酵母細胞的固定化【區(qū)一等獎】

課題3酵母細胞的固定化一、課題目標(biāo)

2．嘗試制備固定化酵母細胞，并利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵。1．說出固定化酶和固定化細胞的作用和原理。葡萄糖分子式：C6H12O6果糖分子式：C6H12O6同分異構(gòu)體葡萄糖果糖葡萄糖異構(gòu)酶我們學(xué)過的酶有Taq酶（耐高溫的DNA聚合酶、限制酶、DNA連接酶、蛋白酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、解旋酶等等。很多時候我們要進行生物工程的操作都或多或少需要這些酶，這些酶是怎么來的嗎？酶在反應(yīng)前后，其自身的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、性能保持不變，與化學(xué)催化劑一樣基礎(chǔ)知識（一）固定化酶的應(yīng)用實例1.利用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的實例（1）高果糖漿的生產(chǎn)需要酶葡萄糖異構(gòu)（2）葡萄糖異構(gòu)酶的優(yōu)點穩(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？酶溶解于葡萄糖溶液后，無法回收，造成浪費2.固定化酶的反應(yīng)柱示意圖3.固定化酶在生產(chǎn)實踐中的優(yōu)點

反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。（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2.固定化酶和固定化細胞的區(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)對酶活性影響更小；3）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；3.固定化酶和固定化細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，其共同的特點是不溶于水的多孔性載體（一）制備固定化酵母細胞實驗操作1、酵母細胞的活化2、配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L

的CaCl23、配制海藻酸鈉的溶液4、海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合5、固定化酵母細胞在制備固定化酵母細胞的實驗中，CaCl2溶液的作用是增加酵母細胞膜的通透性，使酵母細胞內(nèi)部產(chǎn)生的酶可以較好地胞吐出來，從而進行催化；另一個作用是使膠體聚沉在制備固定化酵母細胞的實驗中，海藻酸鈉的作用是使酵母細胞形成穩(wěn)定的凝膠珠（二）用固定化酵母細胞發(fā)酵實驗操作1、將固定化的酵母細胞（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胞，置于25攝氏度下發(fā)酵24h。

在缺水的狀態(tài)下，微生物會處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。酵母細胞所需要的活化時間較短，一般需要0.5～1h；酵母細胞活化時體積會變大，因此活化前應(yīng)該選擇體積足夠大的容器，以避免酵母細胞的活化液溢出容器外。（一）酵母細胞的活化實驗操作過程中要注意的下列問題

（二）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。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。

（三）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