腈水合酶固定化細(xì)胞的載體選擇及復(fù)合固定化的研究.pdf

1、細(xì)胞固定化是在酶固定化基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種高新技術(shù)和方法，它既可以提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，又易于細(xì)胞的分離和回收，已廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、輕化工業(yè)、制藥工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)和三廢處理工業(yè)。本文利用細(xì)胞固定化技術(shù)選擇合適載體固定腈水合酶產(chǎn)生菌株Rhodococcus sp.HUST-3催化水合丙烯腈生產(chǎn)丙烯酰胺，以解決現(xiàn)階段生產(chǎn)中存在的酶活力損失嚴(yán)重、工藝過(guò)程復(fù)雜、后處理要求高等問(wèn)題。 首先，使用海藻酸鈉、聚乙烯醇、聚丙烯酰

2、胺、殼聚糖、瓊脂等常用載體固定腈水合酶產(chǎn)生菌Rhodococcus sp.HUST-3，并對(duì)其固定化條件進(jìn)行優(yōu)化。研究發(fā)現(xiàn)，五種固定化細(xì)胞的相對(duì)酶活力分別為68.3％、62.3％、60.7％、82.9％、55.5％，同時(shí)發(fā)現(xiàn)瓊脂不適合固定該菌株，而海藻酸鈉、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、殼聚糖四種載體固定的細(xì)胞則各有優(yōu)點(diǎn)：海藻酸鈉固定化細(xì)胞制備簡(jiǎn)單球形規(guī)則，聚乙烯醇固定化細(xì)胞直徑最大，聚丙烯酰胺固定化細(xì)胞強(qiáng)度最高，殼聚糖固定化細(xì)胞酶活最高，因此

3、可以對(duì)四種載體進(jìn)行復(fù)合使用。 其次，對(duì)海藻酸鈉載體制備的固定化細(xì)胞進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)和性質(zhì)測(cè)定。研究發(fā)現(xiàn)，各因素對(duì)海藻酸鈉固定化細(xì)胞的影響程度依次為：海藻酸鈉濃度>海藻酸鈉與菌液體積比> CaCl2濃度。此外，海藻酸鈉固定化細(xì)胞的最佳固定化時(shí)間為6h，最適底物丙烯腈濃度為40g/L，最適水合催化pH值為7.0，最適水合催化溫度為28℃。 最后，以海藻酸鈉作為最基本載體，與聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、殼聚糖分別復(fù)合固定腈水合酶產(chǎn)生菌

4、株。研究發(fā)現(xiàn)，三種復(fù)合載體制備的固定化細(xì)胞的相對(duì)酶活力分別為93.1％、92.7％、97.6％，其中海藻酸鈉－殼聚糖復(fù)合載體最適合固定腈水合酶產(chǎn)生菌Rhodococcus sp.HUST-3水解丙烯腈生產(chǎn)丙烯酰胺，其固定化方法為：將3.5％海藻酸鈉溶液與1g/L腈水合酶菌懸液按體積比20：1混合均勻，用注射器平穩(wěn)滴入4％CaCl2溶液中制成海藻酸鈉固定化細(xì)胞，再將海藻酸鈉固定化細(xì)胞置于1.6％殼聚糖醋酸溶液中覆膜30min即得海藻酸鈉－