Способ получения иммобилизованных дрожжей sасснаrомyсеs cerevisiae

Способ получения иммобилизованных дрожжей sасснаrомyсеs cerevisiae

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области биотехнологии,а именно к способу иммобилизации клеток дрожжей,и может быть использовано в гидролизной и спиртовой промьшшенности, Цель изобретения - увеличение активности препарата иммобилизованных дрожжей в расчете на единицу его массы. Способ заключается в иммобилизации клеток дрожжей на стеклянных волокнах, предварительно обработанных хлоридом железа в концентрации 0,1-0,3 М в течение 1-3 ч, а адсорбцию проводят путем двукратной обработки носителя суспензий дрожжевых клеток с концентрацией 80-120 г/л в течение 0,5-1 ч, причем после первой обработки носитель инкубируют с раствором синтетических органических флокулянтов с концентрацией 0,01-0,05% в течение 0,5-1 ч. Активность целевого продукта составляет 2,9-3,0 мг/г носителя в I ч, что в 3,0-3,6 раза превьппает активность катализаторов, полученных известным способом. с « со оо 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 12 Р 11/14 7 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4072384/31-13 (22) 26.05.86 (46) 15.03,88.Бюл. У 10 (71) МГУ им. М.В.Ломоносова и Всесоюзный научно-исследовательский институт гидролиэа растительных материалов (72) А.Б.Ефремов, А.П.Синицын, А.И.Сизов, Д.Д.Савельев, Н.И.Куликов, Е.И.Райкина, В.М.Черноглазов, И.М.Грачева, М.В.Гернат и А.А.Клесов (53) 577.15 (088.8) (56) Калюжный М.Я., Петрушко Г.М.

Флокуляция дрожжей и сорбция их твердой фазой в условиях непрерывного сбраживания сульфитных п1елоков. - Сборник трудов НИИГС, том Х, 1962, с.125-137. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИММОБИЛИЗОВАН

HbIX ДРОБЕЙ SACCHARONYCES CEREVISIAE (57) Изобретение относится к области биотехнологии,а именно к способу имÄÄSUÄÄ 1381159 A 1 мобилизации клеток дрожжей,и может быть использовано в гидролизной и спиртовой промьппленности, Цель изобретения — увеличение активности препарата иммобилизованных дрожжей в расчете на единицу его массы. Способ заключается в иммобилизации клеток дрожжей на стеклянных волокнах, предварительно обработанных хлоридом железа в концентрации 0,1-0,3 M в течение 1-3 ч, а адсорбцию проводят путем двукратной обработки носителя суспенэий дрожжевых клеток с концентрацией 80-120 г/л в течение

0,5-1 ч, причем после первой обработки носитель инкубируют с раствором синтетических органических флокулянтов с концентрацией 0,01-0,05Х в течение 0,5-1 ч. Активность целево го продукта составляет 2,9-3,0 мг/г носителя в 1 ч, что в 3,0-3,6 раза превьппает активность катализаторов, полученных известным способом.

l 381159

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к способу иммобилизации клеток дрожжей, и может быть использовано в гидролиэной и спиртовой промышленности.

Целью изобретения является увеличение активности препарата иммобилиэованных дрожжей в расчете на единицу его массы. 10

Способ заключается в следующем, Алюмоборосиликатные волокна на первой стадии иммобилизации обрабатывают раствором хлорида железа (0,1-0,3 М ), 1-3 ч. При этом находя- 15 щиеся в растворе ионы железа связываются с носителем, что способствует увеличению количества адсорбиро" ванных клеток дрожжей на последующей стадии иммобилизации При обработке волокон раствором хлорида железа в концентрации меньше 0,1 М и менее 1 ч уменьшается плотность адсорбции дрожжей (на последующей стадии иммобилизации), а концентра- 25 ция раствора хлорида железа больше

0,3 М и вермя обработки свыше 3 ч не приводит к дальнейшему увеличению плотности адсорбции клеток.

Вторая стадия иммобилизации зак- 30 лючается в последовательном пропускании через обработанные хлоридом железа волокна носителя суспензии дрожжевых клеток (80-120 г/л, 0,$1 ч), растворов синтетических органических флокулянтов (0,01-0,05X

0,5-1 ч) и затем вновь суспенэии клеток (80-120 г/л, 0 5""1 ч). При пропускаиии первой порции дрожжей прочность их возрастает за счет asa- 40 имодействия с лигандами железа. По" следующая обработка флокулянтом способствует агломерации дрожжей и увеличению их концентрации на поверхности носителя (поверхностной концент- 45 рации).

