固定化原生质体产谷氨酸脱氢酶的研究

本文报道了用海藻酸钙凝胶包埋法制备固定化谷氨酸捧杆菌T6—13原生质体及其用于生产谷氨酸脱氢酶(GDH,E．C．1．4．1．4)的研究。在一定条件下游离细胞和固定化细胞胞内可积累谷氨酸脱氢酶,但并不分泌到胞外。对数生长前期的细胞经蛋清溶菌酶处理14h后分离得到原生质体,游离原生质体和固定化原生质体可产胞外GDH。用3％海藻酸钙凝胶包埋10%的原生质体制备的固定化原生质体具有较高的产酶性,分批培养72h后发酵液中GDH活力可达到1．64×10^-2u／ml,为游离细胞胞内产酶的205％。固定化原生质体可用溶菌酶处理固定化细胞而制得,与直接固定化原生质体制备的固定化原生质体具有同样的产酶能力,且制备方便。固定化原生质体可重复使用6批次(约18天),且具有良好的贮藏稳定性。     

固定化细胞合成酯类载体的研究

本文以海藻酸钠、聚乙烯醇为材料包埋固定化细胞。建立了聚乙烯醇水凝胶的固定化方法,并与海藻酸钙凝胶剂进行了比较。该凝胶在产酯活性、机械强度、使用寿命、贮存稳定性等方面均优于后者。电镜观察也表明该凝胶适于包埋固定化细胞。     

用固定化三角酵母细胞转化头孢菌素C为戊二酰基-7-氨基头孢霉烷酸的研究

1．三角酵母冻融细胞用海藻酸钙包埋后,可获得D一氨基酸氧化酶活力较高的固定化细胞。固定化细胞的最适Ph与冻融细胞相同,均为Ph8．3I最适温度为40℃,而冻融细胞．为33℃,和冻融细胞相比,固定化细胞对温度和Ph的稳定性提高,表观米氏常数增大。 2．固定化细胞以头孢菌素c为底物时,得到的产物经高压液相色谱鉴定为GL一7AcA。 3．固定化细胞装柱,Ph8．3,室温时,GL一7AcA的转化率在通气条件下可达92％,产生GL一7AcA的能力为9．2mg／g固定化细胞·小时。     

利用固定化简单节杆菌转化醋酸可的松

用聚乙烯醇－海藻酸钙复合载体包埋简单节杆菌BY 2—3—5l的方法,制备了具有较高机械强度和较好活性的球形固定化细胞。确定了固定化条件、活化条件和酶的特性。在摇瓶中利用该固定化细胞进行醋酸可的松脱氢生成醋酸强的松的反应,初始底物浓度为20g/L、反应18h的转化率可达98％。在分批次反应中．适时地活化可保持固定化细胞的活性。     

产3-甾酮-△1-脱氢酶的简单节杆菌固定化细胞的制备及其性质

研究了产3-甾酮△1-脱氢酶的简单节杆菌(Arthrobacter simplex) By-2-13细胞包埋于聚丙烯酰胺凝胶中的制备条件。用5ml 5％丙烯酰胺凝胶包埋lg湿细胞为宜,固定化后酶活力回收率为80％左右。添加0.01％的维生素K,固定化细胞酶活力可提高40％左右。固定化细胞和自然细胞酶的最适温度分别为35℃;和30℃,米氏常数前者为0．417mM,后者为0．33mM。固定化后热稳定性比自然细胞好,其他性质基本相同。     

