酵母细胞的固定化(定)ppt课件.ppt
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1、429572439gao,课题3,酵母细胞的固定化,授课教师:王燕娇,一、课题背景,阅读课题背景并思考:1、直接使用酶制剂在应用中各有什么优、缺点?如何解决使用酶制剂时的缺陷?2、固定化酶技术在应用中各有什么优、缺点?如何解决使用固定化酶技术在应用时的缺陷?3、固定化细胞在应用中各有什么优、缺点?,1、直接使用酶制剂,天然酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶 剂等条件非常敏感,容易失活,溶液中酶很难回收,不能再次利用,提高了生产成本,反应后,酶会混在产物中,影响产品质量,难以在工业生产中广泛应用,(1)优点,(2)缺点,催化效率高、低耗能、低污染,大规模地应用于食品、化工等各个领域,如何解决这些问
2、题?,1、直接使用酶制剂,(3)解决方案,固定化酶技术,2、固定化酶,(1)含义:,将酶固定在不溶于水的载体上。,(3)优点:,酶既能与反应物接触,又能与产物分离,同时,固定在载体上的酶还可以被反复利用。,(4)缺点:,一种酶只能催化一种化学反应,而在实际生产中,很多产物的形成是通过一系列的酶促反应才能得到。,(5)解决方案:,固定化细胞技术,(2)实例:,利用固定化酶技术生产“高果糖浆”。,固定化酶的应用实例:生产高果糖浆,1、什么是高果糖浆?使用它有何好处?,高果糖浆是果糖含量为42%左右的糖浆。作为蔗糖的替代品,高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病,对人的健康有利。,再
3、思考:果糖属于什么糖?,果糖是一种:单糖 分子式:C6H12O6,2、生产高果糖浆需要什么酶?其作用是什么?这种酶有何特点?直接使用酶时有什么缺点?,生产高果糖浆需要:作用:特点:直接使用酶时的缺点:,葡萄糖异构酶,酶稳定性好,可持续发挥作用,将葡萄糖转化为果糖,酶溶于葡萄糖溶液后,就无法从糖浆中回收,造成很大的浪费。,如何改进?,3、改进:,固定化酶技术,4、具体做法:,5、优点:,反应柱能连续使用半年,大大降低了生产成本。提高了果糖的产量和品质。,3、固定化细胞,(1)含义:,将细胞固定在一定空间内的技术。,(2)优点:,成本低、操作容易、对酶活性的影响更小、可以催化一系列的反应、容易回收
4、,(3)缺点:,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,由于大分子物质难以自由通过细胞膜,因此固定化细胞的应用也受到限制。,但相对较为完善。,二、酶和细胞固定化方法(看课本P50),思考:固定化酶或固定化细胞指什么? 可以采取哪些方法进行固定?各有什么利弊?,1、固定化酶或固定化细胞:,指利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。,2、方法:,将酶(或细胞)包埋在细微网格里,将酶(或细胞)相互结合,或将其结合到载体上。,将酶(或细胞)吸附在载体表面上,包埋法,化学结合法,物理吸附法,固定化酶或固定化细胞采取的方法,【比较】酶和细胞的固定方法和特点,酶分子很小,容易从包埋
5、材料中漏出。,细胞体积大,难以被吸附或结合。,思考1对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么?思考2将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应,应当固定(酶、细胞)。,吸附法。,三、实验操作:包埋法固定细胞,明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。,1、包埋法固定细胞:,即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中。,2、包埋时常用的载体包括:,海藻酸钠:一种天然多糖,是由海带中提取的天然多糖碳水化合物,可作为食用的食品添加剂,也可作为支架材料用于医学用途,其温和的溶胶凝胶过程、良好的生物相容性使其适于作为释放或包埋药物。,三、实验操作,(一)制备固定化酵母细胞,(二)用
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