固定化诺卡氏菌批次连续转化生产L(+)酒石酸

采用卡拉胶包埋具有环氧琥珀酸水解酶活性的诺卡氏菌用于生产L( )酒石酸。为了提高细胞固定化的效率,采用自制的固定化装置,将固定化细胞制成细条状,可以加快固定化细胞的制备,获得具有高活性和强度的固定化细胞颗粒,固定化细胞的最佳菌体浓度为100 g(湿细胞)/L。将固定化细胞用于填充床反应器进行反复批式反应,可以反复利用48次以上,将0.85 mol/L的环氧琥珀酸溶液转化为L( )酒石酸,酒石酸的得率不低于96%。     

固定化细胞乳酸发酵动力学及工艺的研究

本文对海藻酸钙固定化德氏乳酸杆菌的间歇发酵动力学进行了探讨,并对固定化细胞高糖浓度发酵以及外循环固定化细胞反应器连续发酵工艺条件进行了研究。结果表明:固定化不改变细胞的最适生长温度和pH;底物和产物均对细胞生长有抑制作用;固定化细胞生长的饱和常数和抑制常数增大,比生长速率减小,产酸速率增加;高糖浓度发酵最适工艺条件为初糖浓度120～130g/l,发酵时间68～72h,发酵液中乳酸浓度可达100g/l;外循环固定化细胞反应器连续发酵最适工艺条件为初糖浓度50g/l,稀释速率0.048～0.09l/h,转化率达78％。     

乳酸脱氢酶在CTAB-戊醇反胶束体系中的催化动力学研究

以十六烷基三甲基溴化铵（CATB）-异辛烷-戊醇反胶束体系对乳酸脱氢酶（LDH）了固定化,探讨了体系含水量W0（W0=n（水）/n（CTAB）、CTAB浓度、戊醇体积比对LDH固定化的影响及游离酶和固定酶的催化动力学性质.结果表明：LDH进入反胶束的最佳条件是：体系含水量为4.3,CTAB浓度为0.24 mol/L,戊醇体积比为25%.对游离酶和固定化酶的酶促反应的最适pH值均为8.8,最适反应温度分别为52℃和30℃,米氏常数Km分别为65mmol/L和48mmol/L.在25℃时,游离酶存放2 h后失活35%,而固定化酶仅失活16%,说明反胶束固定化LDH具有良好的活力稳定性.     

固定化米曲霉氨基酰化酶拆分DL-茶氨酸

研究固定化米曲霉Aspergillus oryzae AS3.381氨基酰化酶细胞拆分DL-茶氨酸制备L-茶氨酸的最佳工艺条件.将DL-茶氨酸乙酰化为N-乙酰-DL-茶氨酸,利用固定化米曲霉细胞立体专一性去乙酰化,可以获得L-茶氨酸,并分析固定化条件对比酶活的影响.结果显示:最适固定化条件为戊二醛浓度0.5%、交联时间2 h、温度55℃、pH8.0、底物0.2 mol/L、菌液比12 g菌体/100 mL戊二醛溶液,此时拆分率可达98%以上.菌体重复操作7批次,固定化细胞仍保留最高酶活的75%.与直接利用游离菌体转化相比,本法具有反应温度高、酶活高且稳定、能反复利用、酶活损失少等优点.     

固定化β-葡萄糖苷酶的酶学性质

以壳聚糖微球为载体构建了固定化β-葡萄糖苷酶,研究了固定化和游离β-葡萄糖苷酶的酶学性质.结果表明:固定化和游离β-葡萄糖苷酶的最适pH均为4.5;固定化β-葡萄糖苷酶的最适温度为60℃,比游离酶低5℃;固定化β-葡萄糖苷酶的pH稳定性和贮存稳定性明显高于游离酶,但热稳定性略低于游离酶;固定化和游离β-葡萄糖苷酶的表观米氏常数和米氏常数分别为0.52 mmol/L和2.4 mmol/L;固定化β-葡萄糖苷酶重复分批酶解10 g/L的纤维二糖,其操作半衰期为31 d左右.     

