海藻酸鈣包埋法中鈣起了什麼作用

1. 固定化微生物技術應用於飲用水處理有哪些優點

固定化微生物技術是用化學或物理的手段，將游離細胞或酶定位於限定的區域，使其保持活性並可反復利用的方法。最初主要用於發酵生產，７０年代後期，被用到水處理領域，近年來則成為各國學者研究的熱點。固定化微生物技術克服了生物細胞太小，與水溶液分離較難，易造成２次污染的缺點，保持了效率高、穩定性強、能純化和保持高效菌種的優點，在廢水處理領域有廣闊的應用前景。在實際應用過程中，如何固定、何種載體，才能使固定化微生物能較長時間的保持一定強度和活度，才能降低固化的成本，延長固定微生物的使用壽命，是該技術在污水處理中得到廣泛應用的關鍵。文本著重介紹近年來廢水處理中常用的固定化材料，及比較成熟的固定方法和影響因素。

參考---------------------------------------------------------------------------------------------

２常用固定化方法

廢水處理中常用微生物固定化方法主要有：包埋法、交聯法、載體結合法。

２．１包埋法

包埋法是利用線性網狀結構的高分子聚合物載體的加裹作用，將游離細胞截留在形成的高分子材料內，其結構可防止細胞滲出到周圍培養基中，但底物仍能滲入與細胞發生反應。包埋法操作簡便，微生物本身不參與水不溶性膠網格或微膠囊的形成，活力較高，應用廣泛。但包埋材料會一定程度阻礙底物和氧擴散，並對大分子底物不適用。Ｊｏｓｈｉ用海藻酸鈣、聚丙烯酸酯、瓊脂、蛋白質等，分別包埋產苯化工廠的活性污泥用於含酚廢水處理。結果表明，海藻酸鈣有最大的酚降解率，能市郊降解濃度在１０００ｍｇ／Ｌ以上的含酚廢水，固定化污泥反復使用１２次而酚降解率不變。

２．２交聯法

交聯法是使用雙功能或多功能的試劑與酶分子進行分子間的交聯固定化方法。由於酶蛋白的功能團參與此反應，所以酶的活性中心構造可能受到影響，而使酶顯著失活。此外，在劑如戊二醛等價格昂貴，限制了其應用，實際常與其它方法結合。陳陶聲等報道，Ｓｍｉｌｅｙ使用苯酚甲醛樹脂ＤｕｏｌｉｔｅＤＳ－７３１４１，來吸附枯草芽孢桿菌的α－澱粉酶交聯，形成酶－樹脂復合物，用於連續水解造紙廢水中懸浮微纖維的膠態澱粉，效果很理想。

２．３吸附法

又稱載體結合法，是通過物理吸附、化學或離子結合，將微生物固定於非水溶性載體。這種方法操作簡單，對微生物活力影響小，但所結合的微生物量有限，反應穩定性和反復使用性差。美國賓州大學培養從活性污泥中分離出的優勢菌絲孢酵母（Ｆｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎｃｕｔａｎｅｕｍ）和假單胞菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｐ），提取高酶活的酚氧化酶，再以化學手段結合到玻璃珠上，用於處理冶金工業酚廢水，使固定酶活性可達游離細胞的９０％。

３載體的選擇

水處理中對載體的要求是：

1) 具有足夠的機械、物理和化學穩定性；

2) 具有惰性，不能幹擾生物分子的功能；

3) 具備一定的容量；

4) 價廉易得。

載體包括２大類：無機載體如多孔玻璃、硅藻土、活性炭、石英砂等；有機載體如瓊脂、聚乙烯醇凝膠（ＰＶＡ）、角叉萊膠、海藻酸鈉、聚丙烯醯胺（ＡＣＡＭ）凝膠等。無機載體常用於吸附法，高質量無機載體的指標之一是有較大的表面積。無機載體常與包埋載體結合，以提高包埋載體的強度，擴大孔徑，提高包埋微生物的使用效率與壽命。吸附法中微生物與載體結合不牢固，易脫落，吸附數量不多；膠聯法固定微生物活性較低，很少單獨使用。

