实验一固定化酵母酒精发酵
一、实验目的
掌握制备固定化细胞中最基本、最常用的方法。
掌握固定化酵母酒精发酵工艺。
掌握酒精的提取及测定方法。
二、实验原理
固定化酶和固定微生物细胞的原理是将酶或微生物细胞利用物理的或化学的方法，使酶或细胞与固体的水不溶性支持物（或称载体）相结合，使其既不溶于水，又能保持酶和微生物的活性。它在固相状态作用于底物，具有离子交换树脂那样的特点，有一定的机械强度，可用搅拌或装柱形式与底物溶液接触。由于酶和微生物细胞被固定在载体上，使得它们在反应结束后，可反复使用，也可贮存较长时间使酶和微生物活性不变。
一般胞内酶、提纯酶在固定化中或固定化后常不稳定，而固定化微生物不仅可避免复杂的酶提取和纯化过程，同时解决了酶的不稳定性问题。细胞固定化后，酶活较高，操作稳定性较好，可在多步酶促反应中应用并便于连续化、自动化操作。若代谢底物及产物均为低分子物质时使用固定化微生物细胞效果更佳。
微生物细胞固定化常用载体有：1、多糖类（纤维素、琼脂、葡聚糖凝胶、藻酸钙、K一角叉胶、DEAE-纤维素等）；2、蛋白质（骨胶原、明胶等）；
3、无机载体（氧化铝、活性炭、陶瓷、磁铁、二氧化硅、高岭土、磷酸钙凝胶等）；
4、合成载体（聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、酚醛树脂等）。选择载体原则以价廉、无毒、强度高为好。微生物细胞固定化常用的方法有三大类：1．吸附法
吸附法是将细胞直接吸附于惰性载体上，分物理吸附法与离子结合法。（1）物理吸附法是利用硅藻土、多孔砖、木屑等作为载体，将微生物细胞吸附住。（2）离子结合法是利用微生物细胞表面的静电荷在适当条件下可以和离子交换树脂进行离子结合和吸附制成固定化细胞。吸附法优点是：操作简便、载体可再生；缺点是：细胞与载体的结合力弱、pH、离子强度等外界条件的变化都可以造成细胞的解吸而从载体上脱落。
2．包埋法
是将微生物细胞均匀地包埋在水不溶性载体的紧密结构中，细胞不至漏出而废物和产物可以进入和渗出。细胞和载体不起任何结合反应．细胞处于最佳生理状态。因此，酶的稳定性高，活力持久，所以目前对于微生物细胞的固定化大多采用包埋法。本次实验作为重点训练。
3．共价交联法
是利用双功能或多功能交联剂，使载体和酶或微生物细胞相互交联起来，成为固定化酶或固定化细胞。常用的最有效的交联剂是戊二醛。这是一种双功能的交联剂，在它的分子中，一个功能团与载体交联，另一个功能团与酶或细胞交联。此法最为突出的优点是：固定化酶或细胞稳定性好，共价交联剂和载体都很丰富。
然而到目前为止，尚无一种可用于所有种类的微生物细胞固定化的通用方法，因此，对某一待定的微生物细胞来说。必须选择其合适的固定化方法和条件。
三、实验材料
1、菌种：酿酒酵母。
2、培养基
（1）种子培养基YEPD
酵母粉 10g 葡萄糖 20g
蛋白胨 20g 自来水 1000ml
pH 5.5
分装100ml培养基于300ml锥形瓶中，经0.1MPa灭菌20min。
（2）酒精发酵培养基
酵母粉 10g 葡萄糖 80g
蛋白胨 10g 自来水 1000ml
调pH4.7，115℃灭菌20min备用。
3、主要药品
玉米粉、耐高温a－淀粉酶、糖化酶、硫酸、pH试纸、海藻酸钠、葡萄
等。
糖、蛋白胨、酵母粉、生理盐水、CaCl
2
碘液：碘1g，碘化钾2g，蒸馏水300mL，在棕色瓶中保存。
4、器皿及仪器
恒温水浴锅、培养箱、粉碎机、电炉、高压灭菌锅、显微镜、糖度计、量筒、纱布、500ml三角瓶、100ml烧杯、500ml烧杯、1000ml烧杯、培养皿、无菌10ml注射器外套及5＃静脉针头、移液管、玻璃棒、冷凝管等。
四、实验步骤
（一）酒精发酵培养基的配制
配酒精发酵培养基，分装300ml入500ml三角瓶，115℃灭菌20min备用。
（二）包埋法固定化酵母细胞
1、酵母种子液的制备
挑取新鲜斜面菌种几环，接入装有100mlYEPD培养基的锥形瓶中，30℃振荡培养，培养30h。
2、海藻酸钠凝胶固定化酵母细胞的制备
海藻酸钠凝胶是从海藻中提取获得的藻酸盐，为D—甘露糖醛酸和古洛
糖醛酸的线性共聚物，多价阳离子如Ca2＋、Al3＋可诱导凝胶形成。将微生物
细胞与海藻酸钠溶液混匀后，通过注射器针头或相似的滴注器将上述混合液
溶液中，Ca2＋从外部扩散进入海藻酸钠与细胞混合液珠内，使藻滴入CaCl
2
酸钠转变为水不溶的藻酸钙凝胶，由此将微生物细胞包埋在其中。在此法的
使用中，应尽量避免培养基中含有钙螯合剂（如磷酸根），因为它可导致钙
的溶解和释放，并由此引起凝胶的破坏。
称取0.8g海藻酸钠于100ml烧杯中，加去离子水少许，调成糊状，再加
入其余的水（总量为20ml）。火上加温至熔化，0.1MPa灭菌20min，冷却至
45℃左右，加入4ml酵母培养液，混合均匀，倒入一个无菌的小塑料瓶中或
注射器外套并与5＃静脉针头相连，通过1.5～2.0mm的小孔，以恒定的速度
滴到100ml无菌烧杯中，杯中预先盛有50ml含10％葡萄糖的已灭菌的10％
CaCl
（胶诱导剂）溶液，使形成凝胶珠。浸泡30min后，将凝胶珠转入无菌2
烧杯中，用无菌去离子水洗涤三次，然后接种入300ml酒精发酵培养基中，
置25℃下发酵7天，测定酒精含量。另外，再取10ml未经固定化的酵母种
子液投入到装有300ml酒精发酵培养基中作为对照，同样条件下发酵7天后
测酒精含量。
（三）酒精发酵液的蒸馏及酒精度的测定
取100ml发酵液，倒入500ml圆底烧瓶中，加100ml蒸馏水蒸馏，当开
始流出液体时，用100ml量筒接收馏出液100ml，并用酒精比重计测量其酒
精度。
剩余的发酵液全部倒出后弃去，将固定化细胞用无菌去离子水洗3次，
加入发酵培养基继续培养，可反复使用数十次。
五、实验报告内容
1、记录双酶法糖化工艺步骤。
2、记录用海藻酸钠凝胶包埋酵母细胞的过程。
3、比较实验中固定化与游离的酵母细胞产酒精量有何差别？
六、思考题
1、淀粉质原料双酶法糖化工艺的应用在发酵工业上有何意义？
2、微生物细胞固定化在发酵工业上有何意义？
