1、酵母细胞的固定化一、研究背景 酶是生物细胞产生的具有催化作用的一种有机物,对于细胞的代谢极其重要。同学们知道,理论上催化剂在反应前后物质的质量等均不改变,那么酶应该可以为人们所反复利用。而实际上,大多数情况下,人们发现:1、酶对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感;2、溶液中的酶很难回收,不能被再次利用,提高了生产成本;3、反应后的酶混在产物中,可能影响产品质量。 怎样解决这样的问题呢?二、设想 将酶固定在不溶于水的载体中,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反复利用。三、实际操作1、固定化细胞技术: a、概念: 固定化酶和固定化细胞技术是医用物理或化学技术将
2、酶或细胞固定在一定空间的技术 b、操作方法: 包埋法:适合固定化细胞,酶分子太小; 常用的包埋材料为:琼脂糖,醋酸纤维素,聚丙烯酰胺,明胶和海藻酸钠。 物理吸附法和化学结合法 c、特点: 固定化酶技术优点:既能与反应物接触,又能与产物分离,可反复利用; 固定化酶技术不足:只能催化一类反应; 固定化细胞技术优点:能催化一系列反应,成本低,操作容易 固定化细胞技术不足:与反应物不容易接触,可能导致催化效率下降2、酵母细胞的固定化操作a 酵母细胞的活化:称取1g干酵母,置于50ml小烧杯中,加10ml水,搅拌均匀,放置1h,活化b 配置物质的量浓度为0.05mol/l的CaCl2溶液:称取0.83g
3、无水CaCl,置于200ml小烧杯中,加入150ml水,充分溶解备用;c 配置海藻酸钠溶液:取0.7g海藻酸钠置于50ml小烧杯中,加入10ml水,用酒精灯小火或间断加热,并充分搅拌,反复几次,直至海藻酸钠溶化,并定容至10ml(保证海藻酸钠溶液浓度:过高,很难形成凝胶珠;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。)d 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。e 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置好的CaCl2溶液中,形成凝胶珠。3、用固定化酵母细胞发酵a 将凝胶珠用蒸馏水冲洗23次;b 置于25度下发酵24h4、检测观察凝胶珠的颜色和形状:颜色过浅,呈白色,浓度低;不能成形,浓度过高