酵母細(xì)胞的固定化(ppt)

1、酵母細(xì)胞的固定化酵母細(xì)胞的固定化道縣二中道縣二中 陳圖順陳圖順 2010.2一、課題目標(biāo)一、課題目標(biāo) 1 1說出固定化酶和固定化細(xì)胞的作說出固定化酶和固定化細(xì)胞的作用和原理。用和原理。 2 2嘗試制備固定化酵母細(xì)胞，并利嘗試制備固定化酵母細(xì)胞，并利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵。用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵。二、課題重點(diǎn)與難點(diǎn)二、課題重點(diǎn)與難點(diǎn) 1 1課題重點(diǎn)：課題重點(diǎn)：制備固定化酵母細(xì)胞制備固定化酵母細(xì)胞。2 2課題難點(diǎn)：課題難點(diǎn)：制備固定化酵母細(xì)胞制備固定化酵母細(xì)胞。三、基礎(chǔ)知識(shí)分析三、基礎(chǔ)知識(shí)分析 （一）固定化酶的應(yīng)用實(shí)例（一）固定化酶的應(yīng)用實(shí)例知識(shí)要點(diǎn)：知識(shí)要點(diǎn)：1.1.利用固定化酶技術(shù)

2、生產(chǎn)高果糖漿的利用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的實(shí)例；實(shí)例；2.2.固定化酶的反應(yīng)柱示意圖；固定化酶的反應(yīng)柱示意圖；3.3.固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn)。固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn)。什么是固定化酶？什么是固定化酶？水溶性酶水溶性酶水不溶性載體水不溶性載體水不溶性酶水不溶性酶（固定化酶）（固定化酶）固定化技術(shù)固定化技術(shù)固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : 1.1.不溶于水，易于與產(chǎn)物分離；不溶于水，易于與產(chǎn)物分離； 2.2.可反復(fù)使用；可反復(fù)使用； 3.3.可連續(xù)化生產(chǎn)；可連續(xù)化生產(chǎn)； 4.4.穩(wěn)定性好。穩(wěn)定性好。 缺點(diǎn)缺點(diǎn): : 一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生一種酶只

3、能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的酶促反應(yīng)才能得到的。酶促反應(yīng)才能得到的。固定化過程中往往會(huì)固定化過程中往往會(huì)引起酶的失活引起酶的失活.（二）固定化細(xì)胞技術(shù)（二）固定化細(xì)胞技術(shù) 知識(shí)要點(diǎn)：知識(shí)要點(diǎn)： 1. 1.將酶或細(xì)胞固定化的方法；將酶或細(xì)胞固定化的方法； 2. 2.固定化酶和固定化細(xì)胞的聯(lián)系與固定化酶和固定化細(xì)胞的聯(lián)系與區(qū)別；區(qū)別； 3. 3.固定化酶和固定化細(xì)胞常用的載固定化酶和固定化細(xì)胞常用的載體材料。體材料。 將微生物細(xì)胞限制或定位于特定空間位將微生物細(xì)胞限制或定位于特定空間位置，即將微生物制成固定化細(xì)胞后，既能避置

4、，即將微生物制成固定化細(xì)胞后，既能避免復(fù)雜的細(xì)胞破碎、酶的提取和純化過程，免復(fù)雜的細(xì)胞破碎、酶的提取和純化過程，又能使酶的活性和穩(wěn)定性得到較大提高。固又能使酶的活性和穩(wěn)定性得到較大提高。固定后的微生物細(xì)胞可以作為固體催化劑在多定后的微生物細(xì)胞可以作為固體催化劑在多步酶促反應(yīng)中發(fā)揮連續(xù)催化作用，同時(shí)，催步酶促反應(yīng)中發(fā)揮連續(xù)催化作用，同時(shí)，催化反應(yīng)結(jié)束后又能被回收和重復(fù)利用?；磻?yīng)結(jié)束后又能被回收和重復(fù)利用。 固定化細(xì)胞技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)固定化細(xì)胞技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : 成本低，操作更容易。成本低，操作更容易。 缺點(diǎn)缺點(diǎn): : 固定后的酶或細(xì)胞與反應(yīng)物不容易固定后的酶或細(xì)胞與反應(yīng)物不容易接

