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1、清溪中学 陈华毅,课题3 酵母细胞的固定化,一、酶的应用：,优点：催化效率高、低耗能、低污染,缺点： 1、对环境条件敏感、易失活； 2、难回收、不能再次利用、成本高： 3、反应后，酶混在产物中，影响产品质量,如何解决？,课题背景,固定化酶：,（固定化酶）,水溶性酶,水不溶性载体,原理,二、基础知识,（一）、生产高果糖浆的实例,1、需要酶,葡萄糖异构酶,2、葡萄糖异构酶的优点,稳定性好、可以持续发挥作用,3、在生产中直接使用酶有什么缺点？,酶溶解于葡萄糖溶液后，无法回收，造成浪费,固定化酶的反应柱示意图,葡萄糖,反应柱,果糖,上端注入,下端流出,生产过程：,4.固定化酶在生产实践中的优点,（1）
2、反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本. （2）提高了果糖的产量和质量。,酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，提高产品质量；酶还可以反复利用，节约成本。,（二）固定化细胞技术,1.将酶或细胞固定化的方法,将酶（或细胞）包埋在细微网格里,将酶（或细胞）相互连接起来,将酶（或细胞）吸附在载体表面上,包埋法,化学结合法,吸附法,2.固定化酶和固定化细胞的联系与区别,联系：应用相同，都能催化某些反应,区别：,（1）固定化细胞技术操作容易，成本低，容易回收；,（2）固定化细胞技术对酶活性影响更小；,（3）固定化细胞固定的一系列酶；,（4）由于大分子难以通过细胞膜，因此固定化细胞的应用有一定的限制；,
3、3. 固定化细胞常用的载体材料,明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等，,其共同的特点是不溶于水的多孔性载体,海藻酸钠,聚丙烯酰胺,三、发酵操作 流程,酵母细胞的活化,配制CaCl2溶液,配制海藻酸钠溶液,将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合,固定化酵母细胞,冲洗凝胶珠,酒精发酵,（一）制备固定化酵母细胞,实验操作,（二）用固定化酵母细胞发酵,实验操作,1、将固定化的酵母细胞（凝胶珠）用蒸馏水冲洗2到3次。,2、将150ml质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200ml的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于25摄氏度下发酵24h。,利用固定化酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多气泡，同
4、时会闻到酒味。,细胞的固定化要在严格的无菌条件下进行；反复使用固定化酵母细胞时，需要避免微生物的污染。 在应用固定化酵母细胞进行酒精发酵时要注意控制好温度，保证缺氧的环境，并且发酵时间要稍长一些，增强实验效果。,催化效率高，低耗能、低污染,对环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。,酶既能与反应物接触，又能与反应物分离，同时固定在载体上的酶还可以被反复利用。,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形成都通过一系列的酶促反应才能得到。,成本低，操作更容易,固定后的细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降。,
