课题3 酵母细胞的固定化 一 课题目标 2 尝试制备固定化酵母细胞 并利 用固定化酵母细胞进行酒精发酵 1 说出固定化酶和固定化细胞的作 用和原理 基础知识 一 固定化酶的应用实例 1 利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例 1 高果糖浆的生产需要 酶葡萄糖异构 2 葡萄糖异构酶的优点 稳定性好 可以持续发挥作用 3 在生产中直接使用酶有什么缺点 酶溶解于葡萄糖溶液后 无法回收 造成浪费 2 固定化酶的反应柱示意图 3 固定化酶在生产实践中的优点 反应柱能连续使用半年 大大降低 了生产成本 提高了果糖的产量和质量 二 固定化细胞技术 1 将酶或细胞固定化的方法 将酶 或细胞 包埋在 细微网格里 将酶 或细胞 相 互连接起来 将酶 或细胞 吸附在 载体表面上 包埋法 化学结合法 吸附法 2 固定化酶和固定化细胞的联系与区别 联系 应用相同 都能催化某些反应 区别 1 固定化细胞技术操作容易 成本 低 容易回收 2 固定化细胞技术对酶活性影响更 小 3 固定化细胞固定的一系列酶 4 由于大分子难以通过细胞膜 因 此固定化细胞的应用有一定的限制 3 固定化酶和固定化细胞常用的载体材料 明胶 琼脂糖 海藻酸钠 醋酸纤维素 和聚丙烯酰胺等 其共同的特点是不溶于水的多孔性载体 一 制备固定化酵母细胞 实验操作 1 酵母细胞的活化 2 配制物质的量浓度为0 05mol L 的CaCl2 3 配制海藻酸钠的溶液 4 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 5 固定化酵母细胞 二 用固定化酵母细胞发酵 实验操作 1 将固定化的酵母细胞 凝胶珠 用蒸馏水冲洗2到3次 2 将150ml质量分数为10 的葡萄 糖溶液转移到200ml的锥形瓶中 再加入固定好的酵母细胞 置于25 摄氏度下发酵24h 在缺水的状态下 微生物会处于休眠 状态 活化就是让处于休眠状态的微生物 重新恢复正常的生活状态 酵母细胞所需 要的活化时间较短 一般需要0 5 1 h 教 师需要提前做好准备 此外 酵母细胞活 化时体积会变大 因此活化前应该选择体 积足够大的容器 以避免酵母细胞的活化 液溢出容器外 一 酵母细胞的活化 实验操作过程中要注意的下列问题 二 加热使海藻酸钠溶化是操作中最重 要的一环 涉及到实验的成败 教师一定 要提醒学生按照教材的提示进行操作 海 藻酸钠的浓度涉及到固定化细胞的质量 如果海藻酸钠浓度过高 将很难形成凝胶 珠 如果浓度过低 形成的凝胶珠所包埋 的酵母细胞的数目少 影响实验效果 三 刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中 浸泡一段时间 以便形成稳定的结构 检 验凝胶珠的质量是否合格 可以使用下列 方法 一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实 验桌上用手挤压 如果凝胶珠不容易破裂 没有液体流出 就表明凝胶珠的制作成 功 二是在实验桌上用力摔打凝胶珠 如 果凝胶珠很容易弹起 也能表明制备的凝 胶珠是成功的