次利用 提高了生产成本 反应后酶混在产物中 如不去除 会影响产品的品质设想 将酶固定在不溶于水的载体上 固定化酶 优点 酶即能与反应物接触 又容易与反应物分离 同时 还可以反复利用实际问题 一种酶只能催化一种化学反应 而在生产实践中 很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能完成的设想 酶是细胞合成的 能否将合成酶的细胞直接固定 固定化细胞 成本低 操作更容易 1 课题3酵母细胞的固定化 2 学习目标 1 举例说明固定化技术的种类及应用 2 比较直接使用酶 固定化酶和固定化细胞的异同点 3 初步学会制备固定化酵母细胞并用其进行酒精发酵 3 自主预习 一 固定化酶的应用实例 生产高果糖浆1 生产高果糖浆的原理 葡萄糖果糖 葡萄糖异构酶 4 2 传统生产方法的优缺点 1 优点 好 能持续发挥作用 2 缺点 酶通常对强酸 强碱 高温和有机溶剂等条件非常 容易 稳定性 敏感 失活 5 溶液中的酶很难回收 不能 提高了生产成本 反应后会混在 中 可能影响产品质量 被再次利用 产物 6 3 使用固定化酶的生产原理 1 制备固定化酶 将葡萄糖异构酶固定在颗粒状的 上 2 制备固定化酶反应柱 将这些酶颗粒装入 中 柱子底端装上分布着许多小孔的筛板 3 酶与反应液分离的原理 无法通过筛板上的小孔 而 可以自由出入 载体 反应柱 酶颗粒 反应溶液 7 4 生产操作 1 将葡萄糖溶液从反应柱的 注入 2 使葡萄糖溶液流过反应柱 与 接触 3 转化成的果糖从反应柱的 流出 上端 固定化葡萄糖异构酶 下端 8 二 固定化酶和固定化细胞技术1 概念 利用 或 方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术 物理 化学 9 10 2 常用方法 包埋 细胞 化学结合 酶 物理吸附 酶 11 课堂讨论 1 从操作角度来考虑 你认为固定化酶技术与固定化细胞技术哪一种方法更容易 哪一种方法对酶活性的影响更小 2 固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶 3 如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应 应该选择哪种方法 4 如果反应物是大分子物质 又应该选择哪种方法 固定化细胞技术 因为固定化细胞保证了细胞的完整性 酶环境改变小 对其活性影响小 固定化细胞固定的是一系列酶 固定化细胞技术 固定化酶技术 12 一 直接使用酶 固定化酶和固定化细胞的比较 13 14 三 实验操作1 制备固定化酵母细胞 1 固定方法 2 常用载体 一些不溶于水的 载体 如 琼脂糖 醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等 包埋法 多孔性 明胶 海藻酸钠 15 三 固定化酵母细胞的制备及发酵 3 实验操作流程 酵母细胞的活化 称取干酵母放入小烧杯中 加入 使其活化 配制CaCl2溶液 称取无水CaCl2放入烧杯中 加入 使其充分溶解 蒸馏水 蒸馏水 16 配制海藻酸钠溶液 要用 加热的方法 影响实验成败的关键步骤 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 先将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至 再加入已活化的酵母细胞 固定化酵母细胞 将混合物滴在 溶液中形成凝胶珠 小火或间断 室温 CaCl2 17 2 用固定化酵母细胞发酵 将固定好的酵母细胞 凝胶珠 用 冲洗2 3次 将150mL质量分数为10 的 溶液转移到锥形瓶中 加入固定好的酵母细胞 凝胶珠 蒸馏水 葡萄糖 18 置于25 下发酵24h 发现有 产生 同时有酒味散发 气泡 19 3 实验结果 1 凝胶珠的颜色和形状 浅黄色的圆形或椭圆形 2 发酵现象 有 产生闻到有 气泡 酒味 20 21 配制海藻酸钠溶液为什么是固定化酵母细胞的关键 提示 因为如果海藻酸钠浓度过高 将很难形成凝胶珠 如果浓度过低 形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少 也会影响实验效果 22 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 检验凝胶珠的质量是否合格 可以使用下列方法 一是挤压法用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压 如果凝胶珠不容易破裂 没有液体流出 就表明凝胶珠的制作成功 二是摔打法在实验桌上用力摔打凝胶珠 如果凝胶珠很容易弹起 也能表明制备的凝胶珠是成功的 23 这一阶段成功与否呢 怎样评价 观察凝胶