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课件网) 课题3 酵母细胞的固定化 1、直接使用酶制剂 ①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 ②溶液中酶很难回收，不能再次利用，提高了生产成本 ③反应后，酶会混在产物中，可能影响产品质量，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 如何解决这些问题？ 2、固定化酶 （1）含义： 将酶固定在不溶于水的载体上。 （2）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： （3）实例： 利用固定化酶技术生产“高果糖浆”。 固定化细胞技术 （一）固定化酶的应用实例：生产高果糖浆 1、高果糖浆 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。 一、基础知识 2、生产高果糖浆需要的酶： 葡萄糖异构酶的作用： 高果糖浆的生产过程： 葡萄糖异构酶的特点： 直接使用酶时的缺点： 葡萄糖异构酶 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。 酶稳定性好，可持续发挥作用 淀粉 糊精 葡萄糖 果糖 α-淀粉酶 糖化酶 葡萄糖异构酶 3、改进： 固定化酶技术 4、具体做法： 5、优点： ①反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本。 ②提高了果糖的产量和品质。 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,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 （二)固定化细胞技术 （1）含义： 利用物理或化学方法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。 包埋法 化学结合法 物理吸附法 （二）固定化酶技术和固定化细胞技术 固定化酶 或者固定化细胞分别适用哪些方法？原因？ 适用于 固定化酶 适用于 固定化细胞 包埋法是指将微生物的细胞均匀包埋在不溶于水的多孔性载体中 化学结合法是指将酶分子或细胞相互结合或将其结合 到载体上 物理吸附法是指将酶吸附到固体吸附剂的表面 原因：细胞体积大，酶分子小；体积大的细胞难以被吸附或结合，而体积小的 酶容易从包埋材料中漏出 思考？ 1．从操作角度来考虑，你认为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．固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？ 3．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？ 4．如果反应物是大分子物质，又应该选择哪种方法？ 固定化细胞 固定化细胞固定的是一系列酶 固定化细胞技术 固定化酶技术 固定化细胞 规律总结： 固定化酶 酶的种类：一种 所需条件：适宜的温度，PH值 固定化细胞 酶的种类：多种 所需条件：适宜的温度，PH值，营养 物质 直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较 一种或几种 一种 一系列酶 化学结合固定化、物理吸附 包埋法固定化 否 否 是 各种物质（大分子、小分子） 各种物质（大分子、小分子） 小分子物质 对环境条件敏感易失活；难回收影响产品质量 既能与反应物接触，又能与产物分离；可反复利用 成本低 ... ...
