課題3酵母細胞固定化第1頁知識回顧：1、洗衣粉中添加________，能夠更有效地去除頑漬。慣用酶制劑有_________________四類。2、影響酶活性原因有_______、________和_________。3、影響洗衣粉洗滌效果原因有_______。第2頁在食品、化工、輕紡、醫藥等領域大規模使用酶制劑，說明酶制劑使用有很多優點，你能舉出一些例子嗎？催化效率高、低能耗、低污染等。酶制劑使用有缺點嗎？你能舉出一些例子嗎？第3頁酶制劑存在缺點：

1、通常對強酸、強堿、高溫和有機溶劑等條件非常敏感，輕易失活；

2、溶液中酶極難回收，不能被再次利用，提升了生產成本；

3、反應后會混在產物中，可能影響產品質量。第4頁

假如你是工程技術人員，你怎樣處理這個問題？第5頁1、處理酶應用中存在問題方法是？2、這種方法優點是什么？3、什么是高果糖漿？使用它有何好處？4、生產高果糖漿需要什么酶？其作用是什么？這種酶有何特點？5、了解高果糖漿生產過程。一、固定化酶應用實例第6頁1、固定化酶技術。即將酶固定在一定空間內技術（如固定在不溶于水載體上）。2、固定化酶技術優點：（1）使酶既能與反應物接觸，又能與產物分離；（2）固定在載體上酶能夠被重復利用。第7頁3、高果糖漿是果糖含量為42%左右糖漿。作為蔗糖替換品，高果糖漿不會像蔗糖那樣誘發肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病，對人健康有利。你能寫出果糖分子式嗎?它屬于什么糖?第8頁4、生產高果糖漿需要葡萄糖異構酶；其作用是將葡萄糖轉化為果糖；這種酶穩定性好，可連續發揮作用。你能寫出方程式嗎?第9頁5、固定化酶技術生產高果糖漿圖示：注意反應柱各部分名稱。你能說出反應柱優點嗎？第10頁生產流程含淀粉漿液α-淀粉酶糊精糖化酶葡萄糖葡萄糖異構酶葡萄糖異構化42%～45%轉化結果糖果葡糖漿果糖和葡萄糖分離葡萄糖再次異構化重復屢次果糖含量70%～90%高果糖漿第11頁反應柱能連續使用六個月，大大降低了生產成本，提升果糖產量和質量。優點：第12頁練習：1、以下說法不正確是（）A、葡萄糖與固定化葡萄糖異構酶接觸，轉化成是果糖B、從固定化酶反應柱下端流出是果糖C、高果糖漿不會像蔗糖那樣誘發肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病D、酶溶解于葡萄糖溶液，能夠從糖漿中回收第13頁2、研究認為，用固定化酶技術處理污染物是很有前途。如將從大腸桿菌得到磷酸三酯酶固定到尼龍膜上制成制劑，能夠用來降解殘留在土壤中有機磷農藥，與用微生物降解相比，其作用不需要適宜（）A、溫度B、PHC、水分D、營養第14頁酶：

優點：摧化效率高，低耗能低污染實際問題：對環境條件敏感，易失活；溶液中酶極難收回，不能被再次利用，提升了生產成本；應后酶混在產物中，如不去除，會影響產品品質構想：將酶固定在不容于水載體上固定化酶：優點：酶即能與反應物接觸，又輕易與反應物分離，同時，還能夠重復利用構想：酶是細胞合成，能否將合成酶細胞直接固定？固定化細胞：成本低，操作更輕易第15頁2.將酶固定化方法將酶（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正當吸附法第16頁

在生產實際中使用固定化酶技術有沒有不足?如有不足,怎么辦?有。一個酶只能催化一個化學反應，而在生產實際中很多產物形成都經過一系列酶促反應才能進行，所以操作比較麻煩?？刹扇」潭ɑ毎夹g。第17頁二、固定化細胞技術1、概念：利用物理或化學方法將細胞固定在一定空間技術。細胞中含有一系列酶，在細胞正常生命活動過程中，經過代謝產生所需要代謝產物。第18頁酶和細胞固定方法選擇①酶適合采取化學結合和物理吸附法固定②細胞適合采取包埋法固定（1）、方法（2）、原因①細胞個大，酶分子很?、趥€體大細胞難以被吸附或結合而個小酶輕易從包埋材料中漏出第19頁類型優點不足直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等。對環境條件非常敏感，輕易失活；溶液中酶極難回收，不能被再次利用，提升了生產成本；反應后酶會混在產物中，可能影響產品質量。固定化酶酶既能與反應物接觸，又能與產物分離，同時，固定在載體上酶還能夠被重復利用。一個酶只能催化一個化學反應，而在生產實踐中，很多產物形成都經過一系列酶促反應才能得到。固定化細胞成本低，操作更輕易。固定后酶或細胞與反應物不輕易靠近，可能造成反應效果下降等。第20頁課堂討論：

1．從操作角度來考慮，你認為固定化酶技術與固定化細胞技術哪一個方法更輕易？哪一個方法對酶活性影響更??？2．固定化細胞固定是一個酶還是一系列酶？3．假如想將微生物發酵過程變成連續酶反應，應該選擇哪種方法？4．假如反應物是大分子物質，選擇哪種方法？固定化細胞技術固定化細胞固定是一系列酶固定化細胞技術固定化酶技術第21頁3、固定化細胞慣用載體慣用不溶于水多孔性載體有哪些？明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等第22頁鞏固練習1、酶固定化技術與細胞固定化技術關系是A酶固定化技術是細胞固定化技術基礎B細胞固定化技術是酶固定化技術基礎C酶固定化技術與細胞固定化技術是同時發展起來D固定化細胞技術先于酶固定化技術第23頁2、固定化細胞優點是()。A.能催化大分子物質水解B.可催化一系列化學反應C.與反應物易靠近D.有利于酶在細胞外發揮作用第24頁3、酶固定方法不包含()。A.將酶吸附在固體表面上B．將酶相互連接起來C．將酶包埋在細微網格里D．將酶制成固體酶制劑，如加酶洗衣粉中酶第25頁4、假如反應物是大分子物質，采取那種方法催化受限制()。A．直接使用酶B．使用化學方法結合酶C．使用固定化細胞D．使用物理吸附法固定酶第26頁5、以下關于酶和細胞固定敘述不正確是()。A．酶分子很小，易采取包埋法B．酶分子很小，易采取化學結合或物理吸附法固定酶C．細胞個大，難被吸附或結合D．細胞易采取包埋法固定第27頁6、

