Способ получения иммобилизованных дрожжей sасснаrомyсеs cerevisiae
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.