酵母细胞的固定化

1、课题5 酵母细胞的固定化1. 游离酶、固定化酶和固定化细胞的比较比较项目游离酶固定化酶固定化细胞与底物的接触面积充分接触部分接触催化反应催化某种酶促反应催化一系列的酶促反应催化效率最高较高回收与重复利用难可以固定方法无物理吸附法(吸附法)化学结合法(交联法)包埋法固定理由无酶分子小，容易从包埋材料中漏出细胞大，难以被吸附或结合(1) 物理吸附法(吸附法)是将酶吸附在载体表面的一种固定方法。特点是工艺简便且条件温和，应用广泛。实质是利用酶与载体之间的范德华力实现吸附。(2) 化学结合法(交联法)是利用酶与载体之间形成的共价键将酶进行固定的。2. 酵母细胞的固定化操作过程理论依据注意事项成功标记活

2、化酵母细胞新陈代谢旺盛的细胞自由水含量多适宜的水温，容器要足够大出现大量泡沫配制CaCl2溶液CaCl2溶于水搅拌充分溶解配制海藻酸钠溶液海藻酸钠难溶于水，固定需要适宜的浓度小火或间断加热，边加热边搅拌;定容没有焦糊，并完全溶化混合温度高会杀死活化的酵母菌;温度过低海藻酸钠溶液会凝固，不能与活化的酵母菌混合冷却至室温，再加入活化的酵母菌，充分搅拌，防止出现气泡没有气泡，液体状固定化酵母细胞海藻酸钠形成的凝胶能够固定酵母细胞恒定速率缓慢滴加到氯化钙溶液中，要在氯化钙溶液中固定30 min左右凝胶珠的颜色较深，一般为乳白色或黄色，形状为圆形或椭圆形。凝胶珠一般沉在氯化钙溶液的底部（1）活化:在缺水

3、状态下，微生物处于休眠状态。活化是指让处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过程。（2）用蒸馏水配制CaCl2溶液,而不用自来水。原因是防止自来水中各种离子影响实验结果。（3）CaCl2溶液的作用：使胶体聚沉，凝胶珠形成稳定的结构。（4）海藻酸钠的作用：包埋细胞。（5）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。（6）检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法。一是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。（7）如果制作的凝胶

4、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，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。3. 用固定化酵母细胞发酵（1）配制麦芽汁或葡萄糖溶液:注意浓度适宜，过高会造成固定的酵母细胞失水，甚至死亡。（2）葡萄糖的作用：既可以作为发酵底物，也作为酵母菌细胞的营养物质。（3）固定化酵母凝胶珠的处理:固定好的凝胶珠从氯化钙溶液取出后要用蒸馏水冲洗23次。洗去氯化钙溶液的目的是防止凝胶珠硬度过大，影响通透性。（4）发酵:开始时凝胶珠沉在发酵液的底部，一段时间后慢慢上浮且有气泡产生，发酵液有酒味。思考： 1.发酵过程中锥形瓶为什么要密封？ 2.锥形瓶中的气泡和酒精是怎么形成的？ 3.发酵时为什么要将温度控制在25？例题：为了探究啤酒酵母固定化的最佳条件，科研人员研究了氯化钙浓度对固定化酵母发酵性能的影响，结果如下图所示。请回答:(1) 与利用游离酵母生产啤酒相比，利用固定化酵母的优点有 。(2) 本实验结果表明，随氯化钙浓度增大，凝胶珠机械强度增大，完整率。(3) 结合发酵性能分析，制备凝胶珠适宜的氯化钙浓度为。当氯化钙浓度过高时，发酵液中的糖度升高，酒精度下降，发酵受到影响，原因是 。(4) 用海藻酸钠作载体包埋酵母