酵母細(xì)胞固定化

酵母細(xì)胞的固定化

常用方法

操作缺陷酶包埋法酶分子一般相對較小，容易從大分子有機(jī)物網(wǎng)格中逸出；如果反應(yīng)物分子較大，則不易進(jìn)入網(wǎng)格中與酶接觸吸附法將酶吸附在不溶于水的載體上比較困難，同時酶也容易從載體上脫落交聯(lián)法需要改變酶的某些結(jié)構(gòu)（基團(tuán)），酶的催化作用受到一定程度的影響細(xì)胞包埋法處于中心的細(xì)胞容易缺氧而受到損害，同時，反應(yīng)原料不易進(jìn)入到這些細(xì)胞之中常用的固定化技術(shù)基礎(chǔ)知識：1．固定化酶的應(yīng)用實例――生產(chǎn)高果糖漿（1）高果糖漿的生產(chǎn)原理：葡萄糖異構(gòu)酶果糖葡萄糖（2）葡萄糖異構(gòu)酶固定：將葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒狀載體上，裝入反應(yīng)柱中。（3）高果糖漿的生產(chǎn)操作（識圖--反應(yīng)柱）：從反應(yīng)柱上端注入葡萄糖溶液，從下端流出果糖溶液，一個反應(yīng)柱可連續(xù)使用半年。

固定化酶的反應(yīng)柱示意圖【比較】酶和細(xì)胞的固定方法和特點2．固定化技術(shù)的方法：將酶和細(xì)胞固定化方法有包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。固定對象酶細(xì)胞適宜固定法化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法包埋法特

點體積小，固定一種酶。包埋法容易丟失體積大，固定一系列酶。難以化學(xué)結(jié)合和吸附〖思考1〗對固定酶的作用影響較小的固定方法是什么？〖思考2〗將谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過程變?yōu)檫B續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)固定（酶、細(xì)胞）；若將蛋白質(zhì)變成氨基酸，應(yīng)當(dāng)固定（酶、細(xì)胞）。吸附法。3．固定細(xì)胞的材料：固定細(xì)胞時應(yīng)當(dāng)選用不溶于水的多孔性載體材料，如明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等2．實驗設(shè)計1．制備固定化酵母細(xì)胞（1）酵母細(xì)胞的活化：1g干酵母＋10mL蒸餾水→50mL燒杯→攪拌均勻→放置1h，使之活化?！妓伎?〗活化是指什么？（2）配制CaCl2溶液：0.83gCaCl2＋150mL蒸餾水→200mL燒杯→溶解備用?；罨侵缸屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正常生活狀態(tài)的過程。（3）配制海藻酸鈉溶液：0.7g海藻酸＋10mL水→50mL燒杯→酒精燈微火（或間斷）加熱，并不斷攪拌，使之溶化→蒸餾水定容到10mL?！妓伎?〗微火加熱并不斷攪拌的目的是什么？（4）海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞的混合：將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入活化酵母細(xì)胞液，攪拌后吸入到注射器中。防止海藻酸鈉焦糊?！妓伎?〗為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細(xì)胞？（5）固定化酵母細(xì)胞：以恒定速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中，形成凝膠珠狀顆粒。防止高溫殺死酵母細(xì)胞。2．固定化酵母細(xì)胞的發(fā)酵（6）沖洗：將固定的酵母細(xì)胞凝膠珠用蒸餾水沖洗2～3次。（7）發(fā)酵：150mL10％葡萄糖＋固定化酵母細(xì)胞→200mL錘形瓶→密封→25℃發(fā)酵24h?！妓伎?〗發(fā)酵過程中錐形瓶為什么要密封？〖思考7〗錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的？〖思考8〗在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，需要無菌操作嗎？酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件。酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生的。需要。例1．下列有關(guān)固定化技術(shù)的敘述，正確的是（）A．固定化酶只是在細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用B．固定化酶能提高酶的利用率C．酶的固定是酶分離純化的常用方法D．固定化酶的固定化方式就是吸附在固體表面上。B例2．關(guān)于固定化細(xì)胞的敘述，正確的是A．催化效率高，低耗能、低污染B．對環(huán)境的條件非常敏感，容易失活C．既能與反應(yīng)物充分接觸，又能與產(chǎn)物分離D．成本低、操作簡單，但反應(yīng)效果可能很低(D)例3．溶解海藻酸鈉，最好采用

加熱的方法A．小火間斷B．小火持續(xù)

C．大火間斷D．大火持續(xù)A例4．關(guān)于酵母菌的敘述，正確的是A．酵母菌在營養(yǎng)物質(zhì)充足時、環(huán)境適宜時，依靠有性生殖進(jìn)行繁殖B．酵母菌的代謝類型時異養(yǎng)厭氧型C．酵母菌的生物膜系統(tǒng)包括細(xì)胞膜、核膜、各種的細(xì)胞器膜等膜D．用酵母菌釀酒時，應(yīng)先密封后通氣C例5．

將酵母菌的培養(yǎng)液由富氧狀態(tài)變?yōu)槿毖鯛顟B(tài)，下面加快的一項是A．CO2的釋放B．丙酮酸的氧化

C．葡萄糖的利用D．ATP的形成C例6．固定化酶的優(yōu)點是A．有利于增加酶的活性

B．有利于產(chǎn)物的純化C．有利于提高反應(yīng)速度

D．有利于酶發(fā)揮作用B例7．

下列不是用于包埋法固定化細(xì)胞的載體是A．瓊脂糖