4.3《酵母细胞的固定化》.ppt

1、课题3 酵母细胞的固定化,课题背景,实际问题： 对条件非常敏感，容易失活； 溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。,酶,优点：催化效率高、低能耗、低污染等。大规模地应用于食品、化工、轻纺、医药等各个领域。,固定化酶,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得到的。,设想：将酶固定在不溶于水的载体上。,优点：使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。,设想：酶是由细胞合成的，能否将合成酶的细胞直接固定。,优点：成本更低，操作更容易。,固定化细胞,高果糖

2、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，对人的健康更有益。,生产高果糖浆需要葡萄糖异构酶；其作用是将葡萄糖转化为果糖；这种酶稳定性好，可持续发挥作用。,固定化酶技术。即将酶固定在一定空间内的技术（如固定在不溶于水的载体上）,问题1：什么是高果糖浆？与蔗糖比有何优点？（食品生产为什么偏向用果糖不用蔗糖？）,问题2：解决酶应用中不足的技术及方法是？,问题3：生产高果糖浆需什么酶？作用是什么？这种酶有何特点？,（一）固定化酶的应用实例,一.基础知识,固定化酶技术生产高果糖浆生产流程,葡萄糖异构酶,使用固定化酶技术，将葡萄糖异构酶固定在

3、一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应液却可以自由出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触转化成果糖，从反应柱的下端流出。,问题4：高果糖浆生产过程？,问题5：这种方法的优点是什么？,（1）使酶既能与反应物接触，又能与产物分离； （2）固定在载体上的酶可以被反复利用。 反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高果糖的产量和质量。,（二）固定化细胞技术,1.酵母细胞的活化,（一）制备固定化酵母细胞,选用的干酵母要具有较强的活性，而且物种单一； 在缺水状态

4、下，微生物处于休眠状态。注意水的用量。,二.实验操作,2.配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液,勿用自来水溶解，以防自来水中各种离子影响实验结果。,3.配制海藻酸钠溶液,海藻酸钠的浓度涉及到固定化细胞的质量。 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目少，影响实验效果。,4.海藻酸钠溶液与酵母细胞混合,溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温，否则会因温度过高杀死酵母菌。搅拌要彻底充分，使两者混合均匀，以免影响实验结果的观察。,5.固定化酵母细胞,可利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠，用作对照。 海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，需稳定30min左右。,（一）观察凝胶珠的颜色和形状,三.结果分析与评价,如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少； 如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的