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文檔簡介

基礎(chǔ)知識(一)固定化酶的應(yīng)用實例

——生產(chǎn)高果糖漿(1)高果糖漿的生產(chǎn)原理:葡萄糖異構(gòu)酶果糖葡萄糖(2)葡萄糖異構(gòu)酶固定:

將葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒狀載體上,裝入反應(yīng)柱中。(3)高果糖漿的生產(chǎn)操作:

從反應(yīng)柱上端注入葡萄糖溶液,從下端流出果糖溶液,一個反應(yīng)柱可連續(xù)使用半年。

2.固定化酶的反應(yīng)柱示意圖(二)固定化細胞技術(shù)1.將酶或細胞固定化的方法(二)固定化細胞技術(shù)1.將酶或細胞固定化的方法包埋法(二)固定化細胞技術(shù)1.將酶或細胞固定化的方法將酶(或細胞)包埋在細微網(wǎng)格里包埋法(二)固定化細胞技術(shù)1.將酶或細胞固定化的方法將酶(或細胞)包埋在細微網(wǎng)格里包埋法化學(xué)結(jié)合法(二)固定化細胞技術(shù)1.將酶或細胞固定化的方法將酶(或細胞)包埋在細微網(wǎng)格里將酶(或細胞)相互連接起來包埋法化學(xué)結(jié)合法(二)固定化細胞技術(shù)1.將酶或細胞固定化的方法將酶(或細胞)包埋在細微網(wǎng)格里將酶(或細胞)相互連接起來包埋法化學(xué)結(jié)合法吸附法(二)固定化細胞技術(shù)1.將酶或細胞固定化的方法將酶(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)合法吸附法【比較】酶和細胞的固定方法和特點固定對象酶細胞適宜固定法化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法包埋法特點體積小,固定一種酶。包埋法容易丟失體積大,固定一系列酶。難以化學(xué)結(jié)合和吸附2.固定化酶和固定化細胞的聯(lián)系與區(qū)別2.固定化酶和固定化細胞的聯(lián)系與區(qū)別聯(lián)系:應(yīng)用相同,都能催化某些反應(yīng)2.固定化酶和固定化細胞的聯(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)固定化細胞技術(shù)操作容易,成本低,

容易回收;2)固定化細胞技術(shù)對酶活性影響更?。?)固定化細胞固定的一系列酶;4)由于大分子難以通過細胞膜,因此固

定化細胞的應(yīng)用有一定的限制;〖思考〗將谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過程變?yōu)檫B續(xù)的酶反應(yīng),應(yīng)當(dāng)固定(酶、細胞);若將蛋白質(zhì)變成氨基酸,應(yīng)當(dāng)固定(酶、細胞)?!妓伎肌綄⒐劝彼岚魻顥U菌生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過程變?yōu)檫B續(xù)的酶反應(yīng),應(yīng)當(dāng)固定(酶、細胞);若將蛋白質(zhì)變成氨基酸,應(yīng)當(dāng)固定(酶、細胞)。3.固定化細胞的材料:固定化細胞時應(yīng)當(dāng)選用不溶于水的多孔性載體材料,如明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等1.制備固定化酵母細胞(1)酵母細胞的活化:1g干酵母+10mL蒸餾水→50mL燒杯→攪拌均勻→放置1h,使之活化。2.實驗設(shè)計〖思考2〗活化是指什么?1.制備固定化酵母細胞(1)酵母細胞的活化:1g干酵母+10mL蒸餾水→50mL燒杯→攪拌均勻→放置1h,使之活化。2.實驗設(shè)計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)的過程。〖思考2〗活化是指什么?1.制備固定化酵母細胞(1)酵母細胞的活化:1g干酵母+10mL蒸餾水→50mL燒杯→攪拌均勻→放置1h,使之活化。2.實驗設(shè)計(2)配制CaCl2溶液:

0.83gCaCl2+150mL蒸餾水→200mL燒杯→溶解備用。(3)配制海藻酸鈉溶液:

0.7g海藻酸鈉+10mL水→50mL燒杯→酒精燈微火(或間斷)加熱,并不斷攪拌,使之溶化→蒸餾水定容到10mL。(3)配制海藻酸鈉溶液:0.7g海藻酸+10mL水→50mL燒杯→酒精燈微火(或間斷)加熱,并不斷攪拌,使之溶化→蒸餾水定容到10mL?!妓伎?〗微火加熱并不斷攪拌的目的是什么?防止海藻酸鈉焦糊。(3)配制海藻酸鈉溶液:0.7g海藻酸+10mL水→50mL燒杯→酒精燈微火(或間斷)加熱,并不斷攪拌,使之溶化→蒸餾水定容到10mL?!妓伎?〗微火加熱并不斷攪拌的目的是什么?(4)海藻酸鈉溶液與酵母細胞的混合:將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫,加入活化酵母細胞液,攪拌后吸入到注射器中。(4)海藻酸鈉溶液與酵母細胞的混合:將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫,加入活化酵母細胞液,攪拌后吸入到注射器中。〖思考4〗為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細胞?(4)海藻酸鈉溶液與酵母細胞的混合:將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫,加入活化酵母細胞液,攪拌后吸入到注射器中。〖思考4〗為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細胞?防止高溫殺死酵母細胞。(5)固定化酵母細胞:以恒定速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中,形成凝膠珠狀顆粒。(6)沖洗:將固定的酵母細胞凝膠珠用蒸餾水沖洗2~3次。(二).固定化酵母細胞的發(fā)酵(二).固定化酵母細胞的發(fā)酵(6)沖洗:將固定的酵母細胞凝膠珠用蒸餾水沖洗2~3次。(7)發(fā)酵:150mL10%葡萄糖+固定化酵母細胞→200mL錐形瓶→密封→25℃發(fā)酵24h?!妓伎?〗發(fā)酵過程中錐形瓶為什么要密封?〖思考6〗錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的?〖思考7〗在利用固定化酶或固定化細胞進行生產(chǎn)的過程中,需要無菌操作嗎?〖思考5〗發(fā)酵過程中錐形瓶為什么要密封?〖思考6〗錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的?〖思考7〗在利用固定化酶或固定化細胞進行生產(chǎn)的過程中,需要無菌操作嗎?酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件?!妓伎?〗發(fā)酵過程中錐形瓶為什么要密封?〖思考6〗錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的?〖思考7〗在利用固定化酶或固定化細胞進行生產(chǎn)的過程中,需要無菌操作嗎?酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件。酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生的?!妓伎?〗發(fā)酵過程中錐形瓶為什么要密封?〖思考6〗錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的?〖思考7〗在利用固定化酶或固定化細胞進行生產(chǎn)的過程中,需要無菌操作嗎?酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件。酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生的。需要。直接使用酶、固定化酶和固定化細胞區(qū)別類型優(yōu)點不足直接

