基礎知識（一）固定化酶的應用實例

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

將葡萄糖異構酶固定在顆粒狀載體上，裝入反應柱中。(3)高果糖漿的生產操作：

從反應柱上端注入葡萄糖溶液，從下端流出果糖溶液，一個反應柱可連續使用半年。

2.固定化酶的反應柱示意圖（二）固定化細胞技術1.將酶或細胞固定化的方法（二）固定化細胞技術1.將酶或細胞固定化的方法包埋法（二）固定化細胞技術1.將酶或細胞固定化的方法將酶（或細胞）包埋在細微網格里包埋法（二）固定化細胞技術1.將酶或細胞固定化的方法將酶（或細胞）包埋在細微網格里包埋法化學結合法（二）固定化細胞技術1.將酶或細胞固定化的方法將酶（或細胞）包埋在細微網格里將酶（或細胞）相互連接起來包埋法化學結合法（二）固定化細胞技術1.將酶或細胞固定化的方法將酶（或細胞）包埋在細微網格里將酶（或細胞）相互連接起來包埋法化學結合法吸附法（二）固定化細胞技術1.將酶或細胞固定化的方法將酶（或細胞）包埋在細微網格里將酶（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結合法吸附法【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結合法、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。難以化學結合和吸附2.固定化酶和固定化細胞的聯系與區別2.固定化酶和固定化細胞的聯系與區別聯系：應用相同，都能催化某些反應2.固定化酶和固定化細胞的聯系與區別聯系：應用相同，都能催化某些反應區別：1)固定化細胞技術操作容易，成本低，

容易回收；2)固定化細胞技術對酶活性影響更?。?)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

定化細胞的應用有一定的限制；〖思考〗將谷氨酸棒狀桿菌生產谷氨酸的發酵過程變為連續的酶反應，應當固定（酶、細胞）；若將蛋白質變成氨基酸，應當固定（酶、細胞）?！妓伎肌綄⒐劝彼岚魻顥U菌生產谷氨酸的發酵過程變為連續的酶反應，應當固定（酶、細胞）；若將蛋白質變成氨基酸，應當固定（酶、細胞）。3.固定化細胞的材料：固定化細胞時應當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.實驗設計活化是指讓處于休眠狀態的微生物重新恢復正常生活狀態的過程。〖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＋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。〖思考3〗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?！妓伎?〗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?！妓伎?〗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酵（二）固定化酵母細胞的發酵（6）沖洗：將固定的酵母細胞凝膠珠用蒸餾水沖洗2～3次。（7）發酵：150mL10％葡萄糖＋固定化酵母細胞→200mL錐形瓶→密封→25℃發酵24h?！妓伎?〗發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的過程中，需要無菌操作嗎？〖思考5〗發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的過程中，需要無菌操作嗎？酵母菌的酒精發酵需要缺氧條件?！妓伎?〗發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的過程中，需要無菌操作嗎？酵母菌的酒精發酵需要缺氧條件。酵母菌進行無氧呼吸產生的。〖思考5〗發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的過程中，需要無菌操作嗎？酵母菌的酒精發酵需要缺氧條件。酵母菌進行無氧呼吸產生的。需要。播放“酵母細胞的固定化.DAT”例1．下列有關固定化技術的敘述，正確的是（）A.固定化酶只是在細胞內才能發揮作用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．下列有關固定化技術的敘述，正確的是（）A.固定化酶只是在細胞內才能發揮作用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.對環境的條件非常敏感，容易失活C.既能與反應物充分接觸，又能與產物

分離D.成本低、操作簡單，但反應效果可能

很低例2.關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.對環境的條件非常敏感，容易失活C.既能與反應物充分接觸，又能與產物

分離D.成本低、操作簡單，但反應效果可能

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C.大火間斷D.大火持續例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C.大火間斷D.大火持續√例4.關于酵母菌的敘述，正確的是A.酵母菌在營養物質充足時、環境適宜

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

膜、各種的細胞器膜等膜D.用酵母菌釀酒時，應先密封后通氣例4.關于酵母菌的敘述，正確的是A.酵母菌在營養物質充足時、環境適宜

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

膜、各種的細胞器膜等膜D.用酵母菌釀酒時，應先密封后通氣√例5.將酵母菌的培養液由富氧狀態變為缺氧狀態，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.將酵母菌的培養液由富氧狀態變為缺氧狀態，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．固定化酶的優點是A．有利于增加酶的活性B．有利于產物的純化C．有利于提高反應速度D．有利于酶發揮作用例6．固定化酶的優點是A．有利于增加酶的活性B．有利于產物的純化C．有利于提高反應速度D．有利于酶發揮作用√例7．下列不是用于包埋法固定化細胞