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1、課題3 酵母細胞的固定化,溫故知新：,1、洗衣粉中添加_，可以更有效地清除頑漬。常用的酶制劑有_四類。,2、影響酶活性的因素有_、_和_。,酶制劑的優(yōu)點： 催化效率高、低耗能、低污染，大規(guī)模地應(yīng)用于食品、化工等各個領(lǐng)域。,酶制劑存在的缺陷： 1、通常對強酸、強堿、高溫和有機溶劑等條件非常敏感，容易失活； 2、溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本； 3、反應(yīng)后會混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。,如果你是工程技術(shù)人員，你如何解決這個問題？,固定化酶技術(shù),閱讀P49-50，并思考：1、解決酶應(yīng)用中存在問題的方法是？2、什么是高果糖漿？使用它有何好處？3、生產(chǎn)高果糖漿需要什么酶？其作用是什

2、么？這種酶有何特點？4、了解高果糖漿生產(chǎn)過程。5、這種方法的優(yōu)點是什么？,一、固定化酶的應(yīng)用實例,1、固定化酶技術(shù)。即將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)（如固定在不溶于水的載體上）。,1、解決酶應(yīng)用中存在問題的方法是？,2、高果糖漿是果糖含量為42%左右的糖漿。作為蔗糖的替代品，高果糖漿不會像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病，對人的健康有利。你能寫出果糖的分子式嗎?它屬于什么糖?,2、什么是高果糖漿？使用它有何好處？,3、生產(chǎn)高果糖漿需要葡萄糖異構(gòu)酶；其作用是將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖；這種酶穩(wěn)定性好，可持續(xù)發(fā)揮作用。,3、生產(chǎn)高果糖漿需要什么酶？其作用是什么？這種酶有何特點？,4、固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高

3、果糖漿的過程：,注意反應(yīng)柱的各部分名稱。你能說出反應(yīng)柱的優(yōu)點嗎？,5、固定化酶技術(shù)的優(yōu)點：（1）使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；（2）固定在載體上的酶可以被反復(fù)利用。,5、這種方法的優(yōu)點是什么？,在生產(chǎn)實際中使用固定化酶技術(shù)的不足：,一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實際中很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的酶促反應(yīng)才能進行，所以操作比較麻煩。怎么辦?,可采用固定化細胞技術(shù)。,二、固定化細胞技術(shù),1、概念：,利用物理或化學(xué)方法將細胞固定在一定空間的技術(shù)。,細胞中含有一系列酶，在細胞正常生命活動的過程中，通過代謝產(chǎn)生所需要的代謝產(chǎn)物。,閱讀P50：思考第二段的問題,2.將酶或細胞固定化的方法,將

4、酶（或細胞）包埋在細微網(wǎng)格里,將酶（或細胞）相互連接起來,將酶（或細胞）吸附在載體表面上,包埋法,化學(xué)結(jié)合法,物理吸附法,酶和細胞固定方法的選擇,酶適合采用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定,細胞適合采用包埋法固定,（1）、方法,（2）、原因,細胞個大，酶分子很小,個體大的細胞難以被吸附或結(jié)合而個小的酶容易從包埋的材料中漏出,3、固定化細胞常用的載體,常用的不溶于水的多孔性載體有哪些？,明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等,如果反應(yīng)底物是大分子物質(zhì)，能否用固定化細胞技術(shù)? 為什么？ 那應(yīng)該采用何種技術(shù)?,三、實驗操作,（一）制備固定化酵母細胞,閱讀P5051思考下列問題：,（1）制備過程包括

5、哪幾個步驟？（2）你認為哪個步驟的操作是最重要的一環(huán)？,1、酵母細胞的活化,思考： 關(guān)于酵母菌你有哪些知識？ 什么是活化？ 怎樣活化？ 應(yīng)注意什么？,活化： 讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)；本質(zhì)： 加快新陳代謝；方法： 加入適量的水。,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,思考： 你認為酵母的活化操作有哪些注意事項？1、所用容器要大一些；2、要保證酵母菌的活性；,2、配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液,稱取無水CaCl2 0.83g。放入200mL的燒杯中，加入150mL的蒸餾水

6、，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(fù)幾次，直到海藻酸鈉溶化為止,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，將很難形成凝膠珠；如果濃度過低，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。,應(yīng)當(dāng)注意什么問題？,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，加入已活化的

7、醉母細胞，進行充分攪拌，使其混合均勻，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30 min左右。,剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時間，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。 檢驗?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。,這一階段成功與否呢？怎樣評價？,觀察凝膠珠的顏色和形狀:如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。,（二）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。還有其他方法嗎？,