本文則主要討論常用於包埋法的載體，而包埋載體品種很多，主要在天然高分子凝膠和有機合成高分子載體２類。

３．１天然高分子載體

天然高分子載體有瓊脂、海藻酸鈣、角叉萊膠等，它們無生物毒性，傳質性好，但強度較低，在厭氧條件下易被生物分解。瓊脂凝膠有良好的惰性，但機械性能與化學穩定性差，常在鹼性條件下加２，３－二溴丙醇交聯，以提高其穩定性。瓊脂凝膠在實際操作時應避免劇烈攪拌破壞結構，同時也應盡量避免冷凍。海藻酸鹽的分子式為（Ｃ８Ｈ８Ｏ８）ｎ，聚合度可從８０到７５０，無毒、不易被降解，一價鹽為水溶性，二價以上的為水不溶性。可形成耐熱的凝膠的重要依據，實際應用中常添加其它物質以增加強度。

３．２合成有機高分子載體

合成有機高分子聚合物有ＡＣＡＭ、ＰＶＡ、聚乙醯幾丁酯、光敏聚乙烯醇等。一般強度較好，但傳質性能較差，包埋後對細胞活性有影響。實際應用需注意其表面親水性、粘度均一性和內部孔的結構。ＰＶＡ因無毒、價廉、搞微生物分解和機械強度高等特點受到重視，被認為是目前最有效的固定化載體之一。但存在包埋顆粒易破碎、傳質阻力大、產氣上浮及活性喪失大等缺陷。實際常以ＰＶＡ為主要包埋骨架，添加其它能提高包埋效果的添加劑。閔航等以ＰＶＡ為主要包埋材料的混合載體，來固定厭氧活性污泥，以處理有機廢水。混合載體由聚乙烯醇、０．１５％海藻酸鈉、２％鐵粉、０．３％碳酸鈣、４％二氧化硅組成。中野報道，ＰＶＡ膠制備過程中，加入少量粉末活性炭可提高凝膠強度，且製成的固定細胞在進水不穩定、難降解組分突然進入處理系統的情況下，與單一ＰＶＡ凝膠相比顯示出優勢。

３．３載體的混合使用

實際中常將幾種載體混合使用，利用各自的優點以提高使用效率。Ｐａｉ用含１％活性炭、４％海藻酸鈣凝膠、１％濕菌體的泫藻酸鈣凝膠，包埋微生物以降解苯酚廢水，效果比較理想。Ｌｉｎ利用海藻酸鈣與吸附劑（粉末活性炭）聯合包埋固定Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｔｅｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｎ菌，用於降解五氯酚，與非固定化和單獨固定化體系比較的結果表明，聯合固定化體系更有效。孫艷利用添加硅藻土和用已二胺一戊二醛，對降酚菌種（以海藻酸鈉包埋固定）的表面進行化學處理，使固定細胞的機械強度、降酚活性和穩定性得到了提高。陳敏提出聚乙烯醇包埋活性炭與微生物的固定化技術，並用於有機磷農葯水胺硫磷的降解，結果表明固定微生物對廢水溫度、ｐＨ值和水胺硫磷濃度的適應范圍擴大。混合載體法有效地緩解了實際固定化細胞成球難、易破碎、活性易喪失等難題。