NaCS-PDMDAAC微胶囊固定化假单胞菌TS-1138从ATC合成L-半胱氨酸

采用非均相反应制备NaCS(硫酸纤维素钠),考察了反应液中正丙醇-硫酸的最佳比例为25∶35,NaCS和PDMDAAC的最适滴制浓度分别为4%和3%;利用NaCS-PDMDAAC微胶囊对假单胞菌TS-1138进行固定化并进行连续培养,结果表明,菌体能在胶囊内很好的生长和繁殖,连续培养132h后菌浓可达到4.5×1011个/mL胶囊,是在相同条件下游离培养的6倍;固定化菌体以ATC为底物生成L-半胱氨酸的催化活性是游离培养菌体的2.5倍,并且固定化菌体的重复使用能力明显优于游离菌体.重新考察固定化菌体的最适催化反应时间为3h,在一定程度上弥补了微胶囊传质性相对较差的不足.     

固定化E.coli BL21(pTrc-gsh)细胞催化合成谷胱甘肽

分别以卡拉胶、明胶、海藻酸钠包埋E.coli BL21 (pTrc-gsh)细胞催化合成谷胱甘肽(GSH).从酶活收率及机械强度方面进行比较,选择卡拉胶为包埋载体,其最适pH为7.0,最适温度为40°C.相关物质对GSH的合成均有影响半胱氨酸、甘氨酸的最适浓度为20mmol/L,谷氨酸的最适浓度为60mmol/L;Mg2+/ATP为1～5(V/V)较合适;腺苷二磷酸(ADP)浓度为5mmol/L时对酶活的抑制为20%.优化条件下罐式反应器中GSH的产量为0.84g/L,操作稳定性较好;延迟加入甘氨酸时GSH产量可提高17.5%;与酵母生产ATP体系相耦联的共固定化体系在填充床中反应,GSH合成量达1.24g/L,收率比直接加入ATP提高24.2%.     

PNP酶固定化技术探讨

本研究采用活化CH-Sepharose 4B固定化PNP酶,发现其表现米氏常数K_m=5.13×10~(-3)mol/l,比游离酶增大(游离酶K_m=4.44×10~(-3)mol/l);固定化酶和游离酶的最适pH分别为9.6和9.0,固定化后,其酶的稳定性明显提高,半衰期为七个半月。用此酶催化聚合而成的PolyC和PolyI的分子量分别大于5S和9S。     

固定化谷氨酸脱羧酶转化γ-氨基丁酸的研究

研究卡拉胶制备固定化谷氨酸脱羧酶及转化γ-氨基丁酸(GABA)的最适条件.以本实验室研发的诱导剂对构建的表达谷氨酸脱羧酶(GAD)的基因工程菌进行诱导,并利用卡拉胶对获得的粗酶液进行包埋制备固定化酶,对影响GAD固定化效果和GABA产量的因素进行研究.最佳固定化条件为卡拉胶浓度1.5%,氯化钾浓度3%,硬化时间2 h;转化GABA的最适条件为反应最适pH为3.8～4.3,最适温度为37℃～43℃,将制得的固定化谷氨酸脱羧酶(IGAD)重复使用7次后,催化活力仍保持在最初值的75%;IGAD在最适底物浓度60 mmol/L下反应时间2 h后谷氨酸转化率达99%,利用IGAD进行连续催化反应,最终GABA摩尔转化率为70.98%,晶体得率为91.90%,晶体纯度94.73%.该法具有较好的操作稳定性和较高的底物转化率,为连续化制备γ-氨基丁酸提供参考.     

生物间接氧化法脱除硫化氢的研究

通过固定氧化亚铁硫杆菌来提高硫酸亚铁的生物氧化速率是实现生物脱硫工业化的关键,固定化菌体与游离菌体相比,具有活细胞密度高、细胞酶活力稳定性强等优点,试验以聚氨酯海绵作为固定化菌体的载体,利用三价铁盐吸收与氧化亚铁硫杆菌的生物氧化联合作用对硫化氢进行脱除试验.结果表明固定化菌体的Fe2+平均氧化速率得到显著提高,最大可达到0.348 g·L-1·h-1,是游离菌体Fe2+平均氧化速率的1.9倍;在实验最优条件下,反应器对进气中H2S浓度分别为2.28、9.11 mg/L的去除率可分别达到95%和91%,脱除效果显著.