《酵母细胞的固定化》教学设计 人教版·普通高中课程标准实验教科书·生物·选修1 【教学目标】 1.说出固定化酶和固定化细胞的作业和原理。 2.尝试制备固定化酵母细胞,并利用固定化细胞进行酒精发酵。 【学情分析】 本课题是人教版选修一《生物技术实践》中专题4酶的研究与应用中的内容，学生在必修一里已经学习了有关酶和细胞呼吸的知识,而本课题涉及的固定化细胞技术是这两个知识在生产中的应用。课标中要求尝试制备固定化酶应用,但由于技术要求高,固定化酶的作用、原理及其在生产中的应用,主要是通过高果糖浆的生产实例来了解。固定化细胞技术难度较低,由于实验条件限制,我也只是通过视频让学生了解固定化酵母细胞技术的操作,然后让学生了解利用固定化细胞技术酿酒。 【教学重点】 制备固定化酵母细胞 【教学难点】 制备固定化酵母细胞 【教学过程】 自主学习与合作探究 知识点一: 基础知识 （一）课题背景 酶：优点：催化效率，低耗能、低污染,广泛应用各个领域。 问题：对环境条件，易失活；很难，不能再次利 用,提高了生产成本;反应后混合在产物中,如不除去, 会影响产品质量。 设想：将酶固定在的载体上。 固定化酶：优点：既能，也能，同时还可 以被利用。 问题：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中,很多产
物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的 设想：将合成酶的直接固定。 固定化细胞：优点：成本更，操作更。 （二）固定化酶的应用实例 合作探究： 1.在高果糖浆的生产中，未加固定化酶存在哪些问题？ 2.结合教材49页图示，说明其工作原理。 （三）固定化细胞技术 1．概念：固定化酶和固定化细胞是利用或方法将酶或细胞固定在一定空间的技术。 2．方法：、和法。 合作探究： 1. 概述固定化酶更适合哪种方法？为什么？那么固定化细胞呢？ 2. 三种方法从操作角度看，哪种方法更容易？哪种方法对酶活性影响更 小？ 3. 固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？如将微生物的发酵过程变成 连续的酶反应，应选哪种？反应物为大分子又应选哪种？ 4. 包埋法常用的载体是哪些？ 知识点二: 实验设计 制备固定化酵母细胞及发酵流程： 配制溶液配制溶液 混合 冲洗发酵 合作探究： 1. 如何理解活化？ 2. 加热溶化海藻酸钠时注意什么？为什么？ 3. 为什么海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞并不断搅拌？ 4. 将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合液注入CaCl2溶液时应注意什么？ 5. 发酵时冲洗2-3次目的是什么？以及发酵的温度，时间各为多少？
高中生物选修一制备固定化酵母细胞 制备固定化酵母细胞（教案） 一、教学目标 1比较直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的优点和缺点。 2、尝试制备固定化酵母细胞，并了解利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。 3、能运用该部分内容解决一些实际问题。 二、教学重点与难点制备固定化酵母细胞 三、导入新课反馈练习1、2、3题，强调实验的重要性 四、知识回顾 1、列表比较直接使用酶、使用固定化酶和使用固定化细胞催化反应，各有哪些优点和缺点, 并各举一例。 2、固定化酶和固定化细胞技术利用的方法有哪些？ 3、固定化细胞常用的方法是哪一种？为什么？ 4、催化大分子物质反应，应该采用固定化酶的方法还是固定化细胞的方法？为什么？ 五、实验操作步骤 1、酵母细胞的活化 称取1g干酵母，放入50ml的小烧杯中，加入蒸馏水10ml，用玻璃棒搅拌，使酵母细胞 混合均匀，成糊状，放置1h左右，使其活化（问：什么是活化？活化后酵母细胞的体积会变） 2、配制0.05mol/L 的CaCl2 溶液 （问：为什么要配制CaCl2溶液？答：___________________________________________ ） 称取无水CaCl20.83g,放入200ml的烧杯中，加入150ml蒸馏水，使其充分溶解，待用。 3、配制海藻酸钠溶液（该实验成败的关键步骤）
称取0. 7g海藻酸钠，放入50ml小烧杯中，加入10ml水，用酒精灯加热，边加热边搅拌，将海藻酸钠调成糊状，直至完全溶化，用蒸馏水定容至10ml。注意，加热时要用小火，或者间断加热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。 （问：为什么要小火或者间断叫热？_____________________________________________________ 海藻酸钠浓度不能太高，也不能太低。原因是：太高_______________ ,太低______________ ）4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混 合均匀，再转移至注射器中。（为什么要冷却？___________________________________ ） 5、固定化酵母细胞 以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，观察液滴在CaCl2 溶液中形成凝胶珠的情形。将这些凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30分钟。 （为什么要浸泡30分钟？______________________________________________________ ） 五、反馈练习（见学案） 六、教学反思 1、学生的实验结果并不理想，凝胶珠基本上都带尾巴，可能是海藻酸钠浓度太高或太低。 而学生配的海藻酸钠浓度普遍太低，说明蒸馏水加得太多，做得较好的同学，加10ml蒸馏水溶解海藻酸钠后，再加3—5ml。每次买的海藻酸钠批次不同，需要加的蒸馏水的量也不同，所以在学生实验前老师都要预先做一遍。 2、学生在溶解海藻酸钠时加了蒸馏水还没充分搅拌就加热，所以出现海藻酸钠有的形成硬块没有溶化的现象，今后实验过程中要加强这方面的指导。
酵母菌酒精发酵实验方案 实验方案 酵母菌酒精发酵地条件研究 学院（部）：生物与化学工程学院 专业：生物工程 学生姓名： 学 班 指导 1 2 ｇ玉米粉 糖化：糖化时地工艺条件为：糖化温度为５８℃，ｐＨ值为４．５，糖化时间为３．５ｈ，糖化酶地添加量为０．３ｇ／１００ｇ玉米粉. 活化培养基 本实验在进行实验时采用察氏(czapck)培养基地配制，配方如下表一：
表一 扩大培养基 扩大培养仍然用察氏(czapck)培养基，由于要用液体地，所以将其中地琼脂配料去掉. 1 2 3 （1 （2 按照 中90℃液化3.5h.边液化边搅拌. （3）玉米粉地糖化 将液化后地玉米液中按照0.3g/100ml加入液化液中.再在水浴锅中，58℃糖化3.5h. （4）过滤 糖化后地糖化液有可能有没有彻底液化地玉米颗粒，会造成浑浊，这时需要对糖化液进行过 滤操作.
