固定化酵母细胞 方法

酵母细胞的固定化及其酒精发酵试验一、实验目的1.掌握微生物细胞的固定化方法；2.学习用固定化酵母进行酒精发酵；3.进一步理解淀粉质原料酒精发酵的原理和一般工艺过程。

二、实验原理（一）酵母菌酒精发酵在无氧条件下，酵母菌利用葡萄糖或淀粉水解糖发酵产生乙醇和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，通过测定发酵过程中的酵母细胞数、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。

（二）细胞固定化技术固定化细胞就是被限制自由的细胞。

即采用物理或化学的方法将细胞固定在载体上或限度在一定的空间界限内，但细胞仍保留催化活性并能反复或连续使用。

微生物细胞的固定化方法有：（1）吸附法，（2）包埋法，（3）不用载体法。

本实验采用凝胶包埋的固定化方法，把酵母细胞悬浮在海藻酸钠溶液中，再滴加入CaCl2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。

三、实验器材（一）淀粉的液化与糖化（双酶法）1. 酵母菌细胞：酒精活性干酵母。

2. 2.5%海藻酸钠溶液40mL，2 % CaCl2溶液100mL。

3.培养基：①增殖培养基：浓度为130BX麦芽汁，以6N硫酸调节pH值至4.1~4.5。

（每组100mL 装于250mL三角瓶，1kg/cm2，灭菌30min后备用）②发酵培养基：淀粉水解液，具体制备见实验步骤。

4. 培养箱、显微镜、蒸馏装置及其他常规实验仪器四、实验方法①调浆:以1﹕3~3.5的比例，将玉米粉（或玉米淀粉）用60℃左右的温水调成粉浆500mL;②液化：加α-淀粉酶（用量约为10u/g淀粉）；加热至85~90℃，保持30~60 min，加热煮沸10 min，补充水分。

③糖化：将上述液化醪冷至60~62℃，加入糖化酶，用量为80~100u/g淀粉，维持30 min后分装于500mL三角瓶，每瓶装糖化醪250mL。

酵母细胞的固定化一、固定化酶与固定化细胞及应用实例1、固定化酶（1）含义：将酶固定在不溶于水的载体上。

（2）实例：利用固定化酶技术生产“高果糖浆”。

（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）应用实例：生产高果糖浆①原料：葡萄糖②原理：葡萄糖果糖③生产过程及示意图：a.反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本。

b.提高了果糖的产量和品质。

2、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（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。

二、固定化酶或固定化细胞技术的常用方法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：①物理吸附法 ：将酶（或细胞）吸附在载体表面上②包埋法：将酶（或细胞）包埋在细微网格里③化学结合法：将酶（或细胞）相互结合，或将其结合到载体上。

葡萄糖异构酶三、固定化酵母细胞的制备与发酵（一）制备固定化酵母细胞1、酵母细胞的活化：1g干酵母＋10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌均匀→放置1h，使之活化。

〖思考〗活化是指什么？在缺水状态下，微生物处于休眠状态。

活化是指让处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过程。

2、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液：0.83gCaCl2＋150mL蒸馏水→200mL烧杯→溶解备用3、配制海藻酸钠溶液0.7g海藻酸钠＋10mL水→50mL烧杯→酒精灯微火（或间断）加热，并不断搅拌，使之溶化→蒸馏水定容到10mL。

注：加热时要用小火，或者间断加热，并搅拌，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止4、海藻酸钠溶液和酵母细胞混合将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入以活化的酵母细胞，进行充分搅拌，再转移至注射器中注：1、海藻酸钠溶液必须冷却至室温，搅拌要彻底充分，使两者混合均匀，以免影响实验结果的观察。

课题3酵母细胞的固定化课题背景如今，酶已经大规模地应用于食品、化工、轻纺、医药等各个领域。

在应用酶的过程中，人们发现了一些实际问题：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。

于是，有人设想，将酶固定在不溶于水的载体上，使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。

现代的固定化酶技术已完全实现了这一设想。

高果糖浆的生产就是固定化酶技术成功地应用于工业生产的实例。

酶是由细胞合成的，于是，又有人设想，能否将合成酶的细胞直接固定？自世纪年代，在固定化酶技术的基础上，又发展出了细胞固定化技术。

与固定化酶技术相比，固定化细胞制备的成本更低操作更容易。

在本课题中，我们将动手制备固定化酵母细胞，体会固定化酶的作用。

一）固定化酶的应用实例我们以高果糖浆的生产为例来了解固定化酶技术在生产实践中的应用。

高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化成果糖。

这种酶的稳定性好，可以持续发挥作用。

但是，酶溶解于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，造成很大的浪费。

使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内（图4-5），柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。

酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由出入。

生产过程中，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，从反应柱的下端流出。

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质量。

目前，用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆的规模已经超过了每年1000万吨。

❖DDDDDDDDDDD42%DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDB —幷布帝小孔的筛扳果樋1.11^4-5固定化酶的反应柱示盘團葡硼反应拄曲定化酚（二）固定化细胞技术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细胞固定在一定空间内的技术，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（图4-6）。

海藻酸钠固定化酵母细胞的流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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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。