酵母細胞的固定化(公開課)

酵母細胞的固定化2021/10/101在食品、化工、輕紡、醫(yī)藥等領(lǐng)域大規(guī)模使用酶制劑，說明酶制劑使用有很多優(yōu)點，你能舉出一些嗎？催化效率高、低能耗、低污染等。生產(chǎn)中直接使用酶存在哪些問題？你知道嗎？2021/10/102酶制劑存在的缺陷：

1、通常對等條件非常敏感，容易失活；

2、溶液中的酶很難回收，不能被，提高了生產(chǎn)成本；

3、反應(yīng)后會混在產(chǎn)物中，可能。強酸、強堿、高溫和有機溶劑影響產(chǎn)品質(zhì)量再次利用2021/10/103

如果你是工程技術(shù)人員，領(lǐng)導(dǎo)要你解決這個問題，你怎么辦？固定化酶技術(shù)2021/10/104

閱讀P49獨立思考3分鐘后小組合作討論：1、解決酶應(yīng)用中存在問題的方法是？2、什么是高果糖漿？使用它有何好處？3、生產(chǎn)高果糖漿需要什么酶？其作用是什么？這種酶有何特點？4、介紹一下反應(yīng)柱及其優(yōu)點5、了解高果糖漿生產(chǎn)過程。6、這種方法的優(yōu)點是什么？（一）、固定化酶的應(yīng)用實例一、基礎(chǔ)知識2021/10/105一、基礎(chǔ)知識（一）固定化酶的應(yīng)用實例總結(jié)：固定化酶技術(shù)的優(yōu)點：使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；固定在載體上的酶可以被反復(fù)利用。2021/10/106

在生產(chǎn)實際中使用固定化酶技術(shù)有無不足?如有不足,怎么辦?有。一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實際中很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的酶促反應(yīng)才能進行，所以操作比較麻煩?？刹捎霉潭ɑ毎夹g(shù)。2021/10/107概念：利用物理或化學(xué)方法將酶或細胞固定在一定空間的技術(shù)。包埋法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法（二）固定化酶技術(shù)和固定化細胞技術(shù)固定化酶或者固定化細胞分別適用哪些方法？原因？適用于固定化酶適用于固定化細胞包埋法是指將微生物的細胞均勻包埋在不溶于水的多孔性載體中化學(xué)結(jié)合法是指將酶分子或細胞相互結(jié)合或?qū)⑵浣Y(jié)合到載體上物理吸附法是指將酶吸附到固體吸附劑的表面2021/10/108思考？

1．從操作角度來考慮，你認為固定化酶技術(shù)與固定化細胞技術(shù)哪一種方法更容易？哪一種方法對酶活性的影響更??？2．固定化細胞固定的是一種酶還是一系列酶？3．如果想將微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)該選擇哪種方法？4．如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，又應(yīng)該選擇哪種方法？固定化細胞固定化細胞固定的是一系列酶固定化細胞技術(shù)固定化酶技術(shù)固定化細胞2021/10/109規(guī)律總結(jié)：固定化酶酶的種類：一種所需條件：適宜的溫度，PH值固定化細胞酶的種類：多種所需條件：適宜的溫度，PH值，營養(yǎng)物質(zhì)2021/10/1010練習：1.使用固定化細胞的優(yōu)點是()。A.能催化大分子物質(zhì)的水解B.可催化一系列化學(xué)反應(yīng)C.與反應(yīng)物易接近D.有利于酶在細胞外發(fā)揮作用B2021/10/10112、研究認為，用固定化酶技術(shù)處理污染物是很有前途的。如將從大腸桿菌得到的磷酸三酯酶固定到尼龍膜上制成制劑，可以用來降解殘留在土壤中的有機磷農(nóng)藥，與用微生物降解相比，其作用不需要適宜的（）A、溫度B、PHC、水分D、營養(yǎng)D2021/10/10123.關(guān)于固定化酶的敘述不正確的是()。A．既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)物分離B．固定在載體上的酶可被反復(fù)利用C．可催化一系列反應(yīng)D．酶的活性和穩(wěn)定性受到限制C2021/10/1013二、實驗操作——酵母細胞的固定化用什么方法對酵母細胞的固定化？