操作步骤： 最后与以上培养基一起进行灭菌处理.灭菌时，清洗16支移液管，与培养基一起灭菌. （5）活化步骤 器材：酒精灯，接种针，母菌，斜面培养基，消毒酒精. 步骤：1、将器材放于实验台上.对双手合桌面进行灭菌.对接种针进行灼烧灭菌.2、在酒精灯旁按照无菌操作步骤在酒精灯火焰旁取下试管棉塞.3、将灼烧后地接种针伸入母菌试管取粘 培养. ， 不同菌量下地发酵 器材：扩大菌种，移液管四个，酒精灯，发酵液，洗耳球. 步骤：1、将实验器材放于实验台上.2、用移液管移取8%地扩大菌种到发酵液中.3、塞好棉塞，将发酵液存放于30℃条件下发酵2d.4、按照以上步骤，分别移取10%、12%、14%地扩大菌种到发酵液中，30℃培养2d，之后进行酒精检测. 不同醪液浓度下地发酵
实验二酵母细胞固定化及乙醇发酵 一、实验目的要求 1、掌握微生物细胞固定化的原理和基本技术 2、学习酵母乙醇发酵过程 二、实验原理 （一）固定化细胞（immobilized cell ） 固定化细胞技术是指用物理或化学的手段将游离细胞定位于限定的空间区域，并使其保持催化活性、反复使用的方法。近十余年来生物工程研究的重点领域之一；固定化细胞与固定化酶技术一起组成了现代的固定化生物催化剂技术。 优点：细胞密度高、反应速度快、耐毒害能力强、产物分离容易、可反复使用、能实现连续操作，可大大提高生产能力。 应用：已涉及到食品、化学、医药、化学分析、环境保护、能源开发等领域。用于生产各种胞外产物，包括酒精酒类、氨基酸、有机酸、酶、辅酶、抗生素、甾体转化、废水处理；用于制造微生物传感器 （二）制备方法：吸附法；包埋法；共价结合法；交联法； 1、吸附法：又叫载体结合法，依据带电的微生物细胞和载体之间的静电、表面张力和黏附力的作用，使细胞固定在载体表面和内部； 简便，活力损失小；但细胞与载体作用力小，易脱落 2、包埋法：分为凝胶包埋法和半透膜包埋法。 凝胶包埋法是将细胞包埋在各种凝胶内部的微孔中而使细胞固定； 半透膜包埋法是将细胞包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内。 简单，条件温和，稳定性好，包埋细胞容量高。 3、共价结合法：细胞表面上功能团和固相支持物表面的反应基团之间形成化学共价键连接，从而形成为固定化细胞。 细胞与载体结合紧密，不易脱落；但制备较难，且活力损失较大。 4、交联法：利用双功能或多功能试剂，直接与细胞表面的反应基团（如氨基酸、羟基、咪唑基等）发生反应，使其彼此交联形成网状结构的固定化细胞，其结合力是共价键。 此法制备麻烦，活力损失较大；但细胞与载体结合较紧。 （三）载体 多糖类：纤维素、琼脂、葡萄糖凝胶、藻酸钙、K-角叉胶、DEAE-纤维素等 蛋白质：骨胶原、明胶等 无机载体：氧化铝、活性炭、陶瓷、磁铁、二氧化硅、高岭土、磷酸钙凝胶等 合成载体：聚丙稀酰胺、聚苯乙烯、酚醛树脂等 海藻酸盐是一种广泛应用的固定化介质，具有化学稳定性好、无毒、包埋效率高且价格低廉等优点。但是海藻酸钙包埋细胞时，凝胶颗粒易发生破损、软化等问题，凝胶颗粒的稳定性和机械强度较差，不利于固定化细胞的多次利用。 三、实验步骤 第一阶段酵母菌培养 1、培养基配制及分装
实验一酵母细胞的固定化 一、实验原理与目的 原理：固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或者细胞固定在一定空间的技术，包括包埋法,化学结合法（将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上）和物理吸附法固定化，细胞多采用包埋法固定化。 常用的包埋载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维和聚丙烯酰胺等。本实验选用海藻酸钠作为载体包埋酵母菌细胞。 目的:了解细胞固定化的原理；掌握酵母细胞固定化实验操作. 二、仪器与用具 仪器:50ml烧杯、200ml烧杯、玻璃棒、量筒、酒精灯、石棉网、针筒、三角瓶、水浴锅、恒温箱. 化学材料：活化酵母菌(酵母悬液)、蒸馏水、无水CaCl2、海藻酸钠、葡萄糖。 三、试剂配制 1、0.05mol/L的CaCl2溶液150ml； 2、海藻酸钠溶液：每0.7g海藻酸钠加入10ml水加热溶液成糊状； 3、10％葡萄糖溶液150ml。 四、实验方法与步骤 1、干酵母活化：1g干酵母+10ml蒸馏水→50ml烧杯→搅拌均匀→放置1h，使之活化。 2、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已经活化的酵母细胞,用玻璃棒充分搅拌混合均匀。 3、固定化酵母细胞：用20ml注射器吸取海藻酸钠与酵母细胞混合液，在恒定的高度（建议距液面12~15cm处，过低凝胶珠形状不规则，过高液体容易飞溅），缓慢将混合液滴加到CaCl2中，观察液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠的情形。将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。
4、固定化酵母细胞发酵：用5ml移液器吸取蒸馏水冲洗固定好的凝胶珠2～3次，然后加入装有150ml10％葡萄糖溶液的三角瓶中，置于25℃发酵24h,观察结果。 实验开始时，凝胶球是沉在烧杯底部,24h后，凝胶球浮在溶液悬浮在上层,而且可以观察到凝胶球并不断产生气泡，说明固定化的酵母细胞正在利用溶液中的葡萄糖产生酒精和二氧化碳,结果凝胶球内包含的二氧化碳气泡使凝胶球悬浮于溶液上层. 五、结果观察：打开瓶盖，闻气味,观察葡萄糖液中的变化。 六、思考题 1、酵母细胞活化的目的是什么？ 2、为什么凝胶珠需要在CaCl2溶液中浸泡一定时间? 3、观察结果说明了什么问题？ 4、分析可能导致酵母细胞包埋效果不理想的原因。
