固定化酵母细胞方案.pptx
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1、基础知识基础知识 (一)固定化酶的应用实例(一)固定化酶的应用实例高果糖浆溶液葡萄糖异构酶混合液传统方法的局限性:传统方法的局限性:1、不能重复利用,成本高。、不能重复利用,成本高。2、反应后酶混在产物中,可能影响产、反应后酶混在产物中,可能影响产品质量品质量一、固定化酶的应用实例一、固定化酶的应用实例生产高果糖浆生产高果糖浆(1)高果糖浆的生产原理:)高果糖浆的生产原理:葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶果糖果糖葡萄糖葡萄糖(2 2)固定化酶的反)固定化酶的反应柱示意图应柱示意图固定化酶技术的优点固定化酶技术的优点?1 1、既能与反应物接触,又能与产物、既能与反应物接触,又能与产物分离,避免了污染和浪
2、费。分离,避免了污染和浪费。2 2、可被反复利用。、可被反复利用。缺点?缺点?一种酶只能催化一种化学反应,一种酶只能催化一种化学反应,不能催化一系列的酶促反应不能催化一系列的酶促反应(二)固定化细胞技术(二)固定化细胞技术1 1、什么是固定化酶和固定化细胞技术?、什么是固定化酶和固定化细胞技术?2 2、常见的固定方法有哪些?酶和细胞的固定化更适用、常见的固定方法有哪些?酶和细胞的固定化更适用于哪些方法,为什么?于哪些方法,为什么?3 3、从操作角度来考虑,你认为固定化酶技术与固定化、从操作角度来考虑,你认为固定化酶技术与固定化细胞技术哪一种方法更容易?哪一种方法对酶活性的细胞技术哪一种方法更容
3、易?哪一种方法对酶活性的影响更小?影响更小?4 4、固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶?、固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶?5 5、如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应,应、如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应,应该选择哪种方法?该选择哪种方法?6 6、如果反应物是大分子物质,又应该选择哪种方法?、如果反应物是大分子物质,又应该选择哪种方法?7 7、固定化细胞常用的载体有哪些?、固定化细胞常用的载体有哪些?阅读教材阅读教材P50P50,找出以下问题:,找出以下问题:(成本低,操作更容易)(成本低,操作更容易)二、固定化技术包埋法包埋法化学结合法化学结合法物理吸附法物理吸附法酶酶细
4、胞细胞包埋法包埋法化学结合法化学结合法细胞细胞包埋法包埋法化学结合法化学结合法细胞细胞物理吸附法物理吸附法酶酶包埋法包埋法化学结合法化学结合法细胞细胞类型类型优点优点不足不足直接使直接使用酶用酶催化效率高,低催化效率高,低耗能、低污染等耗能、低污染等对环境条件非常敏感,易失活;对环境条件非常敏感,易失活;溶液中的酶难回收,不能再次溶液中的酶难回收,不能再次利用,生产成本高;利用,生产成本高;反应后酶反应后酶会混在产物中,可能影响产品会混在产物中,可能影响产品质量、纯度质量、纯度固定化固定化酶酶酶既能与反应物酶既能与反应物接触,又能与产接触,又能与产物分离,固定在物分离,固定在载体上的酶可以载体
5、上的酶可以反复利用反复利用一种酶只能催化一种化学反应,一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实践中,很多产物的而在生产实践中,很多产物的形成都通过一系列的酶促反应形成都通过一系列的酶促反应才能得到的才能得到的固定化固定化细胞细胞成本更低,操作成本更低,操作更容易更容易固定后细胞内的酶与反应物不固定后细胞内的酶与反应物不容易接近,可能导致反应效果容易接近,可能导致反应效果下降等下降等总结:总结:制备固定化酵母细胞制备固定化酵母细胞(三三)实验操作实验操作 1、酵母细胞的活化 活化的概念:活化的概念:在在缺水缺水的状态下,微生物会处于的状态下,微生物会处于休眠休眠状态。状态。活化就是让处于活化就是让
