生物工艺原理实验指导(学时)

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1、生物工艺原理实验指导西北民族大学生命科学与工程学院实验一固定化酵母细胞发酵啤酒实验【实验目的】1.了解固定化细胞技术的原理、方法和意义；2.掌握酵母细胞的固定化技术；3.掌握用固定化酵母细胞发酵啤酒的方法。生物工艺原理实验指导西北民族大学生命科学与工程学院实验一固定化酵母细胞发酵啤酒实验【实验目的】1.了解固定化细胞技术的原理、方法和意义；2.掌握酵母细胞的固定化技术；3.掌握用固定化酵母细胞发酵啤酒的方法。【实验原理】固定化技术：固定化酶和固定微生物细胞的原理是将酶或微生物细胞利用物理的或化学

2、的方法，使酶或细胞与水不溶性支持物(或称载体)相结合，保持酶和微生物的活性。由于酶和微生物细胞被固定在载体上，使得它们在反应结束后，可反复使用，也可贮存较长时间使酶和微生物活性不变。该项技术是近代工业微生物学上的重耍革新，展示着广阔的前景。完整细胞的固定化对于细胞内酶的利用有明显的优点，它保持了酶在细胞内环境中的稳定性，成本低，可以利用细胞内的复合酶系进行反应。包埋法是将微生物细胞均匀地包埋在水不溶性载体的紧密结构中，细胞不至漏出。由于在制备固定化细胞时，细胞和载休不起任何结合反应，细胞处于最佳

3、生理状态，因此，酶的稳定性高，活力耐久。由于固定化酵母细胞有凝胶作为屏障，可避免外界不利因素的影响，因此能迅速增殖，结果单位体积内的酵母数比通常液体培养的高，同时增殖酵母凝集在凝胶表面形成浓厚的菌体层，因此酵母能迅速与基质接触，所以能缩短周期，提高啤酒的产量。固定化技术生产啤酒可使固定化细胞重复使用；发酵后菌体与发酵液易于分离；后处理工艺简单，成本低；可连续发酵,过程自动化。而传统发酵法酵母细胞发酵一次即弃去。【试剂和器材】1•试剂菌种：安琪酵母。发酵培养基:100ml麦芽汁(或20%葡萄糖),

4、蛋白月东5g,配制100ml,盛在300mL三角瓶中，灭菌备用。固定化细胞材料(耍求无菌)：(1)5%海藻酸钠溶液加热助溶，灭菌后，冷至45°C备用。(2)50mL0.05mol/LCaCl2,灭菌冷却后备用。(3)0.9%无菌生理盐水,50mLo2.器材10ml注射针管、无菌玻璃棒、无菌封口膜封好的100mL三角瓶、300mL三角瓶、烧杯。【实验方法】1.固定化酵母细胞前期准备%1酵母细胞的活化称取lg干酵母，放入50niL的小烧杯中，加人蒸憾水10mL,用玻璃棒搅拌，使酵母细胞混合均匀成糊状

5、，放置lh左右，使其活化。%1配制0.05mol/L的CaCL溶液称取无水CaCl20.83go放人200mL的烧杯屮，加入150mL的蒸憾水，使其充分溶解，灭菌冷却后待用。%1配制5%海藻酸钠溶液称取0.5g海藻酸钠，放入50mL小烧杯屮•加人10mL蒸憎水，用酒精灯加热，边加热边搅拌，将海藻酸钠调成糊状，直至完全溶化，灭菌后，冷至45°C备用。1.酵母细胞固定化在海藻酸钠溶液中，加入2mL预热至35°C的酵母细胞活化液，混合均匀,以无菌滴管缓慢而稳定的加入CaCl2溶液,边滴加边搅拌，即可得

6、到直径约3mm左右的凝胶珠，在CaClz溶液屮钙化30min,即可使用。2.固定化酵母细胞发酵啤酒%1在无菌玻璃棒帮助下倒掉CaCl2,将固定好的酵母细胞（凝胶珠）用生理盐水冲洗2-3次。%1将20mL发酵培养基加入50mL锥形瓶中，并加入青霉索，再加入固定好的酵母细胞，置于28°C下发酵24-48h。%1检测你酿制的啤酒风味和品尝啤酒（若发酸或有其他异味,Nodrinking）。%1用刀片切开固定化酵母细胞颗粒观察。【注意事项】配制海藻酸钠溶液时注意加热时要用小火，或者间断加热，反复几次,直到

7、海藻酸钠溶化为止。实验二淀粉水解糖含量测定【实骑冃的】1•掌握工业生产中使用淀粉制葡萄糖的基本原理；2.学习和掌握淀粉水解的工艺流程及其测定方法。【实验原理】淀粉是由数目众多的脱水葡萄糖单位(C6H1005)n,经由糖昔键缩合而成的多糖。由淀粉质原料生产葡萄糖，很早以来人们就采用无机酸(通常为盐酸)作为催化剂，在高温高压条件下使淀粉发生水解反应，转变为葡萄糖。葡萄糖醛基在碱性溶液中可使高价铜还原成低价铜。当高价铜量固定时，被样品中葡萄糖还原后，剩下的高价铜可用标准葡萄糖溶液滴定借以定量样品中的葡

8、萄糖(实际为还原糖总和)。1•水解:淀粉包括淀粉、戊糖、半纤维素(主要指多聚戊糖)，用盐酸加水分解转化成还原糖。HC1(CeHwOs)n+nF^O11C6H12O62•中和：将余酸中和至pH6〜7,在碱性溶液中糖会分解，影响分析结果。3•当斐林氏甲、乙液混合时，生成Cu(OH)2沉淀。CuS04+2Na0H►NaSOt+Cu(OH)2JCu(OH)2再与酒石酸钠作用COONaHC-OH+Cu(0H)2COONaHC-O^^Cu+2HQCOOKCOOK糖液滴入后铜盐被还原成红色氧化亚铜沉淀CHOC