課題3酵母細(xì)胞固定化第1頁(yè)知識(shí)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(yè)在食品、化工、輕紡、醫(yī)藥等領(lǐng)域大規(guī)模使用酶制劑，說明酶制劑使用有很多優(yōu)點(diǎn)，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(diǎn)嗎？你能舉出一些例子嗎？第3頁(yè)酶制劑存在缺點(diǎn)：

1、通常對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)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(chǎn)成本；

3、反應(yīng)后會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。第4頁(yè)

假如你是工程技術(shù)人員，你怎樣處理這個(gè)問題？第5頁(yè)1、處理酶應(yīng)用中存在問題方法是？2、這種方法優(yōu)點(diǎn)是什么？3、什么是高果糖漿？使用它有何好處？4、生產(chǎn)高果糖漿需要什么酶？其作用是什么？這種酶有何特點(diǎn)？5、了解高果糖漿生產(chǎn)過程。一、固定化酶應(yīng)用實(shí)例第6頁(yè)1、固定化酶技術(shù)。即將酶固定在一定空間內(nèi)技術(shù)（如固定在不溶于水載體上）。2、固定化酶技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：（1）使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；（2）固定在載體上酶能夠被重復(fù)利用。第7頁(yè)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(huì)像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病，對(duì)人健康有利。你能寫出果糖分子式嗎?它屬于什么糖?第8頁(yè)4、生產(chǎn)高果糖漿需要葡萄糖異構(gòu)酶；其作用是將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖；這種酶穩(wěn)定性好，可連續(xù)發(fā)揮作用。你能寫出方程式嗎?第9頁(yè)5、固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿圖示：注意反應(yīng)柱各部分名稱。你能說出反應(yīng)柱優(yōu)點(diǎn)嗎？第10頁(yè)生產(chǎn)流程含淀粉漿液α-淀粉酶糊精糖化酶葡萄糖葡萄糖異構(gòu)酶葡萄糖異構(gòu)化42%～45%轉(zhuǎn)化結(jié)果糖果葡糖漿果糖和葡萄糖分離葡萄糖再次異構(gòu)化重復(fù)屢次果糖含量70%～90%高果糖漿第11頁(yè)反應(yīng)柱能連續(xù)使用六個(gè)月，大大降低了生產(chǎn)成本，提升果糖產(chǎn)量和質(zhì)量。優(yōu)點(diǎn)：第12頁(yè)練習(xí)：1、以下說法不正確是（）A、葡萄糖與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成是果糖B、從固定化酶反應(yīng)柱下端流出是果糖C、高果糖漿不會(huì)像蔗糖那樣誘發(fā)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(yè)2、研究認(rèn)為，用固定化酶技術(shù)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(jī)磷農(nóng)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(yíng)養(yǎng)第14頁(yè)酶：

優(yōu)點(diǎn)：摧化效率高，低耗能低污染實(shí)際問題：對(duì)環(huán)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(chǎn)成本；應(yīng)后酶混在產(chǎn)物中，如不去除，會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)構(gòu)想：將酶固定在不容于水載體上固定化酶：優(yōu)點(diǎn)：酶即能與反應(yīng)物接觸，又輕易與反應(yīng)物分離，同時(shí)，還能夠重復(fù)利用構(gòu)想：酶是細(xì)胞合成，能否將合成酶細(xì)胞直接固定？固定化細(xì)胞：成本低，操作更輕易第15頁(yè)2.將酶固定化方法將酶（或細(xì)胞）包埋在細(xì)微網(wǎng)格里將酶（或細(xì)胞）相互連接起來將酶（或細(xì)胞）吸附在載體表面上包埋法化學(xué)結(jié)正當(dāng)吸附法第16頁(yè)

