酵母细胞的固定化

.,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,.,课题3酵母细胞的固定化,.,【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。,.,【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,.,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,.,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,.,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,.,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,.,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,.,.,2.常用方法:,包埋,细胞,化学结合,酶,物理吸附,酶,.,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,.,一、直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较,.,.,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,.,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,.,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,.,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23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,.,置于25下发酵24h发现有_产生,同时有酒味散发,气泡,.,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,.,.,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。,.,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。,.,这一阶段成功与否呢？怎样评价？,观察