4.3《酵母細(xì)胞的固定化》課件+++

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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)1（一）酵母菌酒精發(fā)酵在無(wú)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：C6H12O6→2C2H5OH+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(guò)測(cè)定發(fā)酵過(guò)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2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3（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

2、在載體上或限度在一定的空間界限內(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4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(guò)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(guò)的按實(shí)驗(yàn)講義操作。5三、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：①增殖培養(yǎng)基：濃度為130BX麥芽汁，以6N硫酸調(diào)節(jié)pH值至4.1~4.5。（每組100

3、mL裝于250mL三角瓶，1kg/cm2，滅菌30min后備用）②發(fā)酵培養(yǎng)基：淀粉水解液，具體制備見(jiàn)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6（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?jìng)溆?。四、?shí)驗(yàn)方法7（三）固定化操作①將酵母濕細(xì)胞與40mL海藻酸鈉溶液混合均勻；②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；③常溫下靜置2h，使其充分固化；④濾出凝膠顆粒；用無(wú)菌水洗滌2~

4、3遍，即得固定化酵母細(xì)胞。四、實(shí)驗(yàn)方法8（四）固定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(cè)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9（七）酒精度的測(cè)定先裝好蒸餾裝置（參見(jiàn)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(cè)量酒精濃度；同時(shí)測(cè)溫度，查表?yè)Q算成20℃的酒精度。

5、四、實(shí)驗(yàn)方法101.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)一步理解淀粉質(zhì)原料酒精發(fā)酵的原理和一般工藝過(guò)程。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?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。11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(zhǎng)相關(guān)。微生物在固定化后以其生長(zhǎng)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(zhǎng)狀態(tài)）。12四、實(shí)驗(yàn)方法（一）淀粉的液化與糖化（雙酶法）①調(diào)漿:以1﹕3~3.5的比例，將玉

6、米粉（或玉米淀粉）用60℃左右的溫水調(diào)成粉漿500mL;②液化：加α-淀粉酶（用量約為10u/g淀粉）；加熱至85~90℃，保持30~60min，加熱煮沸10min，補(bǔ)充水分。③糖化：將上述液化醪冷至60~62℃，加入糖化酶，用量為80~100u/g淀粉，維持30min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16~17°BX，還原糖4~6%，酸度2~3。13（六）CO2生成量的測(cè)定按右圖安裝測(cè)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

7、架天平上再稱重，記下重量為W2，則：二氧化碳生成量＝W1－W2141.記錄定時(shí)測(cè)定的酵母細(xì)胞數(shù)；2.二氧化碳生成量=克。3.蒸餾液的酒精度=度，溫度為℃，換算為20℃的酒精度為度。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄15六、思考題影響固定化增殖細(xì)胞生理活性和發(fā)酵性能的因素有哪些？16