PVA固定化的生黑醋菌生产L-山梨糖的研究

生黑醋菌可以将D-山梨醇转化为L-山梨塘,用微生物将D-山梨醇氧化为L-山梨糖是维生素C生产的一个重要部分,目前工业上用的都是游离菌批式生产工艺。由于固定化活细胞作为生物催化剂具有生产的连续性和稳定性．操作简便．产物易于分离纯化等优点^[1],已有不少实验室研究甩固定化微生物细胞将D-山梨醇转化为L-山梨糖^[1-6],国内也有用海藻酸固定化生黑醋菌Acetobacteriummelanogenum的报道^[2,3]。用海藻酸钙^[1-3]、聚丙烯酰胺^[4]、铝处理的海藻酸钙^[5]、水合聚丙烯酰胺与海藻酸钙混合固定化的微生物细胞^[6]转化D-山梨醇成为L-山梨糖,都有因机械强度差,而不适合在搅拌式发酵罐中生产的弱点。聚乙烯醇制备的固定化微生物细胞具有机械强度好、类似于橡皮的弹性、成低等特性^[7]。因此,我们选择聚乙烯醇作为固定化生黑醋菌的材料。     

固定化细胞有机相催化不对称还原β-羰基酯

将酵母细胞用海藻酸钙包埋后用于有机相催化不对称还原4-氯乙酰乙酸乙酯制备光学活性的4-氯-3-羟基丁酸乙酯,从中筛选得到具有较高立体选择性和还原能力的菌株假丝酵母SW0401,将此菌株的细胞固定化细胞作为研究对象,系统考察了固定化条件、固定化细胞大小、反应溶剂、初始底物浓度、辅助底物、固定化细胞热处理和抑制剂对还原反应的影响。结果表明,上述因素对反应的摩尔转化率和产物（S）-CHBE光学纯度有显著影响。固定化时所用缓冲液的pH值为7．0时和固定化细胞颗粒平均直径为2.5mm较合适,以正己烷为反应介质时反应的摩尔转化率和产物光学纯度最优,初始底物浓度以54.7mmol／L为宜,辅助底物以1-己醇为佳。对固定化细胞的热处理和添加抑制剂烯丙醇均能够明显改善产物的光学纯度,但对提高摩尔转化率有负面影响。     

用固定化细胞发酵生产己酸的研究

固定于海藻酸钙、琼脂、卡拉胶、聚丙烯酰胺凝胶,魔芋葡苷露聚糖等几种载体上的己酸菌株(Doseridium sp．WI)批次发酵表明,海藻酸钙包埋己酸菌活性最高。在最适条件下,己酸产量最高可达15mg／ml,经18批次(200余天)的批式发酵,固定化己酸菌产己酸活性稳定性较好,4℃储存二月后的固定化细胞,其发酵产己酸活性与储前基本相同。短暂的与空气接触对固定化己酸菌的活性几乎没受影响。与游离已酸菌比较,固定化细胞的己酸生成速度加快,己酸产量明显提高,单位体积内的细胞数目可高出游离培养的近10倍。     

具有谷氨酸脱羧酶的大肠杆菌固定化细胞

本文研究了用海藻酸钙包埋法制备含谷氨酸脱羧酶固定化细胞的方法以及研究了制备的条件和影响其制备的因素。该法具有包埋细胞活力回收高,方法简便等优点。比较研究了固定化细胞和自然细胞谷氨酸脱羧酶的一些生物化学性质。其中固定化细胞最适pH和pH稳定性增加,最适温度及热稳定性下降;表观米氏常数增大;二价金属离子Zn~(++)、Cu~(++)、Mg~(++)、Fe~(++),Sr~(++)程度不同的抑制酶活性,Ca~(++)激活固定化细胞酶活性,EDTA无抑制作用。对固定化细胞和自然细胞酶活力活化的研究中发现这两种细胞经蒸馏水保温处理后酶活性都上升,且自然细胞酶活的上升较固定化细胞大;而用底物溶液处理后,自然细胞无变化,固定化细胞酶活下降。     

