生物酶法合成海藻糖工藝的改進(jìn)研究.pdf

1、本實(shí)驗(yàn)室采用微球菌發(fā)酵產(chǎn)胞內(nèi)酶系MTSase和MTHase，全細(xì)胞酶反應(yīng)催化淀粉轉(zhuǎn)化為海藻糖，整套工藝已經(jīng)打通，本實(shí)驗(yàn)主要是對工藝中各個環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步提高海藻糖產(chǎn)率。首先針對菌種退化問題，對菌種進(jìn)行篩選和誘變，將菌種酶反應(yīng)轉(zhuǎn)化率由37％提高到55％，基本恢復(fù)到原有水平。 以聚氨酯為載體進(jìn)行固定化細(xì)胞重復(fù)批次發(fā)酵，培養(yǎng)40h，酶活達(dá)到最大值，產(chǎn)酶周期縮短了56h，生物量和酶活分別達(dá)到12gDCW/L和52u/mL，比游離細(xì)胞

2、發(fā)酵提高了12％和33％。發(fā)酵40h后，以40％的換液量每隔24h以等量新鮮培養(yǎng)基替換發(fā)酵液，重復(fù)發(fā)酵9批，連續(xù)230h菌體生物量及酶活無明顯下降。在10L發(fā)酵罐中進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)，酶活最高達(dá)到80u/mL，重復(fù)發(fā)酵7批，連續(xù)180h菌體生物量及酶活無明顯下降，酶的時空產(chǎn)率達(dá)到56.9u·L-1-h-1，比單批發(fā)酵提高了42.5％。 對底物淀粉預(yù)處理?xiàng)l件進(jìn)行優(yōu)化，以底物淀粉濃度為15％，α-淀粉酶添加量為淀粉質(zhì)量的1/150，處理時

3、間控制在70min～150min，得到的液化淀粉產(chǎn)海藻糖濃度和轉(zhuǎn)化率分別可達(dá)到53mg/mL和70％以上，不僅使溫度和加料控制在工業(yè)上得以實(shí)現(xiàn)，同時將產(chǎn)海藻糖濃度和轉(zhuǎn)化率提高了約48％和38％。 本文還對固定化全細(xì)胞酶反應(yīng)進(jìn)行了初探，對海藻酸鈣包埋，海藻酸鈣包埋-戊二醛交聯(lián)、瓊脂包埋和K-卡拉膠包埋四種方法進(jìn)行比較。其中瓊脂固定化細(xì)胞酶活和穩(wěn)定性較高，可重復(fù)使用9批，轉(zhuǎn)化率維持在10％左右，但由于菌量與底物量的配比低，轉(zhuǎn)化率較低