Immobilizacja drożdży

PRZEDRUK, oryginał dostępny pod adresem www

Politechnika Śląska (www)
Wydział Chemiczny (www)
Katedra Chemii Organicznej, Bioorganicznej i Biotechnologii (www)
Kierownik Katedry: dr hab. inż. Mirosław Gibas prof. Politechniki Śląskiej

Adres:
ul. B. Krzywoustego 4
44-100 Gliwice

Jedną z metod immobilizacji enzymów jest uwięzienie enzymu w sieci polimerów. W tym doświadczeniu w charakterze nośnika wykorzystuje się alginian sodu. Alginiany są zbudowane z merów kwasu -D-mannulowego i -L-guluronowego. W polimerze występują bloki 20 jednostek obu kwasów. Wobec jonów metali dwuwartościowych (np. wapnia) następuje jonowe usieciowanie, co powoduje, że roztwory o małej lepkości przechodzą stopniowo w żel.

Wykonanie ćwiczenia

Sprzęt:
– pompa dozująca,
– mieszadło magnetyczne,
– waga analityczna,
– kolby stożkowe o poj. 100ml,
– cylindry o poj. 100ml,
– zlewki o poj. 250 ml,
– kolbki fermentacyjne,
– lejek Buchnera

Materiał i odczynniki:
– drożdże piekarskie,
– alginian sodu,
– 2,5% roztwór chlorku wapnia,
– nasycony roztwór chlorku sodu,
– 2% roztwór sacharozy.

W kolbce o pojemności 100 ml umieścić 40 ml wody destylowanej, dodać 0,8 g alginianu sodu i mieszać na mieszadle magnetycznym do całkowitego rozpuszczenia. Do uzyskanego roztworu dodać 10 g drożdży piekarskich i mieszać do uzyskania jednorodnej zawiesiny.
Uzyskaną zawiesinę przenieść do cylindra o pojemności 100 ml i przy pomocy pompy dozującej wkraplać do 100 ml 2,5% roztworu chlorku wapnia umieszczonego w zlewce o pojemności 250 ml. Dyszkę wylotową umieścić 1,5 cm nad powierzchnią roztworu. Po dobraniu odpowiedniej prędkości przepływu, średnicy dyszek wylotowych oraz całkowitym wypełnieniu przewodów należy rozpocząć wkraplanie odmierzonej objętości zawiesiny drożdży. W tym celu należy przygotować dwie zlewki z 2,5% roztworem chlorku wapnia i do każdej z nich wkroplić po 8 ml przygotowanej zawiesiny drożdży w alginianie. Należy uzyskać złoże w postaci kulek o średnicy 1,5 mm oraz 3 mm zmieniając rozmiar dyszy wylotowej. Immobilizowane drożdże kondycjonować (sieciować) w zlewkach z roztworem chlorku wapnia przez 15 minut (licząc od ostatniej utworzonej kulki). Po tym czasie odsączyć złoże kulkowe na lejku Buchnera i przemyć kilkakrotnie wodą destylowaną. Tak przygotowany preparat przechowywać w wodzie destylowanej.
Przewody wężykowe z pompy dozującej przemyć wodą destylowaną, a następnie acetonem.

Porównanie aktywności preparatu drożdży immobilizowanych i drożdży świeżych w reakcji z sacharozą.
Przygotować dwie kolbki fermentacyjne o pojemności 100 ml z odprowadzeniem gazu do wyskalowanego cylindra umieszczonego w nasyconym roztworze NaCl. Umieścić w nich 100 ml 2% roztworu sacharozy. Do pierwszej kolbki dodać preparat drożdży immobilizowanych (przygotowany z 8 ml zawiesiny) , a do drugiej wprowadzić 2 g świeżych drożdży. Pod wpływem enzymów zawartych w drożdżach zachodzi hydroliza sacharozy do glukozy i fruktozy (inwertaza), a następnie fermentacja alkoholowa (zymaza). Postęp reakcji śledzić obserwując objętość wydzielonego dwutlenku węgla. Po 2,5 h zakończyć reakcje, odsączyć preparat immobilizowany, przemyć go wodą destylowaną i użyć ponownie w kolejnym eksperymencie ze 100 ml 2% roztworu sacharozy.