３．４常見固定細胞載體性能比較

一些常見的固定細胞載體性能比較如表１。

表１各種固定化細胞載體的性能比較

性能
載體

瓊脂
海藻酸鈣
角叉萊膠
ＡＣＡＭ
ＰＶＡ－硼酸

壓縮強度（ｋｇ／ｃｍ２）
０．５
０．８
０．８
１．４
２．７５

耐曝氣強度
差
一般
一般
好
好

擴散系數（·１０－６ｃｍ２／ｓ）
/
６．８（３０

2. 海藻酸鈣的海藻酸鈣

英文別名:Alginic acid, calcium salt; Alginates, sodium, calcium and ammonium; CA 33; Calginate; Combinace; FEMA No. 2015; HSDB 1911; Kaltostat
分子式:C18H24CaO19
性 狀：粉末狀,白色至淺黃色不定，無臭無味，不溶於水。 海藻酸鈉的分子鏈上含有大量的羥基和羧基，用氯化鈣溶液(cacl，)作為交聯劑，可形成交聯的海
藻酸鈣聚合物，含水率高，具有好的良好的生物降解性和生物相容性，可用於食品加工、制葯

3. 海藻酸和乳酸鈣可以發生反應嗎

可以，會變成很像水球的東西，海藻酸溶液倒進乳酸鈣溶液中，在水球沒有成形之前給它塑形，然後放在水裡就3分鍾可以玩了，放在水裡的時間越久，彈性越好。

鈣鹽與膠、海藻酸等聚糖醛酸反應形橋梁結構凝膠結構，另外乳酸鈣，由於溶解性較優容易形均膠凝化作用，故用作膠凝劑凍產，添加定劑量乳酸鈣僅提高營養價值能穩定產品凝膠體系提高內其凝膠強度。

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海藻酸一種天然多糖，其化學組成為盧一D一甘露糖醛酸(M)和a-L一古羅糖醛酸(G)經過1，4鍵合形成的線型共聚物，G和M在海藻酸中的含量對纖維的成膠性能有明顯的影響。 海藻酸在自然狀態下存在於胞質中，起著強化細胞壁的作用。

海藻酸與海水中各種陽離子結合成為各種海藻酸鹽。從海藻中得到的提取物通常是海藻酸鈉。海藻酸鈉具有增稠、懸浮、乳化、穩定、形成凝膠、形成薄膜和紡制纖維的特性，在食品、造紙及化妝等工業有悠久及廣泛的用途，在生物醫學工程領域發現有重要用途。

4. 細胞固定技術，固定酵母細胞時，最後是滴在CaCl2溶液里，CaCl2的作用是讓液滴形成凝膠珠，是什麼原理

海藻酸鈉是應用最廣泛的水溶性海藻酸鹽。海藻酸鈉遇到鈣離子可迅速發生離子交換．生成
凝膠。利用這種性質。將海藻酸鈉溶液滴人含有鈣離子的水溶液中可產生海藻酸鈣膠球。
將酵母細胞與海藻酸鈉溶液混勻後。通過注射器或相似的滴注器將上述混合液滴入CaCl：溶液中．Ca2+從外部擴散進入海藻酸鈉與細胞混合液珠內，使海藻酸鈉轉變為不溶於水的海藻酸鈣凝膠，由此將酵母細胞包埋在其中。