包埋法常用哪些載體？思考：包埋法

明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等2021/10/1014三、實驗操作（一）制備固定化酵母細胞觀看視頻思考下列問題：（1）制備過程包括哪幾個步驟？（2）你認為哪個步驟的操作是最重要的一環(huán)？（3）各步驟應(yīng)當分別注意什么問題？2021/10/1015二、實驗操作——酵母細胞的固定化（1）酵母細胞的活化：〖思考1〗活化是指什么？方法？〖思考2〗在活化酵母的過程中要注意？1、酵母細胞活化時體積會變大，所用容器要大一些，防止活化液溢出；2、選用的干酵母有較強的活性且物種單一；2021/10/1016二、實驗操作——酵母細胞的固定化（1）酵母細胞的活化：（2）配制CaCl2溶液：2021/10/1017二、實驗操作——酵母細胞的固定化（1）酵母細胞的活化：（2）配制CaCl2溶液：

（3）配制海藻酸鈉溶液：是最重要的環(huán)節(jié)：如果海藻酸鈉濃度過高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞的數(shù)目少，影響實驗效果。注意事項：加熱時要用小火，或者間斷加熱（目的？）（濃度要適宜？）2021/10/1018二、實驗操作——酵母細胞的固定化（1）酵母細胞的活化：（2）配制CaCl2溶液：（3）配制海藻酸鈉溶液：（4）海藻酸鈉溶液與酵母細胞的混合：必須將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫才能與酵母細胞進行混合。為什么？攪拌的目的？2021/10/1019二、實驗操作——酵母細胞的固定化（1）酵母細胞的活化：（2）配制CaCl2溶液：（3）配制海藻酸鈉溶液：（4）海藻酸鈉溶液與酵母細胞的混合：（5）固定化酵母細胞：CaCl2溶液的作用？所形成的凝膠柱在CaCl2溶液中浸泡的目的？使膠體聚沉。形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)如何判斷固定化酵母細胞是否成功？---觀察凝膠珠的顏色和形狀若凝膠珠顏色過淺，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細胞數(shù)目較少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，需要再作嘗試2021/10/10202021/10/1021

檢驗?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，可以使用下列方法：一是用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓，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。二是在實驗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。

小技巧2021/10/1022三、實驗操作—用固定化酵母進行發(fā)酵〖思考〗發(fā)酵過程中錐形瓶為什么要密封？〖思考〗錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的？〖思考〗在利用固定化酶或固定化細胞進行工業(yè)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。酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生的。

需要。2021/10/1023這一階段成功與否呢？怎樣評價？觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液；利用固定的酵母細胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以看到產(chǎn)生了很多氣泡，同時會聞到酒味。還有其他方法嗎？2021/10/1024課堂總結(jié)1、酶更適合采用——————固定化，而細胞多采用——————固定化2、制定固定化酵母細胞的步驟：3、海藻酸鈉溶液濃度過高——————；過低，————————4、固定化酶固定的是——種酶，固定化細胞固定的是——酶2021/10/1025練習:1、制備固定化酵母細胞的過程中錯誤的是（）A、取干酵母，加入蒸餾水，使其活化B、配制海藻酸鈉時，加熱用大火，直到海藻酸鈉溶化為止C、將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的酵母細胞D、將凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右B2021/10/10262、下列關(guān)于酶和細胞的固定敘述不正確的是()。A．酶分子很小，易采用包埋法B．酶分子很小，易采用化學(xué)結(jié)合或物理吸附法固定的酶C．細胞個大，難被吸附或結(jié)合D．細胞易采用包埋法固定A2021/10/10273、固定化細胞對酶的活性影響最小，根本原因是()。A．避免了細胞破碎、酶的提取純化過程B．固定化細胞在多種酶促反應(yīng)中連續(xù)發(fā)揮作用C．促化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用D．細胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)中有效的發(fā)揮作用D2021/10/1028直接使用酶固定化酶固定化細胞酶的種類營養(yǎng)物質(zhì)催化反應(yīng)反應(yīng)底物優(yōu)點缺點一種或多種一種不需要不需