酵母细胞的固定化

在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，说明酶制剂使用有很多优点。催化效率高、低能耗、低污染等。不足：容易失活不能再次利用酶混在产物中影响产品质量设想：将酶固定在不溶于水的载体上固定化酶直接使用酶固定化酶不足：设想：一种酶只能催化一种化学反应生产实践中，很多产物需要一系列酶促反应才能得到酶来自细胞，能否将合成酶的细胞直接固定？固定化细胞优点：酶既能和反应物接触，又能与产物分离可以被反复利用课题3酵母细胞的固定化一、基础知识（一）固定化酶的应用实例——生产高果糖浆高果糖浆是指果糖含量为42%左右的糖浆。葡萄糖异构酶果糖葡萄糖果糖反应柱固定化酶分布着小孔的筛板葡萄糖特点：反应柱连续使用半年，大大降低生产成本。＊固定化酶能够重复使用，但不是永久使用使用固定化酶技术生产高果糖浆一、基础知识（一）固定化细胞技术1、概念固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或者化学方法将酶或细胞固定在一定空间的技术。②化学结合法③物理吸附法①包埋法2、固定方法包埋在细微网格中相互连接起来吸附在载体表面上酶和细胞的固定是否都适宜采取此三种方法？固定对象酶细胞适宜固定法原因化学结合法物理吸附法包埋法酶分子很小，容易从包埋材料中漏出。不能用细胞体积大，难以被吸附或结合。3、比较酶和细胞的固定方法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？固定化细胞是一系列酶固定化细胞技术固定化酶技术固定化细胞4、思考大分子物质难以自由通过细胞膜，因此固定化细胞技术一般作用于小分子物质。常用包埋载体有：明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。明胶聚丙烯酰胺5、包埋法常用的载体材料二、实验操作（二）用固定化酵母细胞发酵酵母细胞的活化配制饱和CaCl2溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞蒸馏水冲洗固定好的酵母细胞（凝胶珠）利用固定化的酵母细胞进行酒精发酵二、实验操作（一）制备固定化酵母细胞1g干酵母＋10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌均匀→放置1h，使之活化。操作提示酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。缺水，处于休眠状态让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。1、酵母细胞的活化：2、2溶液：CaCl2溶液浓度过大，凝胶珠硬度大，易开裂；浓度过小，不易形成凝胶珠。注意：CaCl2溶液的作用：使胶体聚沉，形成结构稳定的凝胶珠。二、实验操作（一）制备固定化酵母细胞2＋150mL蒸馏水→200mL烧杯→充分溶解备用防止自来水中各种离子影响实验结果3、配制海藻酸钠溶液小火或间断加热，并不断搅拌浓度过高，将很难形成圆形或椭圆形凝胶珠；—实验成败的关键步骤浓度过低，凝胶珠包埋的酵母细胞数量较少，凝胶珠颜色过浅，呈白色。防止海藻酸钠发生焦糊二、实验操作（一）制备固定化酵母细胞4、海藻酸钠溶液和酵母细胞混合将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入以活化的酵母细胞，进行充分搅拌，再转移至注射器中以免海藻酸钠溶液温度过高杀死酵母菌二、实验操作（一）制备固定化酵母细胞操作提示速度一定要恒定且缓慢，以便形成均匀的圆形或椭圆形的凝胶珠。以便凝胶珠形成稳定的结构距离液面15—30cm。过近：凝胶珠会带尾巴；过高：CaCl2溶液溅出。以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中，形成凝胶珠状颗粒。在CaCl2溶液中浸泡30min左右。5、固定化酵母细胞二、实验操作（一）制备固定化酵母细胞检测凝胶珠制作是否合格方法：2机械法：（1）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。（2）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。1目测法：合格的凝胶珠应该是淡黄色，圆形或椭圆形。1将固定化酵母细胞（凝胶珠）用蒸馏水冲洗2－3次。质量分数为10％的葡萄糖溶液转移至200ml的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于25°C下发酵24h既可以作为发酵底物，