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1、酶的應用------酵母細胞的固定化(一)固定化細胞技術(shù)1.將酶或細胞固定化的方法細胞固定化常用包埋法酶固定化常用化學結(jié)合法或吸附法包埋法化學結(jié)合法吸附法原因細胞個大,而酶很小,個大的細胞難以被吸附或結(jié)合;而個小的酶容易從包埋材料中漏出2.固定化酶和固定化細胞的聯(lián)系與區(qū)別聯(lián)系:區(qū)別:固定化細胞對酶活性影響更?。还潭ǖ氖且幌盗忻改苓M行系列反應;由于大分子難以通過細胞膜,固定化細胞應用有一定的限制。技術(shù)操作容易,成本低,易回收;都能反復利用,都能催化某些反應4、思考:直接使用酶、固定化酶與固定化細胞各有什么優(yōu)缺點?類型優(yōu)點不足直接使用
2、酶催化效率高,低耗能、低污染等。對環(huán)境條件非常敏感,易失活;溶液中的酶難回收,不能再次利用,生產(chǎn)成本高;反應后酶會混在產(chǎn)物中,可能影響產(chǎn)品質(zhì)量、純度。固定化酶酶既能與反應物接觸,又能與產(chǎn)物分離,固定在載體上的酶可以反復利用。一種酶只能催化一種化學反應,而在生產(chǎn)實踐中,很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的酶促反應才能得到的。固定化細胞成本更低,操作更容易。可進行系列反應固定后細胞內(nèi)的酶與反應物不容易接近,可能導致反應效果下降等。5.固定化酶和固定化細胞常用的載體材料明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等其共同的特點是不溶于水的多孔
3、性載體(二)實驗操作—-酵母細胞的固定化技術(shù)1、酵母細胞的活化取1g干酵母,放入50ml的小燒杯中,加入蒸餾水10ml,用玻璃棒攪拌,使酵母細胞混合均勻,成糊狀,放置1h左右使其活化1、所用容器要大一些;防止活化液溢出容器外。2、要保證酵母菌的活性;3、物種要單一;4、注意水的用量。活化操作注意點:2、配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液稱取無水Cacl20.83g。放入200mL的燒杯中,加入150mL的蒸餾水,使其充分溶解,待用。3、配制海藻酸鈉溶液操作:稱取0.7g海藻酸鈉,放入50mL小燒杯中.加人10mL
4、水,用酒精燈加熱,邊加熱邊攪拌,將海藻酸鈉調(diào)成糊狀,直至完全溶化,用蒸餾水定容至10mL。注意,加熱時要用小火,或者間斷加熱,反復幾次,直到海藻酸鈉溶化為止防止焦糊應當注意什么問題?加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán),涉及到實驗的成敗,一定要按照教材的提示進行操作。海藻酸鈉的濃度涉及到固定化細胞的質(zhì)量。如果海藻酸鈉濃度過高,成的凝膠珠不是圓形,將很難形成凝膠珠;如果濃度過低,凝膠珠顏色過淺、呈白色,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。4、海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫,加人已活化的醉
5、母細胞,進行充分攪拌,使其混臺均勻,再轉(zhuǎn)移至注射器中。為什么海藻酸鈉溶液要冷卻?5、固定化酵母細胞以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的Cacl2溶液中,觀察液滴在Cacl2溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在Cacl2溶液中浸泡30min左右。檢驗凝膠珠的質(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。CaCl2溶液中浸泡一段時間,有利于形成穩(wěn)定的
6、結(jié)構(gòu)(三)用固定化細胞發(fā)酵1、將固定好的酵母細胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2-3次。2、將150mL質(zhì)量分數(shù)為10%的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移到200mL的錐形瓶中,再加入固定好的酵母細胞,置于25℃下發(fā)酵24h。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。