專利名稱：一種制備丙酮丁醇梭菌固定化細(xì)胞的技術(shù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微生物固定化細(xì)胞技術(shù)發(fā)酵應(yīng)用方法，具體應(yīng)用于丙酮丁醇乙醇等溶劑的發(fā)酵生產(chǎn)中，同時(shí)在酒精、啤酒和抗生素發(fā)酵中具有通用性。
背景技術(shù)：
隨著固定化酶技術(shù)的日益成熟，固定化對象已有單純的酶發(fā)展到了活細(xì)胞。利用固定化細(xì)胞發(fā)酵具有制備簡單、不易感染雜菌、易保存、適應(yīng)高稀釋比，易實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)和自動(dòng)控制，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。以前丙酮丁醇梭菌固定化細(xì)胞國內(nèi)報(bào)道大多以吸附法為主 (瓷環(huán)，CCQ。

發(fā)明內(nèi)容
以聚乙烯醇(PVA)為基體，利用包埋和交聯(lián)相結(jié)合制成高分子復(fù)合材料。其方法 以PVA為基體，另加入一定比例的凝固劑、交聯(lián)劑等幾種物質(zhì)。分別為甘油、硅藻土、磷酸二氫鉀、硼砂1.5%、順丁烯二酸酐、菌懸液和水。按一定的比例和添加順序，迅速冷凍、切塊制成一種高分子復(fù)合材料。該材料不管從強(qiáng)度、柔韌性、細(xì)胞的通透性等方面試驗(yàn)均為良好的發(fā)酵載體。
具體實(shí)施例方式1.培養(yǎng)基制作用市售玉米經(jīng)磨粉，40目過篩后，配置成7%濃度的玉米粉溶液， 100°C糊化冷卻，總糖含量4. 2-5. 4%備用。2.固定化載體制備以聚乙烯醇(PVA)為基體，利用包埋和交聯(lián)相結(jié)合制成高分子復(fù)合材料。3.載體固定化方法采用材料和配比為聚乙烯醇8% (A)、甘油5%⑶、硅藻土 1% (C)、磷酸二氫鉀(D)、硼砂1.5% (E)、順丁烯二酸酐(F)、菌懸液30% (G)、水 50% (H)。添加順序A-B-E-F-C-D-H-G，迅速冷卻切塊保存或直接發(fā)酵。4.發(fā)酵試驗(yàn)靜止分批試驗(yàn)1000ml三角瓶裝入培養(yǎng)基750ml，接入10 %的固定化細(xì)胞載體， 38-42°C恒溫靜止培養(yǎng)45-72小時(shí)，取樣測定溶液中丙酮含量和殘?zhí)?。更換培養(yǎng)基發(fā)酵待靜止發(fā)酵停止后，經(jīng)測定溶液中丙酮含量不再增加、殘?zhí)遣辉俳档蜁r(shí)，換新的培養(yǎng)基。將原培養(yǎng)基中固定化細(xì)胞用無菌水洗滌，投入新培養(yǎng)基中重復(fù)使用，測丙酮含量及殘?zhí)牵^察載體強(qiáng)度、細(xì)胞流失情況、細(xì)胞通透性等性狀、多次重復(fù)以上步驟，直至載體深化，細(xì)胞流失完，不能再發(fā)酵。5.分析方法(采用原發(fā)酵法溶劑生產(chǎn)廠通用測定方法)丙酮含量測定碘量法。殘?zhí)菧y定斐林氏法。酸度測定中和法。
6.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和發(fā)酵結(jié)果按以上順序制做后，迅速冷卻切塊，投入料液。與游離細(xì)胞相比，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為接種后池左右開始產(chǎn)氣，即發(fā)酵開始較游離細(xì)胞快4h ；整個(gè)發(fā)酵過程中從表面現(xiàn)象看，產(chǎn)氣量較游細(xì)胞大，且溶液對對流急；達(dá)到酸峰的時(shí)間為10 1證，而游離細(xì)胞為18 24h ；達(dá)到酸峰時(shí)酸度較游離細(xì)胞高0. 5^1. 0 ；從發(fā)酵速度看，較游離細(xì)胞快，即發(fā)酵周期短。發(fā)酵1個(gè)月后細(xì)胞流失量不明顯。載體機(jī)械強(qiáng)度高，細(xì)胞的通透性比較明顯。載體在整個(gè)發(fā)酵過程中都顯示了良好的性能，如熱穩(wěn)定性等。但溶液中丙酮含量相對于游離細(xì)胞有所提高，殘?zhí)怯兴陆?。固定化?xì)胞發(fā)酵結(jié)果表所示。
權(quán)利要求
1.一種制備丙酮丁醇梭菌固定化細(xì)胞的技術(shù)方法。以聚乙烯醇(PVA)為基體，采用包埋和交聯(lián)相結(jié)合制成高分子復(fù)合材料載體，固定丙酮丁醇梭菌1. 70菌種營業(yè)細(xì)胞制備固定化細(xì)胞，并進(jìn)行了靜止分批、循環(huán)換玉米培養(yǎng)基發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的試驗(yàn)研究。其特征是以聚乙烯醇(PVA)為基體，采用包埋和交聯(lián)相結(jié)合制成高分子復(fù)合材料載體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的技術(shù)方法，其特征是采用先包埋后交聯(lián)的順序方法。其特征是采用材料和配比為聚乙烯醇8% (A)、甘油5% (B)、硅藻土 (C)、磷酸二氫鉀(D)、 硼砂1. 5% (E)、順丁烯二酸酐(F)、菌懸液30% (G)、水50% (H)。添加順序:ABEFCDHG， 迅速冷卻切塊保存或發(fā)酵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，此技術(shù)方法可同樣用于制備酒精、啤酒、乙酸、抗生素等發(fā)酵領(lǐng)域， 請求這種技術(shù)和方法在這些相關(guān)發(fā)酵行業(yè)也予以保護(hù)。
全文摘要
此技術(shù)屬微生物固定化技術(shù)發(fā)酵應(yīng)用領(lǐng)域。介紹了一種以聚乙烯醇(PVA)為基體，利用包埋和交聯(lián)相結(jié)合制成高分子復(fù)合材料載體，固定丙酮丁醇梭菌1.70菌種營業(yè)細(xì)胞制備固定化細(xì)胞的技術(shù)方法，并進(jìn)行了靜止分批、循環(huán)換玉米培養(yǎng)基發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的試驗(yàn)研究。相比于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)，利用固定化細(xì)胞發(fā)酵具有制備簡單、不易感染雜菌、易保存、適應(yīng)高稀釋比，易實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)和自動(dòng)控制，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C12N11/08GK102250865SQ20101019199
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:縣永平