酵母細(xì)胞的固定化.doc

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1、課題5酵母細(xì)胞的固定化1.游離酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較比較項(xiàng)目游離酶固定化酶固定化細(xì)胞與底物的接觸面積充分接觸部分接觸催化反應(yīng)催化某種酶促反應(yīng)催化一系列的酶促反應(yīng)催化效率最高較高回收與重復(fù)利用難可以固定方法無(wú)物理吸附法(吸附法)化學(xué)結(jié)合法(交聯(lián)法)包埋法固定理由無(wú)酶分子小，容易從包埋材料中漏出細(xì)胞大，難以被吸附或結(jié)合(1)物理吸附法(吸附法)是將酶吸附在載體表面的一種固定方法。特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)便且條件溫和，應(yīng)用廣泛。實(shí)質(zhì)是利用酶與載體之間的范德華力實(shí)現(xiàn)吸附。(2)化學(xué)結(jié)合法(交聯(lián)法)是利用酶與載體之間形成的共價(jià)鍵將酶進(jìn)行固定的。2.酵母細(xì)胞的固定化操作過(guò)程理論依據(jù)注意事項(xiàng)成功標(biāo)記活化

2、酵母細(xì)胞新陳代謝旺盛的細(xì)胞自由水含量多適宜的水溫，容器要足夠大出現(xiàn)大量泡沫配制CaCl2溶液CaCl2溶于水?dāng)嚢璩浞秩芙馀渲坪Ｔ逅徕c溶液海藻酸鈉難溶于水，固定需要適宜的濃度小火或間斷加熱，邊加熱邊攪拌;定容沒(méi)有焦糊，并完全溶化混合溫度高會(huì)殺死活化的酵母菌;溫度過(guò)低海藻酸鈉溶液會(huì)凝固，不能與活化的酵母菌混合冷卻至室溫，再加入活化的酵母菌，充分?jǐn)嚢?，防止出現(xiàn)氣泡沒(méi)有氣泡，液體狀固定化酵母細(xì)胞海藻酸鈉形成的凝膠能夠固定酵母細(xì)胞恒定速率緩慢滴加到氯化鈣溶液中，要在氯化鈣溶液中固定30min左右凝膠珠的顏色較深，一般為乳白色或黃色，形狀為圓形或橢圓形。凝膠珠一般沉在氯化鈣溶液的底部（1）活化:在

3、缺水狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)。活化是指讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常生活狀態(tài)的過(guò)程。（2）用蒸餾水配制CaCl2溶液,而不用自來(lái)水。原因是防止自來(lái)水中各種離子影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（3）CaCl2溶液的作用：使膠體聚沉，凝膠珠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。（4）海藻酸鈉的作用：包埋細(xì)胞。（5）剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時(shí)間，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。（6）檢驗(yàn)?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(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌上用手?jǐn)D壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒(méi)有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功。二是在實(shí)驗(yàn)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。2（7）

4、如果制作的凝膠珠顏色過(guò)淺、呈白色，說(shuō)明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說(shuō)明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。3.用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵（1）配制麥芽汁或葡萄糖溶液:注意濃度適宜，過(guò)高會(huì)造成固定的酵母細(xì)胞失水，甚至死亡。（2）葡萄糖的作用：既可以作為發(fā)酵底物，也作為酵母菌細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。（3）固定化酵母凝膠珠的處理:固定好的凝膠珠從氯化鈣溶液取出后要用蒸餾水沖洗2~3次。洗去氯化鈣溶液的目的是防止凝膠珠硬度過(guò)大，影響通透性。（4）發(fā)酵:開(kāi)始時(shí)凝膠珠沉在發(fā)酵液的底部，一段時(shí)間后慢慢上浮且有氣泡產(chǎn)生，發(fā)酵液有酒味。思考：1.發(fā)酵過(guò)程中錐

5、形瓶為什么要密封？2.錐形瓶中的氣泡和酒精是怎么形成的？3.發(fā)酵時(shí)為什么要將溫度控制在25℃？例題：為了探究啤酒酵母固定化的最佳條件，科研人員研究了氯化鈣濃度對(duì)固定化酵母發(fā)酵性能的影響，結(jié)果如下圖所示。請(qǐng)回答:(1)與利用游離酵母生產(chǎn)啤酒相比，利用固定化酵母的優(yōu)點(diǎn)有　。(2)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨氯化鈣濃度增大，凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度增大，完整率　　　　　。(3)結(jié)合發(fā)酵性能分析，制備凝膠珠適宜的氯化鈣濃度為　　　　　。當(dāng)氯化鈣濃度過(guò)高時(shí)，發(fā)酵液中的糖度升高，酒精度下降，發(fā)酵受到影響，原因是　　。(4)用海藻酸鈉作載體包埋酵母細(xì)胞，溶解海藻酸鈉時(shí)最好采用　　　　　的方法，以防發(fā)生焦糊。溶化好的海藻

6、酸鈉溶液應(yīng)　　　　　后，再與已活化的酵母細(xì)胞充分混合。若海藻酸鈉濃度過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致　　　　　　　　　　　　　　，固定效果大大降低。2