[發(fā)明專利]一種新型米根霉固定化發(fā)酵載體單元及使用方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910103572.1
• 申請(qǐng)日: 2009-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN101624589A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王遠(yuǎn)亮;王珍;楊尚天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N11/12
• 分類號(hào): C12N11/12;C12P7/56;C12R1/845
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所
• 代理人: 康海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)酵用載體，尤其涉及一種米根霉發(fā)酵生產(chǎn)L-乳酸的發(fā)酵載體。

背景技術(shù)

目前，利用米根霉發(fā)酵生產(chǎn)L-乳酸是目前工業(yè)生產(chǎn)光學(xué)純L-乳酸的主要方法，發(fā)酵方式主要分為游離發(fā)酵和固定化發(fā)酵([1]Lorenzo?M.L.D.，Crystallization?behavior?of?poly(L-lactic?acid).European?Polymer?J.2005，41：569-575；[2]Maas，R.H.，Bakker?R.R.，Eggink?G.，Lactic?acid?production?from?xylose?by?the?fungus?Rhizopus?oryzae，Appl.Microbiol.Biotechnol.，2006，72：861-868)。其中固定化發(fā)酵有菌體密度高、反應(yīng)速率快、穩(wěn)定性好、使用壽命長、可重復(fù)利用、便于實(shí)現(xiàn)催化劑與發(fā)酵液分離等優(yōu)點(diǎn)，越來越引起研究者們的關(guān)注。

目前的固定載體類型主要有纖維吸附([3]寧尚勇，李十中，真菌固定床反應(yīng)器發(fā)酵L(+)-乳酸的初步研究，食品與發(fā)酵工業(yè)，2006，32(3)：22-25；[4]張定豐，林建平，金志華，岑沛霖，用于固定化米根霉發(fā)酵生產(chǎn)L-乳酸的轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器及其放大，化學(xué)工程，2004，32(1)：34-37)，海藻酸鹽凝膠包埋([5]出處Hang?Y.，Hamamci?H.，Woodams?E.E.，Production?of?L(+)-lactic?acid?by?Rhizopus?oryzae?immobilized?in?calcium?alginate?gels，Biotechnol?Lett.，1989，11：119-120)，聚氨酯吸附([6]陳育如，夏黎明，岑沛霖，聚氨酯吸附固定米根霉發(fā)酵L-乳酸的優(yōu)化，南京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版)，2002，2(1)：52-55)等。纖維式載體又由于其來源廣泛、價(jià)格低廉、固定效果優(yōu)良等被廣泛研究。

以纖維為載體的反應(yīng)器有床式反應(yīng)器([7]A.Tay?and?S.T.Yang，Production?ofL(+)- lacticacid?from?glucose?and?starch?by?immobilized?cells?of?Rhizopus?oryzae?in?a?rotating?fibrous

但它們共同的缺陷在于：(1)需要大量的動(dòng)力消耗；(2)當(dāng)擴(kuò)大試驗(yàn)時(shí)，所有參數(shù)和指標(biāo)難以重現(xiàn)，甚至無法達(dá)到。主要原因在于反應(yīng)器中的菌體載體與反應(yīng)器尺寸成比例，但是發(fā)酵動(dòng)力學(xué)及流體力學(xué)的影響卻沒有對(duì)應(yīng)的比例關(guān)系，使得優(yōu)化數(shù)據(jù)難以重現(xiàn)，從而難以擴(kuò)大工業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的纖維式固定發(fā)酵反應(yīng)器擴(kuò)大時(shí)，載體與反應(yīng)器擴(kuò)大相應(yīng)比例難以控制的困難，本發(fā)明專利提供一種固定化發(fā)酵載體以及使用方法，該載體不僅能在三角瓶中進(jìn)行小型平行篩選實(shí)驗(yàn)，而且能進(jìn)行組合和改造，在現(xiàn)有的柱式及罐式反應(yīng)器中擴(kuò)大試驗(yàn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種新型米根霉固定化載體單元，它以不銹鋼網(wǎng)片為支撐骨架，形成六枝杈星狀骨架結(jié)構(gòu)，以棉布為表面材料，包裹在不銹鋼網(wǎng)片表面，形成六枝杈星狀載體單元。

發(fā)酵時(shí)，只需直接將所述載體單元滅菌后置于發(fā)酵裝置內(nèi)的發(fā)酵液中，細(xì)胞就會(huì)吸附固定在棉布上；所述發(fā)酵裝置采用三角瓶、柱式反應(yīng)器或發(fā)酵罐，使用同樣大小的載體單元，并根據(jù)發(fā)酵的直徑及裝液深度，選取相應(yīng)數(shù)量的載體單元。多個(gè)載體單元之間上下串聯(lián)，長度與反應(yīng)器中的裝液深度一致。根據(jù)反應(yīng)器直徑可以增加載體單元串的數(shù)量，將其縱向連接、平行排列，達(dá)到對(duì)發(fā)酵空間的最大化利用。

本發(fā)明的有益效果是，采用以棉布纖維為載體、不銹鋼支架作支撐的固定化發(fā)酵載體結(jié)構(gòu)，達(dá)到米根霉菌絲層既均勻生長又能維持六枝星狀空間結(jié)構(gòu)。載體單元采用了六枝杈星狀載體單元，可以在三角瓶、柱式反應(yīng)器、發(fā)酵罐中使用同樣大小的發(fā)酵單元，唯一改變的只是所用載體單元的數(shù)量，在米根霉的形態(tài)控制和產(chǎn)率提高方面有顯著效果。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的載體單元。A是未包裹棉布前的不銹鋼網(wǎng)片圖，B為棉布包裹后的水平截面圖，C為載體單元的三維圖。

圖2載體單元上下連接成串的示意圖。

圖3載體單元平行排列成布置的示意圖。

圖中1、不銹鋼網(wǎng)片，2、棉布，3、載體單元，4、載體單元串，5、發(fā)酵罐。

具體實(shí)施方式

(一)載體單元的制作和使用，參見圖1、圖2和圖3：