资源预览内容
第1页 / 共20页
第2页 / 共20页
第3页 / 共20页
第4页 / 共20页
第5页 / 共20页
第6页 / 共20页
第7页 / 共20页
第8页 / 共20页
第9页 / 共20页
第10页 / 共20页
亲,该文档总共20页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述
专题四 酶的研究与应用,课题3 酵母细胞的固定化,优点:,催化效率高、低耗能、低污染,大规模地应用于食品、化工等各个领域。,存在的缺陷:,1.通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感,容易失活; 2.溶液中的酶很难回收,不能被再次利用,提高了生产成本; 3.反应后会混在产物中,可能影响产品质量。,解决的办法:,酶制剂,固定化酶技术,什么是固定化酶?,1.什么是高果糖浆?使用它有何好处? 2.生产高果糖浆需要什么酶?其作用是什么? 这种酶有何特点? 3.了解高果糖浆生产过程 4.这种方法的优点是什么?,一、固定化酶的应用实例,阅读P49-50,并思考:,基础知识,高果糖浆是果糖含量为42%左右的糖浆。作为蔗糖的替代品,高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病,对人的健康有利。,1.什么是高果糖浆?使用它有何好处?,你能写出果糖的分子式吗? 它属于什么糖?,生产高果糖浆需要葡萄糖异构酶;其作用是将葡萄糖转化为果糖;这种酶稳定性好,可持续发挥作用。,2.生产高果糖浆需要什么酶?其作用是什么?这种酶有何特点?,酶溶于葡萄糖溶液后,就无法回收,造成很大的浪费。,3.固定化酶技术生产高果糖浆的过程:,注意反应柱的各部分名称。,(1)使酶既能与反应物接触,又能与产物分离 (2)固定在载体上的酶可以被反复利用,你能说出反应柱的优点吗?,4.固定化酶技术的优点:,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。,在生产实际中使用固定化酶技术的不足:,一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实际中很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能进行,所以操作比较麻烦。,可采用固定化细胞技术,怎么办?,二、固定化细胞技术,阅读P50:思考以下几个问题,2.固定化酶或固定化细胞技术分别适合使用哪种方法?为什么?,1.什么是固定化酶或固定化细胞技术,可以采用什么方法固定?,3.固定化酶和固定化细胞的联系与区别,4.本课题采用包埋法固定细胞,常用的载体材料有哪些?,利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间的技术。可用包埋法、化学结合法和物理吸附法,1.什么是固定化酶或固定化细胞技术,可以采用什么方法固定?,化学结合法,物理吸附法,2.固定化酶或固定化细胞技术分别适合使用哪种方法?为什么?,化学结合法 物理吸附法,包埋法,体积小,固定一种酶包埋法容易丢失,体积大,固定一系列酶 难以化学结合和吸附,3.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;,明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺,其共同的特点是不溶于水的多孔性载体,海藻酸钠,聚丙烯酰胺,4.本课题采用包埋法固定细胞,常用的载体材料有哪些?,(一)制备固定化酵母细胞,阅读P5051思考下列问题:,1.制备过程包括哪几个步骤? 2.你认为哪个步骤的操作是最重要的一环?,实验操作,1.制备过程包括哪几个步骤?,配制CaCl2溶液,配制海藻酸钠溶液,将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合,固定化酵母细胞,酵母细胞的活化,CaCl2的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉,形成凝胶珠。,以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配置好的CaCl2溶液中,滴加在CaCl2溶液中形成凝胶珠, 凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30分钟。,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。,2.你认为哪个步骤的操作是最重要的一环?,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,一定要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。,图为某同学利用海藻酸钠固定化酵母细胞的实验结果,出现此结果的可能原因有 A海藻酸钠浓度过高 B酵母细胞已经死亡 C注射器中的溶液推进速度过快 D注射器距离CaCl2溶液液面太近,ACD,(二)用固定化酵母细胞发酵,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。,利用固定化酵母细胞发酵产生酒精,可以看到产生了很多气泡,同时会闻到酒味。,细胞的固定化要在严格的无菌条件下进行;反复使用固定化酵母细胞时,需要避免微生物的污染。 在应用固定化酵母细胞进行酒精发酵时要注意控制好温度,保证缺氧的环境,并且发酵时间要稍长一些,增强实验效果。,直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点,海藻酸钠凝胶是从海藻中提取获得的藻酸盐,多价阳离子如Ca2+、Al3+ 可诱导凝胶形成。将微生物细胞与海藻酸钠溶液混匀后,通过注射器针头或相似的滴注器将上述混合液滴入CaCl2 溶液中,Ca2+从外部扩散进入海藻酸钠与细胞混合液珠内,使藻酸钠转变为水不溶的藻酸钙凝胶,由此将微生物细胞包埋在其中。,资料,
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号