酵母细胞的固定化(竹菊书苑)课件.ppt

1、1向上教学课题目标课题目标:1、说出固定化酶和固定化细胞的原理；、说出固定化酶和固定化细胞的原理；2、尝试制备固定化酵母细胞，并利用固、尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。定化酵母细胞进行酒精发酵。课题重难点：制备固定化酵母细胞。课题重难点：制备固定化酵母细胞。2向上教学温故知新温故知新：1 1、洗衣粉中添加洗衣粉中添加_可以更可以更有效地清除顽渍。常用的酶制剂有有效地清除顽渍。常用的酶制剂有_ _ 四类四类。2 2、影响酶活性的因素有影响酶活性的因素有_、_和和_。酶制剂酶制剂蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶温度温度酸碱度酸碱度表面活性剂

2、表面活性剂3向上教学酶制剂的优点：酶制剂的优点：催化效率高、低耗能、低污染，催化效率高、低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个大规模地应用于食品、化工等各个领域。领域。4向上教学酶制剂存在的缺陷：酶制剂存在的缺陷：1 1、通常对、通常对强酸、强碱、高温和有强酸、强碱、高温和有机溶剂机溶剂等条件非常敏感，容易失活等条件非常敏感，容易失活 2 2、溶液中的酶很难回收，不能被、溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；再次利用，提高了生产成本；3 3、反应后会混在产物中，可能影、反应后会混在产物中，可能影响产品质量。响产品质量。5向上教学固定化酶技术和固定固定化酶技术和固定化细胞技

3、术化细胞技术 如果你是工程技术人员，你如果你是工程技术人员，你如何解决这个问题如何解决这个问题？6向上教学一、基础知识：一、基础知识：固定化酶的应用实例固定化酶的应用实例 1 1、生产高果糖浆的方法是什么？、生产高果糖浆的方法是什么？2 2、生产高果糖浆需要什么酶？其作用、生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什么？这种酶有何特点？是什么？这种酶有何特点？3 3、了解高果糖浆生产过程。、了解高果糖浆生产过程。4 4、这种方法的优点是什么？、这种方法的优点是什么？7向上教学1、生产高果糖浆的方法是？、生产高果糖浆的方法是？固定化酶技术。即将酶固定在一固定化酶技术。即将酶固定在一定空间内的技术（如固定在

4、不溶于定空间内的技术（如固定在不溶于水的载体上）。水的载体上）。8向上教学2、生产高果糖浆需要什么酶？其、生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什么？这种酶有何特点？作用是什么？这种酶有何特点？生产高果糖浆需要生产高果糖浆需要葡萄糖异构葡萄糖异构酶酶；其作用；其作用是将葡萄糖转化为果是将葡萄糖转化为果糖糖；这种酶；这种酶稳定性好，可持续发稳定性好，可持续发挥作用挥作用。9向上教学3 3、固定化酶技术生产高果糖浆的过程：、固定化酶技术生产高果糖浆的过程：10向上教学4、这种方法的优点是什么？、这种方法的优点是什么？固定化酶技术的优点：固定化酶技术的优点：（1）使酶既能与反应物接触，又能）使酶既能与反应

5、物接触，又能与产物分离；与产物分离；（2）固定在载体上的酶可以被反复）固定在载体上的酶可以被反复利用。利用。11向上教学 在生产实际中使用固定化酶技在生产实际中使用固定化酶技术的不足：术的不足：一种酶只能催化某一种或某一类的化学反应，一种酶只能催化某一种或某一类的化学反应，而在生产实际中很多产物的形成都通过而在生产实际中很多产物的形成都通过一系列一系列的酶促反应的酶促反应才能进行，所以操作比较麻烦。才能进行，所以操作比较麻烦。怎么办怎么办?可采用固定化细胞技术。可采用固定化细胞技术。12向上教学（二）、固定化细胞技术（二）、固定化细胞技术1、概念：、概念：利用物理或化学方法将细胞固定在利用物理

6、或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术。一定空间内的技术。细胞中含有细胞中含有一系列酶一系列酶，在细胞，在细胞正常生命活动的过程中，通过正常生命活动的过程中，通过代谢产生所需要的代谢产物。代谢产生所需要的代谢产物。13向上教学2.2.将酶或细胞固定化的方法将酶或细胞固定化的方法将酶（或细胞）包将酶（或细胞）包埋在细微网格里埋在细微网格里将酶（或细胞）将酶（或细胞）相互连接起来相互连接起来将酶（或细胞）吸将酶（或细胞）吸附在载体表面上附在载体表面上包埋法包埋法化学结合法化学结合法物理吸附法物理吸附法14向上教学酶适合采用化学结合和物理吸酶适合采用化学结合和物理吸附法固定附法固定细胞适合采用包埋法

