《酵母細(xì)胞的固定化》

主講賀桂林一固定化酶的應(yīng)用實(shí)例

——生產(chǎn)高果糖漿一固定化酶的應(yīng)用實(shí)例

——生產(chǎn)高果糖漿你喜歡喝果汁么？什么口味？什么品牌？你喜歡喝果汁么？什么口味？什么品牌？“鮮榨”、“NFC原榨”、“ColdPress冷壓果汁”……你知道這些分類么？你喜歡喝果汁么？什么口味？什么品牌？“鮮榨”、“NFC原榨”、“ColdPress冷壓果汁”……你知道這些分類么？曾經(jīng)，你是不是以為自己喝一瓶果汁就能成仙，還以為自己吃了好多水果？

你喜歡喝果汁么？什么口味？什么品牌？“鮮榨”、“NFC原榨”、“ColdPress冷壓果汁”……你知道這些分類么？曾經(jīng)，你是不是以為自己喝一瓶果汁就能成仙，還以為自己吃了好多水果？

“鮮榨”：一般「鮮榨」表示水果榨好以后不經(jīng)殺菌直接灌裝的。這在果汁店里比較常見(jiàn)“100%濃縮還原果汁”：“100%”并不代表原汁鮮榨，這百分比前的數(shù)字，取決于你往濃縮的果汁里兌了多少水：在水果被榨成汁之后，這些果汁要先把水分蒸發(fā)掉一部分，變成濃縮果汁，再加上水還原成「剛剛好100%」，接著再殺菌，灌裝之后出售。果汁飲料的最低國(guó)標(biāo)，是果汁含量達(dá)到10%，剩下的都是水、白砂糖、糖漿、食用香精以及各類增稠劑、防腐劑，以及一些維生素。是不是“鮮榨”果汁就是最好的呢？水果榨汁,丟掉的只是皮和渣嗎果汁飲料的最低國(guó)標(biāo)，是果汁含量達(dá)到10%，剩下的都是水、白砂糖、糖漿、食用香精以及各類增稠劑、防腐劑，以及一些維生素。是不是“鮮榨”果汁就是最好的呢？水果榨汁,丟掉的只是皮和渣嗎果汁飲料的最低國(guó)標(biāo)，是果汁含量達(dá)到10%，剩下的都是水、白砂糖、糖漿、食用香精以及各類增稠劑、防腐劑，以及一些維生素。水果打漿取液后,鈣、不溶性膳食纖維、類胡蘿卜素等成分就會(huì)丟失;而溶于水的營(yíng)養(yǎng)成分中,水果細(xì)胞壁被破壞,多酚類物質(zhì)被氧化變色,維生素C被破壞近80%。不是所有的果汁飲料都是純果汁。不是所有的果汁飲料都是純果汁。市面上絕大部分果汁飲料都添加了蔗糖或者果葡糖漿,果葡糖漿并不是從水果中提取的,它是一種由玉米淀粉制作的高果糖漿,價(jià)格低廉,被廣泛運(yùn)用。當(dāng)然，重點(diǎn)不在這里。重點(diǎn)在于——以最受歡迎的橙汁為例,鮮橙的含水量約為80%左右,榨一杯500毫升的橙汁,需要150克大小的橙子4個(gè)以上。這樣一杯橙汁,熱量大約為1000千焦,約60%熱量的糖會(huì)在肝臟代謝。當(dāng)你喝下過(guò)多橙汁,也就意味著在日常熱量攝入以外又再攝入了過(guò)多果糖,雖然果糖不會(huì)直接刺激胰島素,但是大部分的果糖在肝臟里轉(zhuǎn)成油脂,造成肝臟細(xì)胞和肌肉細(xì)胞油脂的囤積,引起胰島素阻抗和非酒精性脂肪肝,造成肥胖。水果中也含糖,是否和果汁飲料有同樣的風(fēng)險(xiǎn)呢水果中也含糖,是否和果汁飲料有同樣的風(fēng)險(xiǎn)呢雖然兩者熱量相當(dāng),但是由于在吃的過(guò)程中,反復(fù)咀嚼可以延緩胃腸排空速度,增強(qiáng)飽腹感,同時(shí)由于蘋果中含有不易消化吸收的纖維素,可延長(zhǎng)消化時(shí)間,也可使人不覺(jué)得餓,所以吃這樣一個(gè)蘋果,大部分人就會(huì)覺(jué)得飽了。比如一次吃掉4個(gè)橙子不太現(xiàn)實(shí),但一次喝下4個(gè)橙子榨出來(lái)的汁可一點(diǎn)也不難。所以吃完整的水果,飽腹感強(qiáng),易于控制食欲,減少熱量攝入。一固定化酶的應(yīng)用實(shí)例

