Способ получения иммобилизованных клеток, обладающих бродильной активностью

Способ получения иммобилизованных клеток, обладающих бродильной активностью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в биотехнологии для иммобилизации микроорганизмов и ферментных систем. Цель изобретения - увеличение бродильной активности целевого продукта и повышение выхода иммобилизованных клеток. Способ заключается в адсорбции клеток, обладающих бродильной активностью, на носителе, который получают путем сплавления синтетического ядра носителя с пористым титаном и природным цеолитом, распределенными по поверхности ядра. Плотность носителя составляет 80-95% от плотности сбраживаемой среды, что позволяет носителю с иммобилизованными клетками находиться в такой среде во взвешенном состоянии. Соотношение компонентов в носителе следующее, мас.% : пористый титан 5-10, природный цеолит 5-10, синтетический материал 80-90. Применение предлагаемого способа позволяет увеличить бродильную активность с 3,6 до 6,8-8,6 мл CO 2 на 1 г биокатализатора и увеличить эффективность иммобилизации с 8 до 30-45%. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

И9) (1Ü (1) С 12 Ы 11(00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМКГЕТ

ПО ИЗОВЯГИНИЯМ И 01НРЫТИйЦ

ПРИ 1 ННТ СССР

1. (21) 4362823/31-13 (22) 1101.88 (46) 23.09,90, Бвл. Н 35 (71) Краснодарский политехнический институт (72). Н.А.Кудряшов, Н.М.Агеева, ЭИ.Соболев, и В А.Толмачев (53) 577. 15(088.8) .(56) Kennedy J.P. et а1. Nature. 1976

261., В 5557, р.. 242.

Авторское свидетельство СССР

В 536912, кл. С 12 N 11/00, 1974. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ КЛЕТОК > ОБЛАДАЮЩИХ БРОДИЛЬНОЙ

АКТИВНОСТЫО (57} Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в биотехнопоГии для иммобилизации микроорганизмов и ферментных систем. Цель изобретения - увеличение бродильной активности целевого

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в различных областях биотехнологии для иммобилизации мйкрооргаиизмов и ферментных систем.

Цель изобретения - увеличение бродильной активности целевого продукта и повышение выхода нммобилизовавных клеток.

Способ заключается в адсорбцин различных клеток, обладающих бродильной активностью, на носителе, состоящем из трех компонентов - пористого титана, природного цеолита и синтетического материала в соот-.

2 продукта и повышение выхода иммобилизованных клеток. Способ заключается в адсорбции клеток, обладающих бродильной активностью, на носителе,. который получают путем сплавлення синтетического ядра носителя с пористым титаном и природным цеолитом, распределенными,по поверхности ядра.

Плотность носителя составляет:80-953 от плотности сбраживаемой среды, что позволяет носителю с иммобилизованными клетками находиться в такой среде во взвешенном состоянии. Соотношение компонентов в носителе следующее, мас.7: пористый титан 5-10; природный цеолит 5-10р синтетический материал 80-90. Применение предлага-. З емого способа позволяет увеличить бродильную активность от 3,6 до 6,88,6 мл СО на t г биокатализатора и увеличить эффективность иммобилизации от 8 до 30-45Х. 3 табл.

Ф ношении (5-10): (5-10): остальное

{мас. Ж) .

Снлавление компонентов проводят так, что ядро носителя составляет синтетический материал, по поверх ности которого распределены норис тый титан н природный цеолит. Плотность. носителя составляет 80-95Х от плотности сбраживаемой среды. Применение предлагаемого способа позволя ет увеличить бродильную активность целевого продукта (от 3,6 до 6,8

8,6 мл СО /г биокатализатора) и увеличить эффективность иммобилизации от 8 до 30-45Х.

159ч216

П р и и е р 1. Для получения носителя используют .5Х пористого титана, 10Х клиноптилолита и 85Х полиэтилена, Для сплавления носителя осуществляют шихтование смеси природный цеолит и пористый металл в требуемом соотношении, затем шихту нагревают до температуры плавления поверхност.ного слоя полиэтилена. Нагретую смесь 10 вводят в генератор, охлаждают до температуры окружающей среды и получают (формируют) гранулы носителя, Для адсорбции клеток, обладающих бродиль.ной активностью, полученный препарат опускают в сахаросодержащую среду с винными дрожжами. Эффективность иммобилизации определяют по адсорбции на носителе катехолоксидазы. Измеряют также бродильную активность.