При иммобилизации предложенным способом активность целевого продукта возрастает в 3-3,6 раза: от

0,8 до 2,9 мг/г катализатора в час.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Алюмоборосиликатные волокна РБР-13-2520 в виде нитей (100г) помещают в вертикально-натя55 нутом состоянии в цилиндрический колонный реактор (объем 500 мл, соотношение длины к диаметру 10:I) и равномерно распределяют по объему реактора. Заполняют реактор с волокнами О,1 М хлоридом железа. Волокна выдерживают в растворе хлорида железа I ч, после чего раствор сливают.

Далее реактор с волокнами заполняют суспенэией дрожжей Saccharomyces cerevisiae раса ХП, концентрация клеток 80 г/л. Волокна выдерживают в суспенэии клеток 0,5 ч, после чего суспенэию сливают.

Общий объем реактора 500 мл, объем, занимаемый волокнами носителя, 70 мл, т,е. объем, занимаемый суспенэией клеток, 430 мл. Концентрация суспенэии клеток 80 г/л, вес волокон

100 г, поэтому отношение количества клеток к количеству носителя в проа цессе иммобилизации сос авляет

0,344 r/ã

Далее реактор заполняют О,OIX-ным раствором флокулянта-полиакриламида (ОКФ ) на 0,5 ч.Затем раствор флокулянта сливают и реактор снова заполняют суспенэией клеток дрожжей

80 г/л на 0,5 ч (отношение клеткиноситель составляет 0,344 г/r), после чего дрожжевую суспенэию сливают.

Далее через реактор с иммобилиэованными клетками пропускают 27-ную глюкоэную среду в течение 8 ч со скоростью разбавления 0,5 ч 1. На выходе иэ реактора определяют концентрацию этанола °

Удельное содержание клеток, иммобилиэованных на носителе (плотность адсорбции), составляет 0,30 г (по влажному весу) на 1 r носителя. Активность иммобилиэованного препарата дрожжей составляет 2,4 мг этанола на I г иммобилизованного препарата в час.

Пример 2. Выполняется аналогично примеру I. Концентрация хло" рида железа 0,2 М, время обработки хлоридом железа 2 ч, концентрация суспензии клеток до и после обработки флокулянтом 100 г/л (отношение клетки — носитель 0,43 r/r), время обработки клетками 45 мин, концентрация и время обработки флокулянтом соответственно — 0,0257. и 45 мин.

Активность полученного препарата идентична активности препарата по примеру I„

Пример 3. Выполняется аналогично примеру I. Концентрация хлорида железа 0,3 М, время обработки хлоридом железа 3 ч, концентрация

1381159 суспенэии клеток в обоих случаях

120 г/л (соотношение клетки: носитель 0,516 r/ã), время обработки клетками в обоих случаях 1 ч, концентрация флокулянта 0,05Х, время обработки флокулянтом 1 ч.

Плотность адсорбции клеток

0,36 r/r, активность иммобилиэованного препарата 2,94 мг/г. ч.

Пример 4. Выполняется аналогично примеру 1. Концентрация хлорида железа 0,05 М, время обработки хлоридом железа 0,5 ч, концентрация суспензии клеток в обоих случаях

50 г/л (соотношение клетки: носитель

0,22 г/г),время обработки суспензией клеток 15 мин, концентрация фло— кулянта 0,005Х время обработки флокулянтом 10 мин.

Плотность адсорбции клеток .

0,17 г/г, активность иммобилизованного препарата 1,36 мг/г ч.

II p и м е р 5. Выполняется аналогично примеру 1, Концентрация хлори- 25 да железа 0,37 М, время обработки хлоридом железа 3,5 ч, концентрация суспензии клеток в обоих случаях

140 г/л (соотношение клетки: носитель 0,62 r/ã), время обработки суспенэией клеток 75 мин, концентрация флокулянта 0,06Х, время обработки флокулянтом 75 мин.