使用酶

固定

化酶

固定化

細胞

類型優(yōu)點不足直接

使用酶

類型優(yōu)點不足直接

使用酶

催化效率高,低耗能、低污染等。類型優(yōu)點不足直接

使用酶

催化效率高,低耗能、低污染等。對環(huán)境條件非常敏感,容易失活;溶液中的酶很難回收,不能被次利用,提高了生產(chǎn)成本;反應(yīng)后酶會混在產(chǎn)物中,可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。類型優(yōu)點不足固定

化酶

類型優(yōu)點不足固定

化酶

酶既能與反應(yīng)物接觸,又能與產(chǎn)物分離,同時,固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用。類型優(yōu)點不足固定

化酶

酶既能與反應(yīng)物接觸,又能與產(chǎn)物分離,同時,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),而在生產(chǎn)實踐中,很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的酶促反應(yīng)才能得到的。類型優(yōu)點不足固定化細胞

類型優(yōu)點不足固定化細胞

成本低,操作更容易。類型優(yōu)點不足固定化細胞

成本低,操作更容易。固定后的細胞與反應(yīng)物不容易接近,可能導(dǎo)致反應(yīng)效果下降等。例1.下列有關(guān)固定化技術(shù)的敘述,正確的是()A.固定化酶只是在細胞內(nèi)才能發(fā)揮作用B.固定化酶能提高酶的利用率C.酶的固定是酶分離純化的常用方法D.固定化酶的固定化方式就是吸附在

固體表面上。例1.下列有關(guān)固定化技術(shù)的敘述,正確的是()A.固定化酶只是在細胞內(nèi)才能發(fā)揮作用B.固定化酶能提高酶的利用率C.酶的固定是酶分離純化的常用方法D.固定化酶的固定化方式就是吸附在

固體表面上?!汤?.關(guān)于固定化細胞的敘述,正確的是A.催化效率高,低耗能、低污染B.對環(huán)境的條件非常敏感,容易失活C.既能與反應(yīng)物充分接觸,又能與產(chǎn)物

分離D.成本低、操作簡單,但反應(yīng)效果可能

很低例2.關(guān)于固定化細胞的敘述,正確的是A.催化效率高,低耗能、低污染B.對環(huán)境的條件非常敏感,容易失活C.既能與反應(yīng)物充分接觸,又能與產(chǎn)物

分離D.成本低、操作簡單,但反應(yīng)效果可能

很低√例3.溶解海藻酸鈉,最好采用______加熱的方法A.小火間斷B.小火持續(xù)C.大火間斷D.大火持續(xù)例3.溶解海藻酸鈉,最好采用______加熱的方法A.小火間斷B.小火持續(xù)C.大火間斷D.大火持續(xù)√例4.關(guān)于酵母菌的敘述,正確的是A.酵母菌在營養(yǎng)物質(zhì)充足時、環(huán)境適宜

時,依靠有性生殖進行繁殖B.酵母菌的代謝類型時異養(yǎng)厭氧型C.酵母菌的生物膜系統(tǒng)包括細胞膜、核

膜、各種的細胞器膜等膜D.用酵母菌釀酒時,應(yīng)先密封后通氣例4.關(guān)于酵母菌的敘述,正確的是A.酵母菌在營養(yǎng)物質(zhì)充足時、環(huán)境適宜

時,依靠有性生殖進行繁殖B.酵母菌的代謝類型時異養(yǎng)厭氧型C.酵母菌的生物膜系統(tǒng)包括細胞膜、核

膜、各種的細胞器膜等膜D.用酵母菌釀酒時,應(yīng)先密封后通氣√例5.將酵母菌的培養(yǎng)液由富氧狀態(tài)變?yōu)槿毖鯛顟B(tài),下面加快的一項是A.CO2的釋放B.丙酮酸的氧化C.葡萄糖的利用D.ATP的形成例5.將酵母菌的培養(yǎng)液由富氧狀態(tài)變?yōu)槿毖鯛顟B(tài),下面加快的一項是A.CO2的釋放B.丙酮酸的氧化C.葡萄糖的利用D.ATP的形成√例6.固定化酶的優(yōu)點是A.有利于增加酶的活性B.有利于產(chǎn)物的純化C.有利于提高反應(yīng)速度D.有利于酶發(fā)揮作用例6.固定化酶的優(yōu)點是A.有利于增加酶的活性B.有利于產(chǎn)物的純化C.有利于提高反應(yīng)速度D.有利于酶發(fā)揮

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