5. 誰能告訴我以海藻酸鈉為載體，用氯化鈣做交聯劑的反應機理啊

將溶解好的海藻酸鈉溶液加入溶解好的明膠水溶液，將兩種溶液按一定比例共混，脫泡、減壓脫泡後，在室溫條件下於凝固浴中以濕法紡絲制備海藻/明膠纖維，該共混纖維具有較高的生理活性、優良的力學性能和吸水率，在醫療領域具有廣泛的應用前景，尤其適用於製造無紡布作傷口敷料。 海藻酸微溶於水，不溶於大部分有機溶劑。它溶於鹼性溶液，使溶液具有粘性。海藻酸鈉粉末遇水變濕，微粒的水合作用使其表面具有粘性。然後微粒迅速粘合在一起形成團塊，團塊很緩慢的完全水化並溶解。如果水中含有其它與海藻酸鹽競爭水合的化合物，則海藻酸鈉更難溶解於水中。水中的糖、澱粉或蛋白質會降低海藻酸鈉的水合速率，混合時間有必要延長。單價陽離子的鹽（如NaCl）在濃度高於0.5％時也會有類似的作用。海藻酸鈉在1％的蒸餾水溶液中的pH值約為7.2。 穩定性 海藻酸鈉具有吸濕性，平衡時所含水分的多少取決於相對濕度。乾燥的海藻酸鈉在密封良好的容器內於25℃及以下溫度儲存相當穩定。海藻酸鈉溶液在pH5～9時穩定。聚合度（DP）和分子量與海藻酸鈉溶液的粘性直接相關，儲藏時粘性的降低可用來估量海藻酸鈉去聚合的程度。高聚合度的海藻酸鈉穩定性不及低聚合度的海藻酸鈉。據報道海藻酸鈉可經質子催化水解，該水解取決於時間、pH和溫度。藻酸丙二醇酯溶液在室溫下、pH3～4時穩定；pH小於2或大於6時，即使在室溫下粘性也會很快降低。 免疫原性和生物相容性 海藻酸鈉是一種天然、生物能降解的生物高聚物。海藻酸鈉中發現的化學成分和促有絲分裂的雜質是海藻酸鹽鈉具有免疫原性的主要原因。很多報道顯示植入海藻酸鈉會產生纖維化反應。據知海藻酸鈉可能含有熱原、多酚、蛋白質和復雜的碳水化合物。多酚的存在很可能對固定化細胞有害，而熱原、蛋白質和復雜的碳水化合物會誘使宿主產生免疫反應。 Yang S用新的交聯方法制備了明膠/海藻酸鈉復合物類的可吸收海綿體。對其進行SEM觀察發現，海綿基本是均勻的，且證明形態取決於明膠/海藻酸鈉比例，與交聯度無關。雖然發生了交聯反應，海綿在膠原酶的生理鹽水緩沖液中仍可降解。 海藻酸/膠原共混纖維生物相容性好，粘附性強，具有促進傷口癒合的活性功能及止血功能，具有較好的葯物及生長緩釋作用，可與局部抗菌葯物組合製成基因工程敷料用於感染創面；也可與活性生長因子或活性細胞組合製成基因工程敷料用於頑固性潰瘍及燒傷創面；無菌、低過敏原、無毒、無熱源。 海藻酸/(膠原)明膠纖維的強度是利用Ca++交聯及其之間的聚電解質效應而得到的。海藻酸鈉能與Ca++絡合形成水凝膠，主要反應機理為G單元與Ca++絡合交聯，形成蛋盒(egg-box)結構，G基團堆積而形成交聯網路結構，轉變成水凝膠纖維而析出。酸浴的主要作用是得到-NH3+，因為在制備紡絲液時，需要調節(膠原)明膠的pH值為弱鹼性，目的是屏蔽掉(膠原)明膠的-NH3+，避免(膠原)明膠與海藻酸鈉形成凝膠沉澱，提高二者的相容性；而紡製成纖維後在酸浴中將 (膠原)明膠的-NH2轉變成為-NH3+，NH3+與-COO-產生聚電解質效應，提高纖維之間的交聯度，提高了纖維的斷裂強度。

6. 海藻酸鈉鈣包埋法中鈣起什麼作用

作用是形成凝膠,包埋固定化.
海藻酸鈉可溶,加入多價金屬離子就會交聯成網狀凝膠.將酶與海藻酸鈉溶液混勻,用針頭或噴頭噴入鈣鹽溶液中,即可製成珠狀凝膠.此法簡單、溫和,酶不失活.