5、近，可能導(dǎo)致反應(yīng)效果下降等。接近，可能導(dǎo)致反應(yīng)效果下降等。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) （一）酵母細(xì)胞的活化（一）酵母細(xì)胞的活化 在缺水的狀態(tài)下，微生物會(huì)處于休眠狀態(tài)。在缺水的狀態(tài)下，微生物會(huì)處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。酵母細(xì)胞所需要的活化時(shí)間較常的生活狀態(tài)。酵母細(xì)胞所需要的活化時(shí)間較短，一般需要短，一般需要0.50.51 h1 h，教師需要提前做好準(zhǔn)，教師需要提前做好準(zhǔn)備。此外，酵母細(xì)胞活化時(shí)體積會(huì)變大，因此備。此外，酵母細(xì)胞活化時(shí)體積會(huì)變大，因此活化前應(yīng)該選擇體積足夠大的容器，以避免酵活化前應(yīng)該選擇體積足夠大的容器

6、，以避免酵母細(xì)胞的活化液溢出容器外。母細(xì)胞的活化液溢出容器外。 （二）加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的（二）加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，涉及到實(shí)驗(yàn)的成敗，教師一定要提醒學(xué)生一環(huán)，涉及到實(shí)驗(yàn)的成敗，教師一定要提醒學(xué)生按照教材的提示進(jìn)行操作。海藻酸鈉的濃度涉及按照教材的提示進(jìn)行操作。海藻酸鈉的濃度涉及到固定化細(xì)胞的質(zhì)量。如果海藻酸鈉濃度過高，到固定化細(xì)胞的質(zhì)量。如果海藻酸鈉濃度過高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過低，形成的凝膠將很難形成凝膠珠；如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影響實(shí)驗(yàn)效果。珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影響實(shí)驗(yàn)效果。 （三）剛形成的凝膠珠應(yīng)在（三）剛形

7、成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2CaCl2溶液中溶液中浸泡一段時(shí)間，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。浸泡一段時(shí)間，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。 檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，可以使用下列檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，可以使用下列方法。方法。一一是用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌是用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌上用手?jǐn)D壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液上用手?jǐn)D壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功。體流出，就表明凝膠珠的制作成功。二二是在實(shí)是在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈驗(yàn)桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。五、結(jié)果分析與評(píng)價(jià)五

8、、結(jié)果分析與評(píng)價(jià) （一）觀察凝膠珠的顏色和形狀（一）觀察凝膠珠的顏色和形狀 如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。試。 （二）觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液（二）觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液 利用固定的酵母細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以利用固定的酵母細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以看到產(chǎn)生了很多氣泡，同時(shí)會(huì)聞到酒味?？吹疆a(chǎn)生了很多氣泡，同時(shí)會(huì)聞

9、到酒味。六、本課題知識(shí)小結(jié)六、本課題知識(shí)小結(jié) 練習(xí)練習(xí): :1.答：直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞催化的優(yōu)缺點(diǎn)如下答：直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞催化的優(yōu)缺點(diǎn)如下表所示表所示類型類型優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)不足不足直接直接使用酶使用酶催化效率高，低催化效率高，低耗能、低污染等。耗能、低污染等。對(duì)環(huán)境條件非常敏感，容易失活；溶液中對(duì)環(huán)境條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；反應(yīng)后酶會(huì)混在產(chǎn)物中，可能生產(chǎn)成本；反應(yīng)后酶會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。影響產(chǎn)品質(zhì)量。固定化酶固定化酶酶既能與反應(yīng)物酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時(shí)，物分離，同時(shí)，固定在載體上的固定在載體上的酶還可以被反復(fù)酶還可以被反復(fù)利用。利用。一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)