短乳杆菌葡萄糖异构酶固定化的研究

采用离子交换树脂ＤＥＡＥ纤维素对短乳杆菌葡萄糖异构酶进行固定化,并用固定化细胞使葡萄糖异构化为果糖,研究了制备固定化细胞最佳条件,而且与戊二醛交联法,海藻酸钙包埋法作了比较。还研究了固定化细胞的性质及连续转化的最佳条件,用ＤＥＡＥ纤维素固定化具有酶活力高,回收率高,机械强度好,成本低等优点。     

固定化N-乙酰鸟氨酸脱酰基酶拆分消旋蛋氨酸

基因工程菌BL21/pET22b-argE可高效表达N-乙酰鸟氨酸脱酰基酶。将含酶细胞包埋于海藻酸钙凝胶中制成固定化细胞酶,用于消旋蛋氨酸的拆分,并将其拆分能力、拆分速度及操作稳定性与游离细胞酶相比较。结果表明:单批次转化固定化细胞酶的拆分能力和游离细胞酶相近,拆分速度较慢;但多批次转化的操作稳定性显著高于游离细胞酶。重复利用8次后的固定化细胞酶仍保有95%以上的酶活力,重复利用5次后的游离细胞酶活已降至20%左右。每克湿菌泥在游离和固定化条件下重复拆分产L-蛋氨酸的量分别为74.16mmol和241.93mmol。酶拆分液中的L-蛋氨酸经重结晶后光学纯度为98.3%。固定化细胞酶比游离细胞酶更具有工业化应用的潜质。     

产延胡索酸酶的皱褶假丝酵母固定化细胞

1．比较了用聚丙烯酰胺凝胶、琼脂凝胶和明胶三种包埋方法制备的固定化细胞的酶话力和回收率。其中以聚}呵烯酰胺凝胶包埋的细胞酶的表现活力和回收率最高,表现活力最高为723 7单位／克细胞,回收率最高为90％左右。 2. 比较了固定化细胞和自然细胞延胡索酸酶的一般性质：pH,温度和二价金槭离子对两者的酶促反应速度的影响。固定化细胞热稳定性比自然细胞好一些。Mn++,Mg++,Ca++和Fe++二价金属离子对两种细胞酶的热钝化均无保护作用。     

亚栖热菌透性化细胞的耦合固定化研究

将海藻酸盐凝胶包埋法与交联法和聚电解质静电自组装覆膜法相耦合,对含有海藻糖合酶活性的亚栖热菌的透性化细胞进行了固定化研究。结果表明,利用重氮树脂和聚苯乙烯磺酸钠对海藻酸凝胶微球交替覆膜,可以显著提高凝胶微球在磷酸盐缓冲液中的稳定性,以碳二亚胺对固定化细胞进行交联处理则可以提高固定化细胞中海藻糖合酶的热稳定性。透性化细胞经包埋－交联－覆膜耦合固定化后,酶活回收率为32％,最适酶反应pH值由6.5左右升至7.0左右,最适反应温度未变,仍为60℃。所得固定化细胞间歇反应时,催化麦芽糖转化为海藻糖的转化率可达60％,重复使用4次（每次50℃、反应24h）,酶活损失小于20％,转化率可保持在50％以上。     

高产天冬氨酸酶的大肠杆菌细胞的固定化

用聚乙烯醇凝胶包埋具有高活力天冬氨酸酶的大肠杆菌(Escherichia coli)No.1细胞。该酶的表现活力高达1638 00u／g湿细胞,酶活力的回收率为97．5％。固定化细胞和游离细胞天冬氨酸酶的最适pH均为8．0,最适温度分别为40—45℃和40—55℃。二价金属离子Mn2+、Mg2+、Ca2+和Fe2+对热钝化的天冬氨酸酶活力具有保护作用。在37—45℃下,两种细胞的热稳定性相同。二者在pH6．0的柠檬酸缓冲液中比较稳定。固定化细胞在1mol／L、pH8．0的底物溶液(内含Mn2+1mmol／L)中于4℃冰箱保存6个月,天冬氨酸酶的活力保持不变。用固定化细胞柱连续生产L-天冬氨酸,底物转化为产物的转化率达95％以上;产物的总 收率为91．1％。固定化细胞柱连续运转40天,天冬氨酸酶活力仍保持最初酶活力的90％。     