6、处于休眠状态休眠状态的微生物重新恢的微生物重新恢复正常的复正常的生活生活状态状态活化的本质:活化的本质:加快新陈代谢加快新陈代谢活化操作注意点:活化操作注意点:1、所用容器要大一些;防止体、所用容器要大一些;防止体积膨大,活化液溢出容器外。积膨大,活化液溢出容器外。2、要保证酵母菌的活性;、要保证酵母菌的活性;3、物种要单一;、物种要单一;4、注意水的用量。、注意水的用量。2、配制物质的量浓度为、配制物质的量浓度为0.05mol/L CaCl2溶液溶液使海藻酸钠发生聚沉,形成凝胶珠使海藻酸钠发生聚沉,形成凝胶珠思考:思考:1、配制物质的量浓度为、配制物质的量浓度为0.05mol/L的的CaCl
7、2溶液溶液有什么作用?有什么作用?2 2、溶解时用到的蒸馏水能否换成自来水,为什么?、溶解时用到的蒸馏水能否换成自来水,为什么?不能,防止自来水中各种离子影响实验结果。不能,防止自来水中各种离子影响实验结果。3配制海藻酸钠溶液配制海藻酸钠溶液思考:思考:配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么?配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么?在加热的过程中,为什么要用小火,或者间断加热?在加热的过程中,为什么要用小火,或者间断加热?包埋酶或细胞包埋酶或细胞防止加热太快,海藻酸钠会发生焦糊防止加热太快,海藻酸钠会发生焦糊注意:加热使海藻酸钠溶化是操作中注意:加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环最重要的一环,涉,涉及
8、到实验的成败!及到实验的成败!u海藻酸钠的浓度涉及到固定化细胞的质量。海藻酸钠的浓度涉及到固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度如果海藻酸钠浓度过高过高,将,将很难形成凝胶珠很难形成凝胶珠;如果浓度如果浓度过低过低,形成的凝胶珠所,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞包埋的酵母细胞的数目少的数目少,影响实验效果。,影响实验效果。4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 将溶化好的海藻酸钠溶液将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温冷却至室温,加,加入已活化的醉母细胞,进行入已活化的醉母细胞,进行充分搅拌充分搅拌,使,使其其混合均匀混合均匀,再转移至,再转移至注射器注射器中。中。为什么海藻酸钠溶液
9、要冷却?为什么海藻酸钠溶液要冷却?防止温度过高杀死酵母细胞防止温度过高杀死酵母细胞5、固定化酵母细胞、固定化酵母细胞 以以以以恒定的恒定的恒定的恒定的速度速度速度速度缓慢缓慢缓慢缓慢的将注射器中的溶液的将注射器中的溶液的将注射器中的溶液的将注射器中的溶液滴加滴加滴加滴加到到到到配制好的配制好的配制好的配制好的CaClCaCl2 2溶液中,将形成的凝胶珠在溶液中,将形成的凝胶珠在溶液中,将形成的凝胶珠在溶液中,将形成的凝胶珠在CaClCaCl2 2溶液中溶液中溶液中溶液中浸泡浸泡浸泡浸泡30min30min左右左右左右左右思考:思考:为什么刚形成的凝胶珠要在为什么刚形成的凝胶珠要在CaClCaC
10、l2 2溶液溶液 中浸泡中浸泡30min30min左右?左右?如何检验凝胶珠的质量是否合格如何检验凝胶珠的质量是否合格?海藻酸钠胶体在海藻酸钠胶体在海藻酸钠胶体在海藻酸钠胶体在CaClCaCl2 2这种电解质的作用下,发生聚这种电解质的作用下,发生聚这种电解质的作用下,发生聚这种电解质的作用下,发生聚沉,形成凝胶珠稳定结构,需稳定沉,形成凝胶珠稳定结构,需稳定沉,形成凝胶珠稳定结构,需稳定沉,形成凝胶珠稳定结构,需稳定30min30min左右。左右。左右。左右。检验凝胶珠方法检验凝胶珠方法:1、用镊子夹起一个凝胶珠放桌上、用镊子夹起一个凝胶珠放桌上用手挤压,如不易破裂,没有液用手挤压,如不易破
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