7. 海藻酸鈣性質

分子式：[ (C6H7O6)2Ca ]n

性 狀：粉末狀,白色至淺黃色不定，無臭無味，不溶於水。

用 途：用於食品業、電焊條 葯皮增塑劑及濕態粘合劑。海藻酸鈣是從海帶中提

取的天然碳水化合物，可作為一種鈣添加劑，用於保健食品業。海藻酸

鈣是我公司研製開發的新產品，產品質量達到國內同類產品先進水平。

主要技術指標：鉛：≤0.0005% 砷≤0.0002％ 水份：≤14.0%

灰分：10-20％ PH值:6.0－9.5 重金屬：≤0.001%

相當於海藻酸鈣含量：89.6－104.5％

包裝規格:每袋25公斤，用復合袋包裝。
分子式：[ (C6H7O6)2Ca ]n

性 狀：粉末狀,白色至淺黃色不定，無臭無味，不溶於水。

用 途：用於食品業、電焊條 葯皮增塑劑及濕態粘合劑。海藻酸鈣是從海帶中提

取的天然碳水化合物，可作為一種鈣添加劑，用於保健食品業。海藻酸

鈣是我公司研製開發的新產品，產品質量達到國內同類產品先進水平。

主要技術指標：鉛：≤0.0005% 砷≤0.0002％ 水份：≤14.0%

灰分：10-20％ PH值:6.0－9.5 重金屬：≤0.001%

相當於海藻酸鈣含量：89.6－104.5％

包裝規格:每袋25公斤，用復合袋包裝。

8. 在固定化酵母生產酒精中氯化鈣和海藻酸鈉的作用是什麼

在制備固定化酵母細胞的實驗中，氯化鈣溶液的作用是使膠體聚沉，形成穩定的凝膠珠。

海藻酸鈣是天然凝膠，由海藻酸鈉膠體溶液與氯化鈣反應，即可得到海藻酸鈣凝膠。由於它的親水性強，通透性能好，又可根據鈣的不同濃度，形成具有相當機械強度的海藻酸鈣凝膠。

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氯化鈣由鈣和氯兩種元素組成，白色結晶物質，通常以粉末和顆粒的形式出售。氯化鈣具有鹹味，因此是許多食物中的主要成分，也可以在飲料中找到。

氯化鈣的用途包括防止食物變質，人們常用它作為食物防腐劑，它還有助於保持食品的新鮮度，巴氏奶在加工過程中消解了大量的鈣，而添加少量的氯化鈣可以幫助凝固，氯化鈣也是乳酪很重要的添加劑，氯化鈣溶液可以用於冰箱，它是必不可少的冷卻劑。

氯化鈣在常溫下是固體狀態，在較低溫度下，可以溶於水和乙醇，由於它具有較強的吸潮特性，因此它應該始終密封在容器內儲存。如果該化合物暴露於氧氣，會變成液態的形式。它可以用來乾燥其他的有機液體，因此，有時候也作為乾燥劑使用。

該化合物有助於降低水的融化點，比其他化學成分融化冰塊的速度更快，因此在極度嚴寒的條件下，可以用在道路上和人行道上化解結冰，也被廣泛用於造紙工業的添加劑和製造業的染料。

9. 海藻鈣的作用和功效是什麼

有機化學海藻鈣選用純天然紅藻為關鍵原材料，只獲取並生產加工在葉莖的礦物，因而海藻鈣中不會有一切阻攔鈣消化吸收的化學纖維質或別的有機化學物質(酸)，因為海藻鈣的蜂窩狀型多孔結構狀構造，緩存實際效果極好。

非常容易在胃腸中快速融解和離子化，鈣在胃中融解離子化後，關鍵在結腸中被消化吸收，提升了身體消化的工作能力並且中和胃酸的成效顯著。海藻鈣中含有維他命D和純天然鎂，能夠提升人體內鈣的消化率，消化率能夠達到96%以上。

(9)海藻酸鈣包埋法中鈣起了什麼作用擴展閱讀：

注意事項：

鈣磷比例不適宜：我國膳食中鈣磷比例為1：1.5，長期攝入過多的磷，可影響鈣的吸收率。

植物膳食多：植酸和草酸與鈣結合成難於吸收的鹽類，從而使鈣的吸收率降低。

飲食習慣不當或服用一些抗生素導致鈣的吸收異常，潔凈的天然海藻鈣，建立骨骼與牙齒等形成組織，參與凝固血液、細胞代謝和酶的活性化。