Результаты бродильной активности и выход иммобилизованных клеток при использовании разных носителей приведены в табл. 1.

Пример 2. Для получения бе- 25 рут 10Х титана, 107 клиноптилолита, 80Х полиэтилена, остальное — аналогично примеру

Пример -3. Для получения носителя берут 107. титана, 57 клинопти- 30 лолита, 85Х полиэтилена, остальное— аналогично примеру 1.

Пример 4. Для получения носителя берут 10Х титана, 57 бойделита, 85 пеноплена.

Пример 5. Для получения носителя используют искусственную смесь титана, полиэтилена и клиноптилолита без их сплавления. 40

Пример 6. Для получения носителя берут 10Х сплава титана, 5Х морденита и 857 пенопласта.

Пример 7. Для получения носителя берут 57. сплава титана, 57. бойделита и 85Х пеноплена.

Пример 8. Сбраживание проводят с помощью носителя из титана, обработанного дымящей азотной кислотой и четере сслористым титаном в присут- 50 ствии воды

Пример 9. Для получения носителя используют 10Х титана, 10Х мордвнита и 807 пенопласта, остальноеа*алогично примеру 1.

Пример 10, Для получения носителя используют 5Х титана, 5Х морденита и 90Х полиэтилена, остальное— аналогично примеру 1.

Пример 11. Для получения но.сителя используют 5Х морденита и 95Х полиэтилена, остальное - аналогично примеру 1.

Пример 12. Для получения носителя используют 10Х титана и 90Х полиэтилена.

В табл. 2 приведены сведения об эффективности использования носителя, полученного по примеру f, для иммобилизации различных типов микроорганизмов, обладающих бродильной активностью, в табл. 3 — информация о влиянии соотношения компонентов на свойства носителя.

Из табл. 3 следует, что оптимальным является соотношение цеолита титана и синтетического материала; равное (5-10);(5-10): (80-90)X., При этом наблюдается наибольшая активность дрожжей и степень их иммобилизации на поверхности насадки, кроме того, насадка при оптимальных соотношениях компонентов находится в плавающем состоянии, что поддерживает скорость массообмена на высоком уровне.

Повьппение концентрации полиэтилена приводит к тому, что насадка поддерживается во взвешенном состоянии, однако, при этом необходимо снижать концентрацию клиноптилолита и титана, что приводит к утяжелению насадки (выпадению на дно емкости).

При этом плотность насадки превышает

80-95Х от плотности среды, и насадка опускается на дна бродильного резервуара, теряя активное свойство регулирования жизнедеятельности клеток и качества процесса.

В качестве пористого металла используют титан природного цеолита клиноптилолит, морденит и минералы с нерасширяющейся кристаллической решеткой, синтетического материала— полиэтилен, плексиглаз и пенопласт.

В предлагаемом носителе перечисленные материалы в комплексе друг с другом проявляют свойство, суть ко-торого заключается в следующем. Особенность химической связи клиноптилолита и титана через полимер вероятно связана с раскрытием определенных сетчатьи структур, влияющих на белкоВо-ферментативный комплекс дрожжей, но, по-видимому, без связывания энзима, поэтому с предлагаемым носителем взаимодействуют только жизнеде1594216

Иродолл,ение табл. родильная активость дрожжей, мл СО /г

Приме

Адсорбция катехолоксидазы, % к исходному

9

11

8

31

9,0

Таблнца2

Прирост биомассы, Х, за

2 сут по способу м

Количество колоний на твердой среде, шт, для способа

Микроорганизм

1 известному предлагаемому известного предлагаемого

Винные дрожжи, штаммы: ркацители кахури

Пленчатые дрожжи: ганэенула аномала пикин ! Кормовые дрожжи: кандида Тропикалис Уксуснокислые бактерии

Бактерии яблочномолочного брожения

216

68

Зб

42

36

24.34

8

24

6

24

121

46

40

Разбавление в 10 тые.раз.

ТаблнцаЗ

Плотность Примечание, % к среде, Ж

Содержание компонентов в носителе, мас. Ж

Бродильная активность, мл СОе/ч

Титан ) Елипоптилолит t Попинал

Насадка тонет

Насадка в плавающем состоянии

ll

+

Эксперименты проводят на сокоматериале, плотность которого 1,306 кг/и э

42

18

t9

28

22

39

52

52

3,6

7,4

6 ° 8

4,8

4,4 .ю

6,3

6,5

6,8

7,0

7р1

7 1

6 7

6,5

6,0

104

102

102

86

89

82

98

96