酵母细胞的固定化 !实验安全: 1.使用酒精灯加热一定注意按照要求,防止烫伤、烧伤和引发火灾！ 2.实验材料一律不能入口，以防发生意外！ 一、实验目的 1、简述固定化酶和固定化细胞的概念； 2、说出固定化酶和固定化细胞的作用、原理、方法； 3、尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵； 4、对实验结果进行评价和分析。 二、知识背景 1.细胞固定化技术 固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学的方法 将酶或细胞固定在一定的空间的技术（图1），包括包埋法、 化学结合法（将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载 体上）和物理吸附法（图2）。一般来说，酶更适合采用化 学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定 化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的细胞难以 被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。固定化酶优点：使酶既能与反应物接触， 又能与产物分离，还可以被反复利用；固定化细胞优点：成本更低，操作更容易，可以催化 一系列的化学反应。 本实验使用包埋法固定细胞，即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中，常用 的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。本实验选用海藻酸钠作载 体包埋酵母细胞：把酵母细胞悬浮在海藻酸钠溶液中，再滴加入CaCl 2溶液，形成海藻酸钙 凝胶小球，细胞包埋在凝胶的小孔中，制成固定化细胞。 2.酵母菌酒精发酵 在无氧条件下，酵母菌利用糖类发酵产生乙醇和CO2的作用，称为酒精发酵，总反应式为： C6H12O6→2C2H5OH+2CO2。酒精发酵是生产酒精及各种酒类的基础。本实验采用固定化酵母发 酵，通过观察生成的CO2量以及最终产物酒精的量，可以判断固定化酵母的发酵能力。 三、材料器材 材料及试剂：干酵母、水、海藻酸钠、CaCl2 器材：烧杯2个（50ml，250ml）、天平、称量纸、玻璃棒、酒精灯、三脚架、石棉网、注射 器、火柴。 四、方法与步骤 （一）制备固定化酵母细胞 1.干酵母活化 称取1g活性酒精干酵母，加入10ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌，使酵母细胞混合均匀成糊 状，放置1h左右，使其活化（课前已准备）。 2.配制CaCl2溶液 称取CaCl22.49g放入250ml烧杯中，加入150ml蒸馏水，使其充分溶解，待用。 3.配制海藻酸钠溶液 称取0.7g海藻酸钠，放入50ml小烧杯中，加入18ml蒸馏水，用酒精灯加热，边加热边搅 拌，将海藻酸钠调成糊状，直至完全溶化。 4.海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混合均 匀，再移至注射器中。 5.固定化酵母细胞 以恒定的速度缓慢将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，观察液滴在CaCl2溶液中 形成凝胶珠的情形。将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。 （二）用固定化酵母细胞发酵 1.将固定好的酵母细胞用蒸馏水冲洗2-3次； 2.将100ml质量分数为10%的蔗糖溶液转移到自备的塑料矿泉水瓶中，再加入固定好的酵母 细胞，挤瘪瓶子，排出部分气体后盖上瓶盖，置于25℃下发酵24h。观察产生的气体和酒精 量。 五、实验结论及分析 你在实验中是否遇到凝胶珠形状不规则或拖尾，密度过小导致漂浮，颜色过白，或 强度不够导致易碎裂等情况？试对本次实验结果进行自评并结合实验操作步骤分析原 因，填在下面的表格中。 图2 图1
第三讲酵母细胞的固定化 ★要点落实： 1 .固定化酶 (1)酶的应用：广泛应用于食品、化工、轻纺、医药等各个领域 (2)应用普通酶的缺点 ①在、、和有机溶剂等环境下容易失活 ②溶液中的酶很难回收，不能被 ________ ，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中， 影响________ 。 (3)固定化酶的实例一高果糖浆的生产 ①反应机理：葡萄糖在 _____________________ 酶的催化下生成果糖。 ②反应柱：酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到柱内，柱子底端装上 分布着许多小孔的筛板，____________ 无法通过小孔，而___________ 溶液可 自由出入。 ③反应过程：将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定 化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从下端流出。 ④反应柱的优点：能 ___________ 半年，大大降低成本，提高果糖的产量和质量。 2.固定化细胞 (1)固定化技术：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)固定化方法 ①__________ 法：将酶或细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中(或细微网格里) 。 ②__________ 法：将酶分子或相互结合，或将其结合到载体上。 ③__________ 法：将酶吸附到载体表面上 (3)固定化酶和固定化细胞的适用方法 ①酶更适合采用___________ 和 ____________ 法固定化，因为酶分子较小，容易从包 埋材料中漏出； ②细胞多采用______________ ，因为细胞体积大，难以被吸附或结合。 (4)常用的包埋细胞的多孔载体：明胶、琼脂糖、 ________________________ 、醋酸纤维素 和聚丙烯酰胺等