關于固定化酶敘述不正確是()。A．既能與反應物接觸，又能與反應物分離B．固定在載體上酶可被重復利用C．可催化一系列反應D．酶活性和穩定性受到限制第28頁7、固定化細胞對酶活性影響最小，根本原因是()。A．防止了細胞破碎、酶提取純化過程B．固定化細胞在各種酶促反應中連續發揮作用C．促化反應結束后，能被吸收和重復利用D．細胞結構確保了各種酶在細胞內化學反應中有效發揮作用第29頁8、固定化酶技術常采取A包埋法B化學結合和物理吸附法C活化法D微囊化法第30頁9、細胞固定化技術與酶固定化技術相比，所具備特點是A成本更低、操作更輕易、不能連續性生產B成本更高、操作更難、不能連續性生產C成本更低、操作更輕易、能連續性生產D成本更低、操作更難、能連續性生產第31頁三、試驗操作（一）制備固定化酵母細胞閱讀P50~51思索以下問題：（1）制備過程包含哪幾個步驟？（2）你認為哪個步驟操作是最主要一環？（3）各步驟應該分別注意什么問題？第32頁1、酵母細胞活化思索：關于酵母菌你有哪些知識？什么是活化？怎樣活化？應注意什么？第33頁第34頁活化：讓處于休眠狀態微生物重新恢復正常生活狀態；本質：加緊新陳代謝；方法：加入適量水。你能說出理由嗎？第35頁取1g干酵母，放入50ml小燒杯中，加入蒸餾水10ml，用玻璃棒攪拌，使酵母細胞混合均勻，成糊狀，放置1h左右使其活化第36頁思索：

你認為酵母活化操作有哪些注意事項？1、所用容器要大一些；2、要確保酵母菌活性；3、物種要單一；4、注意水用量。第37頁2、配制物質量濃度為0.05mol/LCaCl2溶液稱取無水Cacl20.83g。放入200mL燒杯中，加入150mL蒸餾水，使其充分溶解，待用。第38頁3、配制海藻酸鈉溶液第39頁操作：稱取0.7g海藻酸鈉，放入50mL小燒杯中.加人10mL水，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌，將海藻酸鈉調成糊狀，直至完全溶化，用蒸餾水定容至10mL。注意，加熱時要用小火，或者間斷加熱，重復幾次，直到海藻酸鈉溶化為止第40頁

加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最主要一環，包括到試驗成敗，一定要按照教材提醒進行操作。海藻酸鈉濃度包括到固定化細胞質量。假如海藻酸鈉濃度過高，將極難形成凝膠珠；假如濃度過低，形成凝膠珠所包埋酵母細胞數目少，影響試驗效果。應該注意什么問題？第41頁4、海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合

將溶化好海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化醉母細胞，進行充分攪拌，使其混合均勻，再轉移至注射器中。為何海藻酸鈉溶液要冷卻？第42頁第43頁5、固定化酵母細胞

以恒定速度遲緩地將注射器中溶液滴加到配制好Cacl2溶液中，觀察液滴在Cacl2溶液中形成凝膠珠情形。將這些凝膠珠在Cacl2溶液中浸泡30min左右。你知道還有什么地方能夠用到氯化鈣？第44頁第45頁

剛形成凝膠珠應在CaCl2溶液中浸泡一段時間，方便形成穩定結構。檢驗凝膠珠質量是否合格，能夠使用以下方法：一是用鑷子夾起一個凝膠珠放在試驗桌上用手擠壓，假如凝膠珠不輕易破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠制作成功。二是在試驗桌上用力摔打凝膠珠，假如凝膠珠很輕易彈起，也能表明制備凝膠珠是成功。第46頁這一階段成功是否呢？怎樣評價？觀察凝膠珠顏色和形狀:假如制作凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉濃度偏低，固定酵母細胞數目較少；假如形成凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。第47頁（二）用固定化細胞發酵1、將固定好酵母細胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2-3次。2、將150mL質量分數為10%葡萄糖溶液轉移到200mL錐形瓶中，再加入固定好酵母細胞，置于25℃下發酵24h。第48頁第49頁這一階段成功是否呢？怎樣評價？觀察發酵葡萄糖溶液；利用固定酵母細胞發酵產生酒精，能夠看到產生了很多氣泡，同時會聞到酒味。還有其它方法嗎？第50頁請思索課后練習

P52第51頁類型優點不足直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等。對環境條件非常敏感，輕易失活；溶液中酶極難回收，不能被再次利用，提升了生產成本；反應后酶會混在產物中，可能影響產品質量。固定化酶酶既能與反應物接觸，又能與產物分離，同時，固定在載體上酶還能夠被重復利用。一個酶只能催化一個化學反應，而在生產實踐中，很多產物形成都經過一系列酶促反應才能得到。第52頁固定化細胞成本低，操作更輕易。固定后酶或細胞與反應物不輕易靠近，可能造成反應效果下降等。類型優點不足第5