在生產(chǎn)實(shí)際中使用固定化酶技術(shù)有沒有不足?如有不足,怎么辦?有。一個(gè)酶只能催化一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)際中很多產(chǎn)物形成都經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)才能進(jìn)行，所以操作比較麻煩?？刹扇」潭ɑ?xì)胞技術(shù)。第17頁(yè)二、固定化細(xì)胞技術(shù)1、概念：利用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定在一定空間技術(shù)。細(xì)胞中含有一系列酶，在細(xì)胞正常生命活動(dòng)過程中，經(jīng)過代謝產(chǎn)生所需要代謝產(chǎn)物。第18頁(yè)酶和細(xì)胞固定方法選擇①酶適合采取化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定②細(xì)胞適合采取包埋法固定（1）、方法（2）、原因①細(xì)胞個(gè)大，酶分子很?、趥€(gè)體大細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合而個(gè)小酶輕易從包埋材料中漏出第19頁(yè)類型優(yōu)點(diǎn)不足直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等。對(duì)環(huán)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(chǎn)成本；反應(yīng)后酶會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。固定化酶酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時(shí)，固定在載體上酶還能夠被重復(fù)利用。一個(gè)酶只能催化一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物形成都經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)才能得到。固定化細(xì)胞成本低，操作更輕易。固定后酶或細(xì)胞與反應(yīng)物不輕易靠近，可能造成反應(yīng)效果下降等。第20頁(yè)課堂討論：

1．從操作角度來考慮，你認(rèn)為固定化酶技術(shù)與固定化細(xì)胞技術(shù)哪一個(gè)方法更輕易？哪一個(gè)方法對(duì)酶活性影響更小？2．固定化細(xì)胞固定是一個(gè)酶還是一系列酶？3．假如想將微生物發(fā)酵過程變成連續(xù)酶反應(yīng)，應(yīng)該選擇哪種方法？4．假如反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，選擇哪種方法？固定化細(xì)胞技術(shù)固定化細(xì)胞固定是一系列酶固定化細(xì)胞技術(shù)固定化酶技術(shù)第21頁(yè)3、固定化細(xì)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(yè)鞏固練習(xí)1、酶固定化技術(shù)與細(xì)胞固定化技術(shù)關(guān)系是A酶固定化技術(shù)是細(xì)胞固定化技術(shù)基礎(chǔ)B細(xì)胞固定化技術(shù)是酶固定化技術(shù)基礎(chǔ)C酶固定化技術(shù)與細(xì)胞固定化技術(shù)是同時(shí)發(fā)展起來D固定化細(xì)胞技術(shù)先于酶固定化技術(shù)第23頁(yè)2、固定化細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)是()。A.能催化大分子物質(zhì)水解B.可催化一系列化學(xué)反應(yīng)C.與反應(yīng)物易靠近D.有利于酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用第24頁(yè)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(xì)微網(wǎng)格里D．將酶制成固體酶制劑，如加酶洗衣粉中酶第25頁(yè)4、假如反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，采取那種方法催化受限制()。A．直接使用酶B．使用化學(xué)方法結(jié)合酶C．使用固定化細(xì)胞D．使用物理吸附法固定酶第26頁(yè)5、以下關(guān)于酶和細(xì)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(xué)結(jié)合或物理吸附法固定酶C．細(xì)胞個(gè)大，難被吸附或結(jié)合D．細(xì)胞易采取包埋法固定第27頁(yè)6、