酵母细胞的固定化 一、教学目标 1．说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。 2．尝试制备固定化酵母细胞，胞进行酒精发酵。 3．尝试设计实验探究固定化后酵母细胞的活性并利用固定化细及相关产物。 二、教学重点和难点 1．课题重点：制备固定化酵母细胞。 2．课题难点：制备固定化酵母细胞。 3．难点突破：老师课前实践，摸索出各种试剂的最适浓度；录制微课《酵母细胞的固定化》并设计实验学案，让学生课前预习。 三、学法指导 学习微课《酵母细胞的固定化》，思考以下问题： 1．从操作角度来考虑，固定化酶技术与固定化细胞技术哪一种方法更容易？哪一种方法对酶活性的影响更小？ 2．如果反应物是大分子物质，又应该选择哪种方法？ 3．固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？ 4．如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该选择哪种方法？ 5．什么是干酵母的活化？如何活化? 6．如何配制氯化钙溶液？ 7．如何配制海藻酸钠溶液？配制过程中为什么改用水浴加热而不用酒精灯直接加热？8．为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？ 9．如何检验凝胶珠的质量是否合格？ 10．发酵过程中锥形瓶为什么要密封？ 四、实验过程
⑴酵母细胞的活 化 ⑵配制氯化钙溶 液 ⑶配制海藻酸钠 溶液 挑起海藻酸钠观察其粘 稠度
（4）藻酸钠溶液与酵母细胞混合 （5）固定化酵母细胞凝胶珠的大小、颜色、形态 （6）洗涤凝胶珠 （7）用固定化细胞进行发酵实验瓶内气泡 开瓶后的气味
五、结果分析与评价 有条件的话在屏幕上同步直播同学们的实验操作过程，将实验结果拍摄出来进行比较，分析凝胶珠合格与否的原因。 六、后续实验 让有兴趣的同学继续在实验室完成“洗涤”、“酵母细胞的酒精发酵”、“发酵液中葡萄糖剩余量或者酒精的检测”。 七、教学反思 《酵母细胞的固定化》,按照教材中海藻酸钠的浓度配方进行实验的话很难得到合格的凝胶珠，笔者在不断的实践得到更合理浓度配比即0.7g海藻酸钠+25ml蒸馏水；在配制海藻酸钠溶液过程中用酒精灯加热容易焦糊，实践中改用水浴加热；做了这两个改进后学生的成功率大大提升，让他们感受到了收获成功的喜悦，提高后续实验的积极性。本实验中凝胶珠需要在氯化钙溶液中固定30分钟以上，对后续步骤“洗涤”、“酵母细胞的酒精发酵”、“发酵液中葡萄糖剩余量或者酒精的检测”的连贯操作造成了一定的影响。
《酵母细胞的固定化》说课稿 一、使用教材：高中生物选修1生物技术实践（人民教育出版社）专题4课题3酵母细胞的固定化 二、实验龄材：酒精灯、烧杯、玻璃棒、试管、锥形瓶、蠕动泵、铁架台、祛码、一次性注射器、一次性输液器、酒精检测仪、培养皿、刀片 三、实验创新要点： （-）对教材实验的改进 1.直接加热促溶海藻酸钠改进为水浴加热 2.蒸储水活化酵母细胞改进为5固葡萄糖溶液活化 3.注射器改进为小型蠕动泵制作凝胶珠，实现了自动化、标准化 4.观察颜色、摔打法检测凝胶珠质量改进为祛码检测 5.锥形瓶发酵装置改进为注射器+输液器装置，将发酵时间由24h缩减至15min 6.对产物的检测由观察气泡、闻酒味改进为滨麝香草酚蓝水溶液检测CO及酸性重格酸钾溶液检 测酒精 （二）对教材实验的延伸探究 1.固定化酵母的发酵效率低于未固定酵母，但固定化酵母便于回收，可重复利用 2.圆形凝胶珠比拖尾状的异形凝胶珠发酵效率更高 3.提出了使用琼脂糖固定酵母细胞的完整方法 四、实验原理： 固定化细胞技术是将细胞固定于不溶于水的载体上，使细胞既能与反应物接触，又能与产物分离。同时，固定于载体上的细胞还可以反复利用。成本低，操作简单，广泛的应用于工业生产中。 海藻酸钠是一种无毒的亲水性物质，呈粉末状，遇水会形成粘性团块，通过加热可形成粘稠性胶状物质。溶化的海藻酸钠中的钠离子可迅速被钙离子置换，交联后形成多孔的、不溶于水的海藻酸钙结构，能够将细胞固定并有一定的机械强度。 酶 固定化酵母细胞以葡萄糖作为底物进行酒精发酵，产生CO及酒精，反应式如下所示： CHOf2CH0H+2C0+能量。 五、实验教学目标： 生命观念：认同酶是由活细胞产生的；理解细胞固定化原理 科学思维：通过对原有实验的改进培养创造性思维、批判性思维 科学探究：培养科学探究精神；领悟”设计实验、交流讨论”等科学探究方法 社会责任：致力于改善工业生产体系，设计工业生产装置 六、实验教学过程： 共分为三个环节：课前探究、课堂展示、课后延伸。 （一）课前探究：小组预实验，体验固定化酵母细胞的制备流程并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。在预实验中发现问题并合作探究，对实验加以改进。整个过程以学生为主体，教师为客体，教师仅推送相关拓展资料、提供完善的实验器材，在必要的时候加以引导，使学生们真正达到了自主、合作、探究式的学习。 预实验，发现问题：
「酵母菌酒精发酵实验方案」 实验目的： 本实验的目的是通过观察酵母菌在葡萄糖溶液中的发酵作用，了解酵母菌产生的酒精，并通过实验验证酵母菌是由于呼吸过程中产生的乙醛酸和二氧化碳的排出。 实验器材： 1.酵母菌 2.葡萄糖溶液 3.饮用水 4.试管 5.实验台 6.显微镜 7.盖玻片 8.滴管 9.移液管 10.测量杯 实验步骤： 1.准备酵母菌溶液。将适量的酵母菌和葡萄糖溶液混合，搅拌均匀。注意酵母菌数量不宜过多，否则会影响实验的效果。