Плотность адсорбции клеток

0,37 г/г, активность иммобилиэованного препарата 2,96 мг/г ч.

Пример 6. Выполняется аналогично примеру 3. Концентрация хлорида железа О,ЗИ, концентрация суспензии клеток 120 г/л, соотношение 40 клетки — носитель 0,516 r/ã, время обработки клетками 1 ч, концентрация флокулянта 0,05Х, время обработки флокулянтом 1 ч.

Используют дрожжи Saccharomyces 45

cerevisiae раса В, Плотность адсорбции клеток

0,32 г/г, активность иммобилизованного препарата 2,90 мг/г-ч.

Пример 7. Выполняется аналогично примеру 3, но в качестве флокулянта используют санфлок (СН-799), метакрилат (ВА-212), а также полистиролсульфонат (анионный флокулянт).

Концентрация флокулянтов 0,05Х.

Плотность адсорбции клеток соответственно 0,34, 0,34 и 0,36 г/г, активность иммобилизованного препарата соответственно 2,90; 2,90 и

2,96 мг/г.час.

Заметной разницы в применении неионогенных, анионных или катионных флокулянтов не обнаружено.

Пример 8 (контрольный ).

Выполняется аналогично примеру 1.

Вместо волокон используют макропорис. тые стеклянные пластины (стекло" фильтр У I) размером 4х2 см. Соотношение количества клеток к количеству носителя 0,332 г/r, Процедура иммобилизации, временные параметры, концентрации реагентов и зффекторов те же, что и в примере 1.

Плотность адсорбции и клеток

0,32 r/ã, активность иммобилиэованного препарата 1,1 мг/г ° ч.

Как видно as опыта, при примерно такой же плотности адсорбции, как и на волокнах, удельная активность иммобиливованных клеток в 2,2 рава ниже.

Л р и м е р 9. Выполняют аналогично примеру 3. Время обработки хлоридом железа 30 мин, клетками (в обоих случаях) 15 мин, флокулянтом 10 мин.

Плотность сорбции 0,28 г/г, активность 2,5 мг/г, ч.

Пример 10. Выполняют аналогично примеру 3. Время обработки хлоридом железа 1,5 ч, клетками и флокулянтом по 45 мин.

Плотность адсорбции 0,34 r/r, активность 2,90 мг/г ч.

Л р и м е р 11. Выполняют аналогично примеру 3. Время обработки хлоридом железа 4,5 ч, клетками

2 ч, флокулянтом 3 ч.

Плотность адсорбции 0,36 r/ã, активность 2,95 мг/г ч.

При обработке волокон дрожжевой суспензией в концентрации меньше

80 г/л и менее 0,5 ч уменьшается количество адсорбированных клеток дрожжей, увеличение концентрации суспенэии свыше 120 г/л и времени обработки свыше 1 ч не приводит к дальнейшему увеличению плотности адсорбции, При обработке волокон раствором флокулянта в концентрации менее

0,01Х и менее 0,5 ч уменьшается плотность адсорбции дрожжей, а увеличение концентрации свыше 0,05Х и времени ббработки свыше 1 ч не приводит к дальнейшему увеличению плотности адсорбции дрожжевых клеток.

138! 159

Составитель В.Муронец

Редактор Л,Веселовская Техред М.Дидык Корректор М.Максимишинец

Заказ 1165/28 Тираж 520

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предлагаемый способ иммобилизации дрожжей позволяет повысить активность препарата иммобилиэованных дрожжей до сравнению с

5 прототипом в 3-3,6 раза эа счет соответствующего увеличения плотности адсорбции клеток на носителе. формула изобретения lð

Способ получения иммобилизованных дрожжей Saccharomyces cerevisiae, заключающийся в адсорбции дрожжевых клеток на стеклянном носителе, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения активности целевого продукта в расчете на единицу его массы, в качестве носителя используют стеклянные волокна, предварительно обработанные хлоридом железа в концентрации 0,1-0,3 М в течение

l-3 ч, а адсорбцию проводят путем двукратной обработки носителя суспенэией дрожжевых клеток с концентрацией 80-120 г/л в течение 0,5-1 ч, причем после первой обработки носитель инкубируют с раствором синтетических органических флокулянтов с концентрацией от 0,01 до 0,05 мас.Ж в течение 0,5-1 ч.