——生產(chǎn)高果糖漿1高果糖漿的生產(chǎn)原理：葡萄糖異構(gòu)酶果糖葡萄糖2葡萄糖異構(gòu)酶固定：

將葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒狀載體上，裝入反應(yīng)柱中。3高果糖漿的生產(chǎn)操作：從反應(yīng)柱上端注入葡萄糖溶液，從下端流出果糖溶液，一個(gè)反應(yīng)柱可連續(xù)使用半年。2固定化酶的反應(yīng)柱示意圖二固定化細(xì)胞技術(shù)1將酶或細(xì)胞固定化的方法包埋法二固定化細(xì)胞技術(shù)1將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶或細(xì)胞包埋在細(xì)微網(wǎng)格里包埋法二固定化細(xì)胞技術(shù)1將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶或細(xì)胞包埋在細(xì)微網(wǎng)格里包埋法化學(xué)結(jié)合法二固定化細(xì)胞技術(shù)1將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶或細(xì)胞包埋在細(xì)微網(wǎng)格里將酶或細(xì)胞相互連接起來(lái)包埋法化學(xué)結(jié)合法二固定化細(xì)胞技術(shù)1將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶或細(xì)胞包埋在細(xì)微網(wǎng)格里將酶或細(xì)胞相互連接起來(lái)包埋法化學(xué)結(jié)合法吸附法二固定化細(xì)胞技術(shù)1將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶或細(xì)胞包埋在細(xì)微網(wǎng)格里將酶或細(xì)胞相互連接起來(lái)將酶或細(xì)胞吸附在載體表面上包埋法化學(xué)結(jié)合法吸附法二固定化細(xì)胞技術(shù)1將酶或細(xì)胞固定化的方法【比較】酶和細(xì)胞的固定方法和特點(diǎn)固定對(duì)象酶細(xì)胞適宜固定法化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法包埋法特點(diǎn)體積小，固定一種酶。包埋法容易丟失體積大，固定一系列酶。難以化學(xué)結(jié)合和吸附2固定化酶和固定化細(xì)胞的聯(lián)系與區(qū)別2固定化酶和固定化細(xì)胞的聯(lián)系與區(qū)別聯(lián)系：應(yīng)用相同，都能催化某些反應(yīng)2固定化酶和固定化細(xì)胞的聯(lián)系與區(qū)別聯(lián)系：應(yīng)用相同，都能催化某些反應(yīng)區(qū)別：2固定化酶和固定化細(xì)胞的聯(lián)系與區(qū)別聯(lián)系：應(yīng)用相同，都能催化某些反應(yīng)區(qū)別：1固定化細(xì)胞技術(shù)操作容易，成本低，容易回收；〖思考〗將谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過(guò)程變?yōu)檫B續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)固定酶、細(xì)胞；若將蛋白質(zhì)變成氨基酸，應(yīng)當(dāng)固定酶、細(xì)胞?！妓伎肌綄⒐劝彼岚魻顥U菌生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過(guò)程變?yōu)檫B續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)固定酶、細(xì)胞；若將蛋白質(zhì)變成氨基酸，應(yīng)當(dāng)固定酶、細(xì)胞。2固定化酶和固定化細(xì)胞的聯(lián)系與區(qū)別聯(lián)系：應(yīng)用相同，都能催化某些反應(yīng)區(qū)別：1固定化細(xì)胞技術(shù)操作容易，成本低，容易回收；2固定化細(xì)胞技術(shù)對(duì)酶活性影響更小；3固定化細(xì)胞固定的一系列酶；4由于大分子難以通過(guò)細(xì)胞膜，因此固定化細(xì)胞的應(yīng)