2.将混合溶液倒入试管中，不要盖紧。 3.观察观察酵母菌发酵的现象。可以用肉眼观察到溶液中产生气泡，并且试管中有一股酒精味道。 4.取出一部分发酵液，放在显微镜下观察。可以看到液体中有大量的活跃酵母菌和气泡。 5.用滴管吸取一些发酵液，滴于甲醇中，观察是否有白色沉淀生成。实验证明，白色沉淀是乙醛酸的反应产物，进一步证明酵母菌进行酒精发酵。 实验结果和讨论： 在葡萄糖溶液中加入适量的酵母菌后，可以观察到发酵反应的现象。酵母菌通过发酵过程产生大量的二氧化碳气体和酒精，导致溶液中产生气泡和特有的酒精味道。 通过显微镜观察发现，溶液中有大量的活跃酵母菌和气泡。酵母菌在发酵过程中通过进行呼吸作用，消耗葡萄糖为能量，并同时生成二氧化碳和乙醇。这一过程实验证明了酵母菌是通过产生酒精来发酵的。 将发酵液滴入甲醇中，观察到白色沉淀的生成，进一步证明了酵母菌进行酒精发酵的结果。白色沉淀为乙醛酸的反应产物，进一步确认了酵母菌通过酒精发酵生成酒精的过程。 结论： 通过本实验可以得出结论，酵母菌在葡萄糖溶液中进行酒精发酵，同时产生二氧化碳和酒精。实验证明了酵母菌通过生成乙醛酸和二氧化碳来发酵，进一步验证了酒精发酵的过程。
实验方案 酵母菌酒精发酵的条件研究 学院（部）：生物与化学工程学院 专业：生物工程 学生姓名：鑫 学号：11018150 班级：生物工程二班 指导教师：肖
一、实验目的 1、学会实验的设计和操作过程 2、找到酵母菌发酵时的最优条件 二、培养基和实验方法及材料的确定 1、玉米粉的糖化方法 玉米粉的糖化采用双酶法，其工艺流程如下 玉米粉→加水→液化→糖化→发酵→蒸馏→成品酒精 试验中，发酵培养按照三角瓶100ml培养。本次工做20组是要，共需发酵液20*100=2000ml。培养液按照100g玉米粉、300ml水。所以共需玉米粉700g。 液化：取１００ｇ玉米粉，加入３００ｍＬ的水，液化温度为９０℃，ｐＨ值为５．５，液化时间为３．５ｈ，液化酶的添加量为０．０３５ｇ／１００ ｇ玉米粉 糖化：糖化时的工艺条件为：糖化温度为５８℃，ｐＨ值为４．５，糖化时间为３．５ｈ，糖化酶的添加量为０．３ｇ／１００ｇ玉米粉。 2、活化培养基 本实验在进行实验时采用察氏(czapck)培养基的配制，配方如下表一： 表一 3、扩大培养基 扩大培养仍然用察氏(czapck)培养基，由于要用液体的，所 以将其中的琼脂配料去掉。 4、发酵培养基
糖化液稀释至l0%浓度，添加辅料（硫酸铵0.4%），pH5.5 灭菌 三、培养基的制备及酵母的活化 1、准备酵母母菌一支常温下存放一天，增加菌种的活力。在母菌存放期间制作各时期培养基 2、准备固体培养基（察氏培养基）50ml，做成8支试管斜面，扩大培养基800ml（做扩大培养时使用）。做成8个三角瓶，每瓶200ml。120℃灭菌30min。 3、发酵液的制备 （1）玉米粉的筛选 实验前准备粉碎后的玉米粉700g。 （2）玉米粉的液化 按照100g玉米粉、300ml水的配比对玉米粉进行液化，液化方案上文已经交代。在1000ml烧杯里，或者500ml烧杯分两次，水浴液化。 器材：烧杯500ml两个，玻璃棒一个，水浴锅一个，糖化酶0.225g 步骤：1、将糖化酶，玉米粉，水按照比例配置好在烧杯里。2、将配好的玉米液放于水浴锅中90℃液化3.5h。边液化边搅拌。 （3）玉米粉的糖化 将液化后的玉米液中按照0.3g/100ml加入液化液中。再在水浴锅中，58℃糖化3.5h。 （4）过滤 糖化后的糖化液有可能有没有彻底液化的玉米颗粒，会造成浑浊，这时需要对糖化液进行过滤操作。 操作步骤： 最后与以上培养基一起进行灭菌处理。灭菌时，清洗16支移液管，与培养基一起灭菌。 （5）活化步骤 器材：酒精灯，接种针，母菌，斜面培养基，消毒酒精。 步骤：1、将器材放于实验台上。对双手合桌面进行灭菌。对接种针进行灼烧灭菌。2、在酒精灯旁按照无菌操作步骤在酒精灯火焰旁取
4.3 酵母细胞的固定化 一、教学目标 1．说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。 2．尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。 二、教学重点与难点 1．教学重点：制备固定化酵母细胞。 2．教学难点：制备固定化酵母细胞。 三、教学背景分析 课题背景简单介绍了从酶到固定化酶、再到固定化细胞的发展过程。这一过程体现了科学技术的发展是不断地提出问题和解决问题的动态过程。在教学中，可以参考课题背景提供的素材，联系生产实践和学生已有的认识，引导学生认同上述观点，并进而认识到：科学知识既来源于科学实验，也来源于生产生活实践，知识的学习应该与生产实践相联系；人们在生产实践中所发现的问题能够促进科学技术的发展。 四、基础知识分析与教学 （一）固定化酶的应用实例 知识要点： 1.利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例； 2.固定化酶的反应柱示意图； 3.固定化酶在生产实践中的优点。 教学：课程标准中要求学生尝试制备和应用固定化酶，但考虑到制作固定化酶的技术要求比较高，中学生难以掌握，因此只要求学生制作技术难度较低的固定化酵母细胞，对于固定化酶的作用、原理及其在生产中的应用，主要是让学生通过生产实例来了解。在教学时可以采用让学生阅读自学的方式，并在阅读之前，布置一些思考题让学生思考。例如，在葡萄糖的异构反应中，如果不将葡萄糖异构酶固定化，而是直接使用葡萄糖异构酶，会对生产过程产生哪些影响？ （二）固定化细胞技术 知识要点： 1.将酶或细胞固定化的方法； 2.固定化酶和固定化细胞的联系与区别；