7、固定细胞适合采用包埋法固定细胞个大，酶分子很小细胞个大，酶分子很小个体大的细胞难以被吸附或结合而个体大的细胞难以被吸附或结合而个小的酶容易从包埋的材料中漏出个小的酶容易从包埋的材料中漏出15向上教学3 3、固定化细胞常用的载体、固定化细胞常用的载体常用的不溶于水的多孔性载体有哪些？常用的不溶于水的多孔性载体有哪些？明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等维素、聚丙烯酰胺等 海藻酸钠海藻酸钠聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺16向上教学 从操作角度来考虑，你认为哪种方法更容易？从操作角度来考虑，你认为哪种方法更容易？哪一种方法对酶活性的影响更小？哪一种方法对酶活性的影响更

8、小？固定化细胞技术固定化细胞技术固定化细胞技术固定化细胞技术固定化酶技术和固定化细胞固定化酶技术和固定化细胞技术这两种方法技术这两种方法17向上教学活化是指让处于休眠状态的微生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。物重新恢复正常生活状态的过程。活化是指什么？活化是指什么？1.制备固定化酵母细胞制备固定化酵母细胞（1）酵母细胞的活化：）酵母细胞的活化：1g干酵母干酵母10mL蒸馏水蒸馏水50mL烧杯烧杯搅拌均匀搅拌均匀放置放置1h，使之活化。，使之活化。2.实验设计实验设计18向上教学（2）配制）配制CaCl2溶液：溶液：0.83gCaCl2150mL蒸馏水蒸馏水 200mL

9、烧杯烧杯溶解备用。溶解备用。19向上教学（3）配制海藻酸钠溶液：）配制海藻酸钠溶液：0.7g海藻酸海藻酸10mL水水50mL烧杯烧杯酒酒精灯微火（或间断）加热，并不断搅拌，精灯微火（或间断）加热，并不断搅拌，使之溶化使之溶化蒸馏水定容到蒸馏水定容到10mL。微火加热并不断搅拌的目的是什么？微火加热并不断搅拌的目的是什么？防止海藻酸钠焦糊。防止海藻酸钠焦糊。20向上教学(4)海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将溶化的海藻酸钠溶液将溶化的海藻酸钠溶液冷却至室冷却至室温温，加入活化酵母细胞液，搅拌后吸，加入活化酵母细胞液，搅拌后吸入到注射器中。入到注射器中。为什么要海藻酸钠

10、溶液冷却后才能加为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？入酵母细胞？防止高温杀死酵母细胞。防止高温杀死酵母细胞。21向上教学（5）固定化酵母细胞：）固定化酵母细胞：以恒定速度缓慢地将注射器中以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到的溶液滴加到CaCl2溶液中，形成溶液中，形成凝胶珠状颗粒。凝胶珠状颗粒。22向上教学 刚形成的凝胶珠应在刚形成的凝胶珠应在CaClCaCl2 2溶液中溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格，可以检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法：使用下列方法：一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实一是用镊子夹起一个凝胶珠放

11、在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功。作成功。二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。的凝胶珠是成功的。23向上教学这一阶段成功与否呢？怎样评价？这一阶段成功与否呢？怎样评价？观察凝胶珠的颜色和形状观察凝胶珠的颜色和形状:如果制作的凝胶珠如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白颜色过浅、呈白色色，说明海藻酸钠的浓度，说明海藻酸钠的浓度偏低偏低，固固定的酵母细胞数目定的酵母细胞数目较少较少；如果形成；如果形成的凝胶珠的凝胶珠不是圆形或椭圆形不是圆形或椭圆形，则说，则说明海藻酸钠的浓度明海藻酸钠的浓度偏高偏高，制作失败，制作失败，需要再作尝试。需要再作尝试。24向上教学（6）冲洗：将固定的酵母细胞凝）冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗胶珠用蒸馏水冲洗23次。次。（7）发酵：）发酵：150mL10葡萄糖固定化酵葡萄糖固定化酵母细胞母细胞200mL锥形瓶锥形瓶密封密封25发酵发酵24h。（二）（二）固定化酵母细胞的发酵固定化酵母细胞的发酵酵母细胞固酵母细胞固定化的视频定化的视频25向上教学