用有一定的限制；3固定化細(xì)胞的材料：固定化細(xì)胞時(shí)應(yīng)當(dāng)選用不溶于水的多孔性載體材料，如明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等（一）制備固定化酵母細(xì)胞（1）酵母細(xì)胞的活化：1g干酵母＋10mL蒸餾水→50mL燒杯→攪拌均勻→放置1h，使之活化?！妓伎?〗活化是指什么？（一）制備固定化酵母細(xì)胞（1）酵母細(xì)胞的活化：1g干酵母＋10mL蒸餾水→50mL燒杯→攪拌均勻→放置1h，使之活化。活化是指讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常生活狀態(tài)的過(guò)程。〖思考2〗活化是指什么（一）制備固定化酵母細(xì)胞（1）酵母細(xì)胞的活化：1g干酵母＋10mL蒸餾水→50mL燒杯→攪拌均勻→放置1h，使之活化。2配制CaCl2溶液：2＋150mL蒸餾水→200mL燒杯→溶解備用。3配制海藻酸鈉溶液：海藻酸＋10mL水→50mL燒杯→酒精燈微火（或間斷）加熱，并不斷攪拌，使之溶化→蒸餾水定容到10mL。3配制海藻酸鈉溶液：海藻酸＋10mL水→50mL燒杯→酒精燈微火（或間斷）加熱，并不斷攪拌，使之溶化→蒸餾水定容到10mL?！妓伎?〗微火加熱并不斷攪拌的目的是什么防止海藻酸鈉焦糊。3配制海藻酸鈉溶液：海藻酸＋10mL水→50mL燒杯→酒精燈微火（或間斷）加熱，并不斷攪拌，使之溶化→蒸餾水定容到10mL?！妓伎?〗微火加熱并不斷攪拌的目的是什么加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，涉及到實(shí)驗(yàn)的成敗，一定要按照教材的提示進(jìn)行操作。海藻酸鈉的濃度涉及到固定化細(xì)胞的質(zhì)量。【特別提醒】海藻酸鈉濃度過(guò)高，將很難形成凝膠珠；濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影響實(shí)驗(yàn)效果。4海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞的混合：將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入活化酵母細(xì)胞液，攪拌后吸入到注射器中。4海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞的混合：將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入活化酵母細(xì)胞液，攪拌后吸入到注射器中?！妓伎?〗

為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細(xì)胞4海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞的混合：將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入活化酵母細(xì)胞液，攪拌后吸入到注射器中?！妓伎?〗