3.固定化酶和固定化细胞常用的载体材料。 教学：固定化酶和固定化细胞通常采用包埋法、化学结合法和物理吸附法。在教学过程中，可以通过提问的方式，引导学生认识这三种方法的特点与适用范围。此外，还可以引导学生思考课本中提出的问题，引导学生理解固定化细胞和固定化酶这两种技术的区别与联系，辩证地认识这两种技术的优势与不足。例如，固定化细胞操作容易、对酶活性的影响更小、可以催化一系列的反应、容易回收等，但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。 五、实验安排及注意事项 本课题可以安排2课时。第1课时完成课题背景和基础知识的学习，准备好基本的实验仪器，同时还可以组织学生提前配制好CaCl2溶液和用于发酵的葡萄糖溶液。第2课时进行酵母细胞的固定化操作。在具体的操作过程中，还应该注意下列问题。 （一）酵母细胞的活化。在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.5～1 h，需要提前做好准备。此外，酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。 （二）加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，涉及到实验的成败，一定要提醒学生按照教材的提示进行操作。海藻酸钠的浓度涉及到固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。 （三）刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法。一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功。二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。 六、成果评价 （一）观察凝胶珠的颜色和形状 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。 （二）观察发酵的葡萄糖溶液 利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多气泡，同时会闻到酒味。
2019-2020年高中生物《酵母细胞的固定化》教案3 新人教版选修1一、课题目标 1．说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。 2．尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。 二、课题重点与难点 1．课题重点：制备固定化酵母细胞。 2．课题难点：制备固定化酵母细胞。 三、课题背景分析 课题背景简单介绍了从酶到固定化酶、再到固定化细胞的发展过程。这一过程体现了科学技术的发展是不断地提出问题和解决问题的动态过程。在教学中，可以参考课题背景提供的素材，联系生产实践和学生已有的认识，引导学生认同上述观点，并进而认识到：科学知识既来源于科学实验，也来源于生产生活实践，知识的学习应该与生产实践相联系；人们在生产实践中所发现的问题能够促进科学技术的发展。 四、基础知识分析与教学 （一）固定化酶的应用实例 知识要点：1.利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例；2.固定化酶的反应柱示意图；3.固定化酶在生产实践中的优点。 教学：课程标准中要求学生尝试制备和应用固定化酶，但考虑到制作固定化酶的技术要求比较高，中学生难以掌握，因此只要求学生制作技术难度较低的固定化酵母细胞，对于固定化酶的作用、原理及其在生产中的应用，主要是让学生通过生产实例来了解。在教学时可以采用让学生阅读自学的方式，并在阅读之前，布置一些思考题让学生思考。例如，在葡萄糖的异构反应中，如果不将葡萄糖异构酶固定化，而是直接使用葡萄糖异构酶，会对生产过程产生哪些影响？ （二）固定化细胞技术 知识要点：1.将酶或细胞固定化的方法；2.固定化酶和固定化细胞的联系与区别；3.固定化酶和固定化细胞常用的载体材料。 教学：固定化酶和固定化细胞通常采用包埋法、化学结合法和物理吸附法。在教学过程中，可以通过提问的方式，引导学生认识这三种方法的特点与适用范围。此外，还可以引导学生思考课本中提出的问题，引导学生理解固定化细胞和固定化酶这两种技术的区别与联系，辩
生物工程专业综合（设计）性大实验 报告书 (酒精发酵实验) 学生姓名：吴丁柱 学号：3102106216 班级：生工2102 专业：生物工程 指导教师：魏胜华
生物工程专业设计（综合）实验 安徽工程大学实验报告书 学生姓名：吴丁柱学号：3102106216 专业班级：生工2102 实验类型：□验证■综合□设计□创新实验日期：2013.12.17 实验成绩： 一、当前酒精生产工艺的技术进展及现状 1.1现状 酒精是广泛应用在食品、化工、医药、国防和科研等各个领域的重要有机工业原料。 中国工业化生产酒精始于1900年俄国人在哈尔滨建的酒精厂，但发展非常缓慢，新中国成立时，我国酒精产量不到1万吨，专业性酒精厂生产规模大都是千吨小厂，基础十分薄弱。 五十多年来，特别是改革开放以来，随着国民经济的发展，我国酒精生产取得了巨大的发展。现有酒精生产企业450多家，产量在3万吨以上的共26家，其中30万吨以上的3家、10～20万吨7家、3～5万吨9家。2005年酒精产量达368.13万千升（按年销售收入500万元以上的企业计）（不包括自产自用的酒精），比2004年增长33.6%，居世界第三位。 2004年出口酒精74.44万吨比2003年增2.28倍，每吨酒精创汇418.73美元。进口3433吨，其中变性酒精1802.18吨，用汇686.03美元/吨。酒精生产实现了连续化、使用专用酶制作和商品酒精酵母，固定化酒精酵母，淀粉利用率达到90%以上，淀粉出酒率好的企业可以达到55~56%，（96°V/V）原料出酒率可到40~40.88%。随着食用酒精和工业酒精国家标准的4次制订、修订和实施，高纯度特级酒精企业的日益增多，标志着我国酒精生产技术和产品质量水平得到了很大的提高。但是，国外酒精生产技术自石油危机和美国大力发展汽油醇以来，有了更快的进步，特别是在节能、综合利用和自动化等方面，与我国拉开了差距。我国每吨酒精平均能耗酒精800公斤以上，世界水平为300~400公斤。随着我国燃料乙醇的发展，引进、消化、吸收、创新，我国酒精生产技术正在得到飞跃发展和提高，深信21世纪初期一定可以赶上世界先进水平。 1.2国内酒精蒸馏流程的进展 淀粉质原料→ 蒸煮→ 发酵→ 蒸馏→ 酒精 （糖质含糖蜜）（糖质原料无需蒸煮） 1.2.1两塔 （1）50年代初，天津、地方国营哈尔滨（顾乡屯）等酒精厂采用的两塔间断蒸馏流程。 （2）50年代初间歇流程生产能力低、消耗大，相继改为连续蒸馏。上海新亚酒精厂采用的两塔液相过塔流程。 （3）山东黄台酒精厂采用的两塔半液相过塔流程。 （4）1953年南阳酒精厂为降低煤耗采用了两塔气相过塔蒸馏流程生产95%（V）酒精。 （5）1956年部颁医药用酒精标准实施后，上海酒精厂、资中糖厂采用的两塔气相 1
