CN1275619A - 卡拉胶和葡甘露聚糖复配的固定化细胞载体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以卡拉胶和葡甘露聚糖复配的固定化细胞载体,其特征为:所述的固定化细胞载体为粉状,卡拉胶的重量百分比为40—90%,葡甘露聚糖的重量百分比为10—60%,本发明可广泛用于生化发酵工业,除具有普通k－卡拉胶载体的优点外,还具有凝固点低的优点(≤37℃),而且凝胶强度比普通k—卡拉胶提高50—100%,有利于细胞的活性。
Description
本发明属于生化领域的生物催化剂固定化技术。
无论是传统的发酵工业，如酒精、啤酒、酸奶等生产，还是利用生化反应制备原本由传统化工生产的化学品，其所使用的生物催化剂(微生物或直接利用酶)，新工艺往往是采用固定化细胞技术的。固定化细胞所使用的载体，主要是卡拉胶、海藻酸钠、某些人工合成的高分子(聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等)，合成胶往往对细胞有毒性，海藻酸钠固化时需用高价金属离子，许多反应体系不能使用。卡拉胶又名鹿角菜胶、角叉菜胶，是一类从海洋红藻中提取的海藻多糖，其化学结构为D-半乳糖和3，6-脱水-D-半乳糖残基所组成的线性多糖化合物，残基上带有半酯式硫酸盐基团。依硫酸盐基团的排列位置和数量的不同，大体上可分为κ-型、ι-型、λ-型三大类，其中κ-型能形成较强凝胶。κ-型卡拉胶以其固化成型方便、对微生物毒性小、细胞回收利用方便等得到了一定程度的应用，但普通κ-型卡拉胶阳离子部分主要是K+，凝固点偏高(40-50℃)，该温度对许多细胞活性有不利影响。有的使用卡拉胶的反应体系，为降低载体凝固，不得不加入明胶、CMC，也大大降低了载体凝胶强度。
本发明的目的在于提供一种凝固点低、凝胶强度较高的固定化细胞载体。
本发明的技术方案是这样实现的：卡拉胶和葡甘露聚糖复配的固定化细胞载体，其特征在于：所述的固定化细胞载体为粉状，卡拉胶的重量百分比为40-90％，葡甘露聚糖的重量百分比为10-60％。
本发明除具有普通κ-卡拉胶载体的优点外，还具有凝固点低的优点(凝固点≤37℃)，而且凝胶强度比普通κ-卡拉胶提高50-100％，有利于细胞的活性，且制备工艺简单，可广泛作为大肠杆菌、酵母菌、双杆菌及其它一些有益菌种的载体。
下面对本发明作进一步的描述并给出实施例。
本发明的卡拉胶和葡甘露聚糖进行粉碎、混合配制，通过实验发现，卡拉胶凝固点的高低受K+浓度影响很大。本发明使用的卡拉胶为K+含量低的Na+-型κ-卡拉胶，具有比普通κ-卡拉胶凝固点低的优点，葡甘露聚糖与卡拉胶有较强的协同作用，可使凝胶强度提高50％-100％。在两种组分的复配中，卡拉胶的含量占重量的40％-90％葡甘露聚糖的含量占重量的10-60％时，两者协同作用最强，可使组合物凝胶强度最大。
本发明中的组合物由两种组分用普通机械方法均匀混合制得，所需颗粒大小可根据需要确定，一般为80-120目左右。
本载体可以下述方法使用：(以最为常用的包埋法为例)
1、将3克载体置于100ml去离子水中，加热到80℃以上完全溶解。
2、将溶解后的载体冷却至所需温度，加入菌体。
3、将含菌体的液体滴入2-3％KCl溶液中，即成光滑的小球，半小时后即可使用。
或将含菌体的液体倒入培养皿中，凝固后以2-3％KCl浸泡半小时，再切成小块使用。
实施例：
实施例中所引用的配方，凝固点均≤37℃，凝胶强度均≥1800g/cm。
实施例1
以固定化重组大肠杆菌Escherichia cols WSH-KEL制备谷胱甘肽。
本实验所用载体为：卡拉胶45％，葡甘露聚糖55％，反应液为：ATP20mM/L，L-半胱氨酸20mM/L，L甘氨酸20mM/L，L-谷氨酸60mM/L，MgCl2 20mM/L，磷酸钾缓冲溶液50mM/L，PH7.5。
分别以B、C两种方式处理菌体，并与未固定化的菌体做了对比，而且还对B、C两种方式进行了固定化细胞重复利用实验。
A、离心收集菌体——10％甲苯溶液(PH7.0)处理30分钟——5mM磷酸钾缓冲溶液洗涤两次——秤取2克湿菌体——投入20ml反应液中，37℃，反应120分钟。
B、离心收集菌体——10％甲苯溶液(PH7.0)处理30分钟——5mM磷酸钾缓冲溶液洗涤两次——秤取2克湿菌体与4克3％卡拉胶溶液混合，以2.5％KCl固化制得固定化细胞——将固定化细胞股入20ml反应液中，37℃，反应120分钟——取出反应液后用上述缓冲溶液洗涤两次——加入新鲜反应液20ml重复反应(B2)。
C、离心收集菌体——秤取2克湿菌体与4克3％卡拉胶溶液混合，以2.5％KCl固化制得固定化细胞——10％甲苯溶液(PH7.0)处理30分钟——5mM磷酸钾缓冲溶液洗涤两次——将固定化细胞投入20ml反应液中，37℃，反应120分钟——取出反应液后用上述缓冲溶液洗涤两次——加入新鲜反应液20ml重复反应(C2)。
实验结果列表如下：
| 反应体系 | A | B | C | B2 | C2 |
| 产物浓度(mg/L) | 43 | 29 | 35 | 28 | 32 |