為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細(xì)胞防止高溫殺死酵母細(xì)胞。5固定化酵母細(xì)胞以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀察液滴在CaCl2溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。用于海藻酸鈉聚沉讓凝膠珠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)注意事項(xiàng)：可利用海藻酸鈉制成不含酵母菌的凝膠珠，用作對(duì)照。二固定化酵母細(xì)胞的發(fā)酵6沖洗：將固定的酵母細(xì)胞凝膠珠用蒸餾水沖洗2～3次。二固定化酵母細(xì)胞的發(fā)酵6沖洗：將固定的酵母細(xì)胞凝膠珠用蒸餾水沖洗2～3次。7發(fā)酵：150mL10％葡萄糖＋固定化酵母細(xì)胞→200mL錐形瓶→密封→25℃發(fā)酵24h?！妓伎?〗發(fā)酵過(guò)程中錐形瓶為什么要密封〖思考6〗錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的〖思考7〗在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，需要無(wú)菌操作嗎〖思考5〗發(fā)酵過(guò)程中錐形瓶為什么要密封〖思考6〗錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的〖思考7〗在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，需要無(wú)菌操作嗎酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件。〖思考5〗發(fā)酵過(guò)程中錐形瓶為什么要密封〖思考6〗錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的〖思考7〗在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，需要無(wú)菌操作嗎酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件。酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的?！妓伎?〗發(fā)酵過(guò)程中錐形瓶為什么要密封〖思考6〗錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的〖思考7〗在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，需要無(wú)菌操作嗎酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件。酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的。需要。固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)過(guò)程酵母細(xì)胞的活化2溶液配制海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合固定化酵母細(xì)胞利用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵【分析與評(píng)價(jià)】1觀察凝膠珠的顏色和形狀①如果制作的凝膠珠顏色過(guò)淺、呈白色，說(shuō)明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少；②如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說(shuō)明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。③注射器推進(jìn)速度過(guò)快、針筒口離Cacl2液面過(guò)近等都會(huì)使得凝膠珠子不是圓形或橢圓形。2檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格一是用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌上用手?jǐn)D壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒(méi)有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功。二是在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。將凝膠珠用蒸餾水沖洗2~3次將凝膠珠放入10%葡萄糖溶液中，25℃發(fā)酵24h（二）用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵注意事項(xiàng)：可用不含酵母的凝膠珠做相同的處理，對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)觀察到哪些現(xiàn)象時(shí)，可說(shuō)明實(shí)驗(yàn)獲得成功？葡萄糖溶液中產(chǎn)生許多氣泡，同時(shí)聞到酒味例1下列有關(guān)固定化技術(shù)的敘述，正確的是A固定化酶只是在細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用B固定化酶能提高酶的利用率C酶的固定是酶分離純化的常用方法D固定化酶的固定化方式就是吸附在固體表面上例1下列有關(guān)固定化技術(shù)的敘述，正確的是A固定化酶只是在細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用B固定化酶能提高酶的利用率C酶的固定是酶分離純化的常用方法D固定化酶的固定化方式就是吸附在固體表面上例2關(guān)于固定化細(xì)胞的敘述，正確的是A催化效率高，低耗能、低污染B對(duì)環(huán)境的條件非常敏感，容易失活C既能與反應(yīng)物充分接觸，又能與產(chǎn)物分離D成本低、操作簡(jiǎn)單，但反應(yīng)效果可能很低例2關(guān)于固定化細(xì)胞的敘述，正確的是A催化效率高，低耗能、低污染B對(duì)環(huán)境的條件非常敏感，容易失活C既能與反應(yīng)物充分接觸，又能與產(chǎn)物分離D成本低、操作簡(jiǎn)單，但反應(yīng)效果可能很低例3溶解海藻酸鈉，最好采用___加熱的方法A小火間斷B小火持續(xù)C大火間斷D大火持續(xù)例3溶解海藻酸鈉，最好采用___加熱的方法A小火間斷B小火持續(xù)C大火間斷D大火持續(xù)例4關(guān)于酵母菌的敘述，正確的是A酵母菌在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足時(shí)、環(huán)境適宜時(shí)，依靠有性生殖進(jìn)行繁殖B酵母菌的代謝類型時(shí)異養(yǎng)厭氧型C酵母菌的生物膜系統(tǒng)包括細(xì)胞膜、核膜、各種的細(xì)胞器膜等膜D用酵母菌釀酒時(shí)，應(yīng)先密封后通氣例4關(guān)于酵母菌的敘述，正確的是A酵母菌在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足時(shí)、環(huán)境適宜時(shí)，依靠有性生殖進(jìn)行繁殖B酵母菌的代謝類型時(shí)異養(yǎng)厭氧型C酵母菌的生物膜系統(tǒng)包括細(xì)胞膜、核膜、各種的細(xì)胞器膜等膜D用酵母菌釀酒時(shí)，應(yīng)先密封后通氣例5將酵母菌的培養(yǎng)液由富氧狀態(tài)變?yōu)槿毖鯛顟B(tài)，下面加快的一項(xiàng)是ACO2的釋放B丙酮酸的氧化C葡萄糖的利用DATP的形成例5將酵母菌的培養(yǎng)液由富氧狀態(tài)變?yōu)槿毖鯛顟B(tài)，下面加快的一項(xiàng)是ACO2的釋放B丙酮酸的氧化C葡萄糖的利用DATP的形成例6