酵母细胞的固定化高二生物选修知识 点 酵母细胞的固定化高二生物选修知识点 一、实验原理 1.酵母菌的细胞呼吸 酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，表达式为：C6H12O6+O2→CO2+H2O+能量 酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，表达式为：C6H12O6→C2H5OH+CO2+能量 2.酵母菌发酵的好环境 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活：在有氧时，酵母菌大量繁殖，但是不起到发酵效果;在无氧时，繁殖速度减慢，但是此时可以进行发酵。在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖，再隔绝氧气进行发酵。20℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵的好温度是在18℃～25℃，pH 最好是弱酸性。 3.醋酸菌好氧性细菌，当缺少糖源时和有氧条件下，可将乙醇(酒精)氧化成醋酸。表达式为：C2H5OH→CH3COOH+H2O;当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。 醋酸菌生长的好温度是在30℃～35℃ 二、实验步骤 1.对发酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的`器皿等实验用具进行清洗并消毒。先用温水反复冲洗几次,再用体积分数为75%的酒精擦拭消毒，晾干待用。 2. 取葡萄500 g，去除枝梗和腐烂的子粒。 3. 用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物，注意不要反复多次冲洗。 4. 用榨汁机榨取葡萄汁后，将其装入发酵瓶中或将葡萄打成浆后，用洁净的纱布过滤至发酵瓶中，盖好瓶盖。如果没有合适的发酵装置，可以用500 mL的塑料瓶替代，但注入的果汁量不要超过塑料瓶总体积的2/3。 5. 将发酵瓶置于适宜的温度下发酵。
6. 由于发酵旺盛期CO2的产量非常大，因此需要及时排气，防止发酵瓶爆裂。如果使用简易的发酵装置，如瓶子(最好选用塑料瓶)，每天要拧松瓶盖2～4次，进行排气。 7. 10 d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。 8. 当果酒制成以后，可以在发酵液中加入醋酸菌或醋曲，然后将装置转移至30～35 ℃的条件下发酵，适时向发酵液中充气。如果找不到醋酸菌菌种或醋曲，可尝试自然接种，但效果不是很好。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶口盖上纱布，以减少空气中尘土等的污染。
酵母菌的分离鉴定、固定化及酒精发酵 酵母菌（yeast）是一类单细胞真菌。一般呈圆形、卵圆形、圆柱形，其菌落呈乳白色或红色，表面湿润、粘稠，易被挑起。酵母菌多数为腐生，专性或兼性好氧，广泛生长在偏酸性的潮湿的含糖环境中，例如水果、蔬菜、蜜饯的内部和表面以及在果园土壤中最为常见。酵母菌在有氧环境下将葡萄糖转化为水和二氧化碳，主要用于馒头、面包等食品发酵；在工业上，酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）将葡萄糖、果糖、甘露糖等单糖吸入细胞内，在无氧的条件下，经过体内酶的作用，把单糖分解为二氧 化碳和酒精。此作用即酒精发酵。 C6H12O6(葡萄糖)→2 C2H5OH(酒精)+2 CO2↑ 在酿酒酵母酒精发酵的生产和应用中，由于细胞破碎和酶纯化等操作往往导致酶活性和稳定性都受影响，从而降低产酒精效率。而利用细胞固定化可以很好的解决这一问题。微生物细胞固定化方法主要有三种：载体结合法，交联法和包埋法，其中固定包埋法是目前比较理想的方法。包埋法就是将微生物细胞均匀地包埋在多孔的水不溶性的紧密结构中，细胞中的酶处于活化状态，因而活性高，活力耐久。目前，利用聚乙烯醇（PV A）—海藻酸盐是包埋法中比较高效的一种，这种方法以PV A-海藻酸钠作为混合溶胶，将酵母细胞固定起来进行酒精发酵，不仅可以使细胞浓度增加，而且可以多次使用，减少了酵母培养增殖所消耗的糖分；操作简单、过程迅速、颗粒不粘连、颗粒强度大大提高，且增加了颗粒的生物活性和稳定性，因此可实现连续化生产，提高酒精生产效率。 【实验一】 一、酵母菌的分离与培养 一、【实验目的】 学习用选择性培养基分离酵母菌。 二、【实验原理】 大多数酵母菌为腐生，其生活最适pH值为4.5～6，常见于含糖分较高的环境中，例如果园土、菜 地土及果皮等植物表面。 酵母菌生长迅速，在液体培养基中比霉菌生长得快。利用酵母菌喜欢酸性环境的特点，用酸性液体培养基获得酵母菌的培养液（这样做的好处是酸性培养条件则可抑制细菌的生长），然后在固体培养基 上用划线法分离纯化出酵母菌。 三、【实验仪器和材料】 1、实验材料：成熟葡萄 试剂：0.1%吕氏(Loeffier)美蓝染液 配制方法：A 液：美蓝(methylene blue, 又名甲烯蓝)0.3 g, 95%乙醇30 ml； B 液：0.0l% KOH l00ml。 混合A 液和B 液即成，根据需要可配制成稀释美蓝液。 2、培养基：