由实验结果可见，固定化细胞的反应活性在第一次使用时略低于不固定化的，但可重复使用，且可保持反应活性。
实施例2：固定化酵母制备酒精
该实施例的酵母经斜面活化、种子培养、发酵培养固定化载体采用卡拉胶70％，葡甘露聚糖30％复配、离心分离得湿菌体，按下列步骤操作：
1、2.5克载体+100ml水，80℃保温至全溶，保持40℃；
2、加入10克湿菌体混合均匀，以针筒滴入2.5％KCl溶液中，固化1小时；
3、以5克固定化菌体接入100ml发酵培养基，28℃，48小时；
4、以2％种子菌悬液接入100ml发酵培养基，28℃，48小时。
实验结果：
| 起始(重量，克) | 48小时后(重量，克) | 酒精度(容量百分率) | |
| 固定化培养液 | 261.0 | 250.5 | 10 |
| 液体种培养液 | 251.0 | 245.0 | 7.5 |
可见，酵母经固定化后，仍可增殖及代谢产生酒精。
实施例3：固定化双歧杆菌厌氧增殖产酸
该实施例固定化载体采用卡拉胶85％，葡甘露聚糖15％复配。双歧杆菌经种子活化、种子培养、发酵培养、离心分离得湿菌体，按下列步骤操作：
1、2.5克载体+100ml水，80℃保温至全溶，保持40℃；
2、加入10克湿菌体混合均匀，以针筒滴入2.5％KCl溶液中，固化1小时；
3、以2克固定化菌体接入50ml厌氧培养基，37℃，48小时；
4、以2％菌悬体接入50ml厌氧培养基，37℃，48小时。
实验结果：
| 起始(重量，克) | 48小时后(重量，克) | 增重(克) | |
| 固定化培养液 | 107.0 | 107.4 | 0.38 |
| 液体种培养液 | 94.5 | 95.13 | 0.63 |
可见，双歧杆菌经固定化后，厌氧培养仍可增殖及代谢。
Claims (2)
1、卡拉胶和葡甘露聚糖复配的固定化细胞载体，其特征在于：所述的固定化细胞载体为粉状，卡拉胶的重量百分比为40-90％，葡甘露聚糖的重量百分比为10-60％。
2、按权利要求1所述的卡拉胶和葡甘露聚糖复配的固定化细胞载体，其特征在于：卡拉胶为K+含量低的Na+-型κ-卡拉胶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 99113758 CN1275619A (zh) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 卡拉胶和葡甘露聚糖复配的固定化细胞载体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 99113758 CN1275619A (zh) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 卡拉胶和葡甘露聚糖复配的固定化细胞载体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1275619A true CN1275619A (zh) | 2000-12-06 |
Family
ID=5276912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 99113758 Pending CN1275619A (zh) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 卡拉胶和葡甘露聚糖复配的固定化细胞载体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1275619A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100582228C (zh) * | 2007-03-29 | 2010-01-20 | 中国农业科学院农产品加工研究所 | 一种固定化脂肪酶及其制备方法 |
| CN101157914B (zh) * | 2007-09-20 | 2011-06-15 | 西北师范大学 | 膨润土、生物多糖复合凝胶固定化细胞载体及其制备方法 |
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1999
- 1999-06-01 CN CN 99113758 patent/CN1275619A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100582228C (zh) * | 2007-03-29 | 2010-01-20 | 中国农业科学院农产品加工研究所 | 一种固定化脂肪酶及其制备方法 |
| CN101157914B (zh) * | 2007-09-20 | 2011-06-15 | 西北师范大学 | 膨润土、生物多糖复合凝胶固定化细胞载体及其制备方法 |
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