酵母细胞的固定化.ppt

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1、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.

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。①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②溶液中的酶很难回收,不能___________,提高了生产成本。③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

3、_____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。物理化学方法原理适用对象包埋法将

4、聚合物的单体与酶溶液混合，再借助于聚合助进剂(包括交联剂)的作用进行聚合，酶被包埋在聚合物中以达到固定化酶或细胞化学结合法酶蛋白的侧链基团和载体表面上的功能基团之间形成共价键而固定的方法酶物理吸附法通过氢键、疏水作用和π电子亲和力等物理作用，将酶固定于水不溶载体上。从而制成固定化酶酶2.常用方法:序号固定方法固定对象图例①_____法固定化_____②_________法固定化___③_________法固定化___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

5、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比较项目直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种类一种或几种一种一系列酶制作方法化学结合法物理吸附法包埋法是否需要营养物质否否是催化反应单一或多种单一一系列比较项目直接使用酶固定化酶固定化细胞反应底物各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)

6、小分子优点催化效率高、低耗能、低污染等被固定的酶可重复使用成本低,操作更容易,可以催化一系列化学反应缺点①酶不能回收利用,增加了生产成本②酶混在产物中影响产品质量一种酶只能催化一种化学反应固定后的细胞与反应物不容易接近,尤其是大分子物质,可能导致反应效率下降等三、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_

7、______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CaCl22.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2～3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

8、萄糖↓置于25℃下发酵2