酵母細(xì)胞的固定化.ppt

清溪中學(xué)陳華毅 課題3酵母細(xì)胞的固定化 一 酶的應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn) 催化效率高 低耗能 低污染 缺點(diǎn) 1 對(duì)環(huán)境條件敏感 易失活 2 難回收 不能再次利用 成本高 3 反應(yīng)后 酶混在產(chǎn)物中 影響產(chǎn)品質(zhì)量 如何解決 課題背景 固定化酶 將分離提純后的酶固定到一定的載體上 使用時(shí)將被固定的酶投放到反應(yīng)溶液中 催化反應(yīng)結(jié)束后 又能將被固定的酶回收 這樣的酶叫做固定化酶 水不溶性酶 固定化酶 水溶性酶 水不溶性載體 原理 基礎(chǔ)知識(shí) 1 利用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的實(shí)例 1 需要酶 葡萄糖異構(gòu)酶 2 葡萄糖異構(gòu)酶的優(yōu)點(diǎn) 穩(wěn)定性好 可以持續(xù)發(fā)揮作用 3 在生產(chǎn)中直接使用酶有什么缺點(diǎn) 酶溶解于葡萄糖溶液后 無(wú)法回收 造成浪費(fèi) 固定化酶的反應(yīng)柱示意圖 葡萄糖 反應(yīng)柱 果糖 上端注入 下端流出 生產(chǎn)過程 3 固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn) 1 反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年 大大降低了生產(chǎn)成本 2 提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量 酶既能與反應(yīng)物接觸 又容易與產(chǎn)物分離 提高產(chǎn)品質(zhì)量 同時(shí)固定在載體上的酶還可以反復(fù)利用 節(jié)約成本 二 固定化細(xì)胞技術(shù) 1 將酶或細(xì)胞固定化的方法 將酶 或細(xì)胞 包埋在細(xì)微網(wǎng)格里 將酶 或細(xì)胞 相互連接起來 將酶 或細(xì)胞 吸附在載體表面上 包埋法 化學(xué)結(jié)合法 吸附法 酶和細(xì)胞的固定方法和特點(diǎn) 2 固定化酶和固定化細(xì)胞的聯(lián)系與區(qū)別 聯(lián)系 應(yīng)用相同 都能催化某些反應(yīng) 區(qū)別 1 固定化細(xì)胞技術(shù)操作容易 成本低 容易回收 2 固定化細(xì)胞技術(shù)對(duì)酶活性影響更小 3 固定化細(xì)胞固定的一系列酶 4 由于大分子難以通過細(xì)胞膜 因此固定化細(xì)胞的應(yīng)用有一定的限制 3 固定化酶和固定化細(xì)胞常用的載體材料 明膠 瓊脂糖 海藻酸鈉 醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等 其共同的特點(diǎn)是不溶于水的多孔性載體 海藻酸鈉 聚丙烯酰胺 發(fā)酵操作流程 酵母細(xì)胞的活化 配制CaCl2溶液 配制海藻酸鈉溶液 將海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞的混合 固定化酵母細(xì)胞 沖洗凝膠珠 酒精發(fā)酵 一 制備固定化酵母細(xì)胞 實(shí)驗(yàn)操作 二 用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵 實(shí)驗(yàn)操作 1 將固定化的酵母細(xì)胞 凝膠珠 用蒸餾水沖洗2到3次 2 將150ml質(zhì)量分?jǐn)?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(xì)胞 置于25攝氏度下發(fā)酵24h 利用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精 可以看到產(chǎn)生了很多氣泡 同時(shí)會(huì)聞到酒味 細(xì)胞的固定化要在嚴(yán)格的無(wú)菌條件下進(jìn)行 反復(fù)使用固定化酵母細(xì)胞時(shí) 需要避免微生物的污染 在應(yīng)用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵時(shí)要注意控制好溫度 保證缺氧的環(huán)境 并且發(fā)酵時(shí)間要稍長(zhǎng)一些 增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果 三者優(yōu)點(diǎn)和不足 催化效率高 低耗能 低污染 對(duì)環(huán)境條件非常敏感 容易失活 溶液中的酶很難回收 不能被再次利用 提高了生產(chǎn)成本 反應(yīng)后酶會(huì)混在產(chǎn)物中 可能影響產(chǎn)品質(zhì)量 酶既能與反應(yīng)物接觸 又能與反應(yīng)物分離 同時(shí)固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用 一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng) 而在生