固定化细胞技术应用于啤酒、酒精生产

固定化细胞技术是生物工程技术的一个重要方面,该技术一般有几种方法即包埋法、交联法和载体结合法(如共价结合、离子结合、物理吸附),国内科研工作者已用国产卡拉胶制备固定化细胞生产葡萄糖、L-丙氨酸等多种产品,上海工业微生物研究所用海藻酸钙凝胶包埋酵母细胞快速发酵生产啤酒的实验成功。     

固定化蔗糖酶水解蜂蜜蔗糖的研究

用复合破壁方法从酵母提取蔗糖酶,用海藻酸钙凝胶包埋、戊二醛交联方法制备固定化蔗糖酶,并在40℃下进行脱水处理。对自然酶和固定化酶的酶学性质进行了系统研究。自然酶和固定化酶的最适底物浓度为10％,最适反应时间是120分钟,最适pH是4.0,最适反应温度自然酶是50℃,固定化酶60℃。果糖对自然酶和固定化酶有很强的抑制作用,在果糖和葡萄糖并存情况下抑制作用降低。用固定化蔗糖酶反复水解蜂蜜蔗糖40批,蜂蜜中蔗糖含量由10％下降为5％以下,固定化蔗糖酶仍保持75％水解酶活力。     

固定化细胞利用离子交换树脂萃取发酵乳酸的研究

本文提出了利用海藻酸钙凝胶包埋固定化乳酸菌生产乳酸,用离子交换树脂从发酵液中分离出乳酸的新方法。该法成功地消除了产物乳酸对乳酸菌生长和产物乳酸形成的抑制作用,使发酵时间由１２０小时缩短到９６小时,乳酸的体积生产率由０．３２８ｇ／Ｌ·ｈ提高到０．４３２ｇ／Ｌ·ｈ。     

碳源对固定化细胞生产柠檬酸的影响

柠檬酸是利用微生物代谢生产的一种极为重要的有机酸．广泛应用于食品、饮料、化工、冶金、印染等各个领域。在国外,近10年来,利用固定化细胞生产柠檬酸已获得较广泛的研究^〔1－6〕,国内也有学者指出,柠檬酸发酵的趋向是利用固定化细胞进行连续化生产⑺。而国内这方面的研究报道很少〔8,9〕。我们利用海藻酸钙凝胶包埋固定化黑曲霉细胞生产柠檬酸．探讨了碳源种类及其浓度对固定化细胞生产柠檬酸的影响。现将结果报道如下。     

固定化微环境对酿酒酵母代谢的影响

本文报道不同载体固定化酵母的某些代谢行为和细胞形态。观察到以海藻酸钙凝胶固定酵母,其发酵液总挥发酸量、乙酸量分别比自然细胞减少25．8％和50．O％,而丁二酸量高出自然细胞36．5％。以海藻酸钙,聚乙烯醇凝胶固定酵母,其氨基氮的利用率比自然细胞分别提高31．1％和34．1％,在固定化前后、酵母菌对各种a-氨基酸的利用速度亦都发生明显的变化。电镜观察,酿酒酵母的细胞膜内陷、形成“凹池”。     

固定化黑曲霉利用糖蜜发酵生产柠檬酸

利用海藻酸钙凝胶包埋黑曲霉W1-2的孢子及菌丝体,制成的固定化细胞经预培养后,用于发酵糖蜜制取柠檬酸。确定了固定化细胞摇瓶发酵生产柠檬酸的最佳条件:糖蜜浓度12%。初始pH值4.0,培养温度30℃等。在此条件下发酵12天,柠檬酸浓度达39 g/L。对分批发酵生产柠檬酸进行了初步研究。