關(guān)于固定化酶敘述不正確是()。A．既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)物分離B．固定在載體上酶可被重復(fù)利用C．可催化一系列反應(yīng)D．酶活性和穩(wěn)定性受到限制第28頁(yè)7、固定化細(xì)胞對(duì)酶活性影響最小，根本原因是()。A．防止了細(xì)胞破碎、酶提取純化過程B．固定化細(xì)胞在各種酶促反應(yīng)中連續(xù)發(fā)揮作用C．促化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用D．細(xì)胞結(jié)構(gòu)確保了各種酶在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)中有效發(fā)揮作用第29頁(yè)8、固定化酶技術(shù)常采取A包埋法B化學(xué)結(jié)合和物理吸附法C活化法D微囊化法第30頁(yè)9、細(xì)胞固定化技術(shù)與酶固定化技術(shù)相比，所具備特點(diǎn)是A成本更低、操作更輕易、不能連續(xù)性生產(chǎn)B成本更高、操作更難、不能連續(xù)性生產(chǎn)C成本更低、操作更輕易、能連續(xù)性生產(chǎn)D成本更低、操作更難、能連續(xù)性生產(chǎn)第31頁(yè)三、試驗(yàn)操作（一）制備固定化酵母細(xì)胞閱讀P50~51思索以下問題：（1）制備過程包含哪幾個(gè)步驟？（2）你認(rèn)為哪個(gè)步驟操作是最主要一環(huán)？（3）各步驟應(yīng)該分別注意什么問題？第32頁(yè)1、酵母細(xì)胞活化思索：關(guān)于酵母菌你有哪些知識(shí)？什么是活化？怎樣活化？應(yīng)注意什么？第33頁(yè)第34頁(yè)活化：讓處于休眠狀態(tài)微生物重新恢復(fù)正常生活狀態(tài)；本質(zhì)：加緊新陳代謝；方法：加入適量水。你能說出理由嗎？第35頁(yè)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(xì)胞混合均勻，成糊狀，放置1h左右使其活化第36頁(yè)思索：

你認(rèn)為酵母活化操作有哪些注意事項(xiàng)？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(yè)2、配制物質(zhì)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(yè)3、配制海藻酸鈉溶液第39頁(yè)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(diào)成糊狀，直至完全溶化，用蒸餾水定容至10mL。注意，加熱時(shí)要用小火，或者間斷加熱，重復(fù)幾次，直到海藻酸鈉溶化為止第40頁(yè)

加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最主要一環(huán)，包括到試驗(yàn)成敗，一定要按照教材提醒進(jìn)行操作。海藻酸鈉濃度包括到固定化細(xì)胞質(zhì)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(xì)胞數(shù)目少，影響試驗(yàn)效果。應(yīng)該注意什么問題？第41頁(yè)4、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)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(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁蛊浠旌暇鶆?，再轉(zhuǎn)移至注射器中。為何海藻酸鈉溶液要冷卻？第42頁(yè)第43頁(yè)5、固定化酵母細(xì)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(yè)第45頁(yè)

剛形成凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時(shí)間，方便形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。檢驗(yàn)?zāi)z珠質(zhì)量是否合格，能夠使用以下方法：一是用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在試驗(yàn)桌上用手?jǐn)D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(yàn)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(yè)這一階段成功是否呢？怎樣評(píng)價(jià)？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(xì)胞數(shù)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(yè)（二）用固定化細(xì)胞發(fā)酵1、將固定好酵母細(xì)胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2-3次。2、將150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移到200mL錐形瓶中，再加入固定好酵母細(xì)胞，置于25℃下發(fā)酵24h。第48頁(yè)第49頁(yè)這一階段成功是否呢？怎樣評(píng)價(jià)？觀察發(fā)酵葡萄糖溶液；利用固定酵母細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，能夠看到產(chǎn)生了很多氣泡，同時(shí)會(huì)聞到酒味。還有其它方法嗎？第50頁(yè)請(qǐng)思索課后練習(xí)

P52第51頁(yè)類型優(yōu)點(diǎn)不足直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等。對(duì)環(huán)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(chǎn)成本；反應(yīng)后酶會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。固定化酶酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時(shí)，固定在載體上酶還能夠被重復(fù)利用。一個(gè)酶只能催化一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物形成都經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)才能得到。第52頁(yè)固定化細(xì)胞成本低，操作更輕易。固定后酶或細(xì)胞與反應(yīng)物不輕易靠近，可能造成反應(yīng)效果下降等。類型優(yōu)點(diǎn)不足第5