4.3《酵母細(xì)胞的固定化》課件 古振宣.ppt

1、實(shí)驗(yàn)一 酵母細(xì)胞的固定化 及其酒精發(fā)酵試驗(yàn),食品專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn),2,（一）酵母菌酒精發(fā)酵 在無氧條件下，酵母菌利用葡萄糖或淀粉水解糖發(fā)酵產(chǎn)生乙醇和CO2的作用，稱為酒精發(fā)酵，總反應(yīng)式為： C6H12O62C2H5OH+2CO2 酒精發(fā)酵是生產(chǎn)酒精及各種酒類的基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)采用固定化酵母發(fā)酵，通過測定發(fā)酵過程中的酵母細(xì)胞數(shù)、生成的CO2量以及最終產(chǎn)物酒精的量，可以判斷固定化酵母的發(fā)酵能力。,二、實(shí)驗(yàn)原理,3,微生物細(xì)胞的固定化方法有： （1）吸附法， （2）包埋法， （3）化學(xué)結(jié)合法。,包埋法,4,（二）細(xì)胞固定化技術(shù) 固定化細(xì)胞就是被限制自由的細(xì)胞。即采用物理或化學(xué)的方法將細(xì)胞固定在載體上或限度在

2、一定的空間界限內(nèi)，但細(xì)胞仍保留催化活性并能反復(fù)或連續(xù)使用。,二、實(shí)驗(yàn)原理,游離細(xì)胞 固定化細(xì)胞,5,本實(shí)驗(yàn)采用凝膠包埋的固定化方法，把酵母細(xì)胞懸浮在海藻酸鈉溶液中，再滴加入CaCl2溶液，形成海藻酸鈣凝膠小球，細(xì)胞包埋在凝膠的小孔中，制成固定化細(xì)胞。,注意：已通過審查的學(xué)生設(shè)計(jì)方案， 可以按照自己設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行； 未通過的按實(shí)驗(yàn)講義操作。,6,三、實(shí)驗(yàn)器材,1. 酵母菌細(xì)胞：酒精活性干酵母。 2. 2.5%海藻酸鈉溶液40mL，2 % CaCl2溶液100mL。 3.培養(yǎng)基： 增殖培養(yǎng)基：濃度為130BX麥芽汁，以6N硫酸調(diào)節(jié)pH值至4.14.5。（每組100mL裝于250mL三角瓶， 1kg

3、/cm2，滅菌30min后備用） 發(fā)酵培養(yǎng)基：淀粉水解液，具體制備見實(shí)驗(yàn)步驟。 4. 培養(yǎng)箱、顯微鏡、蒸餾裝置及其他常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器,7,（二）干酵母活化 稱取2g活性酒精干酵母； 加入到2%、 50mL蔗糖溶液中； 在培養(yǎng)箱中32活化1h左右； 離心（3000r/min、10min），棄去上清液； 濕酵母備用。,四、實(shí)驗(yàn)方法,8,（三）固定化操作 將酵母濕細(xì)胞與40mL海藻酸鈉溶液混合均勻； 用注射器 （不用針頭）將海藻酸鈉酵母菌混合 液點(diǎn)滴滴入CaCl2溶液中，形成球狀顆粒； 常溫下靜置2h，使其充分固化； 濾出凝膠顆粒；用無菌水洗滌23遍，即得固定化 酵母細(xì)胞。,四、實(shí)驗(yàn)方法,9,（四）固定

4、化酵母的增殖 將固定化顆粒投入增殖培養(yǎng)基中進(jìn)行增殖， 28、120r/min下增殖24h。定時(shí)采用血球記數(shù)板測定酵母細(xì)胞數(shù)。,（五）固定化酵母的分批酒精發(fā)酵 將增殖后的固定化酵母顆粒，置于三角瓶發(fā)酵培養(yǎng)基中（安裝下圖），30進(jìn)行酒精發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間48h左右。定時(shí)記錄發(fā)酵液的糖度及細(xì)胞數(shù)的變化。,四、實(shí)驗(yàn)方法,10,（七）酒精度的測定 先裝好蒸餾裝置（參見下圖）；取酒精醪液l00mL，加蒸餾水l00mL，于500mL蒸餾瓶中蒸餾，取100mL餾分，用酒精比重計(jì)測量酒精濃度；同時(shí)測溫度，查表換算成20的酒精度。,四、實(shí)驗(yàn)方法,1.掌握微生物細(xì)胞的固定化方法；2.學(xué)習(xí)用固定化酵母進(jìn)行酒精發(fā)酵；3.進(jìn)

5、一步理解淀粉質(zhì)原料酒精發(fā)酵的原理 和一般工藝過程。,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?本實(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn) 已提前安排學(xué)生查閱資料、自行設(shè)計(jì)酶或細(xì)胞的固定化方法。大多數(shù)同學(xué)的設(shè)計(jì)方案較為可行，具體情況已反饋給大家了。,12,最令人感興趣的是固定化增殖細(xì)胞，因?yàn)槎鄶?shù)微生物代謝的產(chǎn)物與其生長相關(guān)。,微生物在固定化后以其生長狀態(tài)可分為3類： 固定化死細(xì)胞； 固定化活細(xì)胞（休眠狀態(tài)）； 固定化增殖細(xì)胞（生長狀態(tài)）。,13,四、實(shí)驗(yàn)方法,（一）淀粉的液化與糖化（雙酶法）, 調(diào)漿:以133.5的比例，將玉米粉（或玉米淀粉）用60左右的溫水調(diào)成粉漿500mL; 液化：加-淀粉酶（用量約為10u/g淀粉）；加熱至8590，保持3060 min，加熱煮沸10 min，補(bǔ)充水分。 糖化：將上述液化醪冷至6062，加入糖化酶，用量為80100u/g淀粉，維持30 min后分裝于500mL三角瓶，每瓶裝糖化醪250mL。 糖化醪質(zhì)量檢查：要求糖度1617BX，還原糖46%，酸度23。,14,（六）CO2生成量的測定 按右圖安裝測定裝置。培養(yǎng)前，揩干三角瓶外壁，置于天平上稱重，記下重量為W1；培養(yǎng)結(jié)束后，取出三角瓶輕輕搖動(dòng)，使CO2盡量逸出，在同一架天平上再稱重，記下重量為W2，則：,二氧化碳生成量 W1 W2,15,1.記錄定時(shí)測定的酵母細(xì)胞數(shù)；