[發明專利]一種谷氨酸棒桿菌固定顆粒及其在生產煙酰胺中的應用

在審

• 申請號: 202210861340.8
• 申請日: 2022-07-22
• 公開（公告）號: CN115044581A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 齊勇;陳洋;李玉山;夏偉;濮夢華
• 申請（專利權）人: 安徽瑞邦生物科技有限公司
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12P17/12;C12R1/15
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 杜靜;徐冬濤

本發明公開一種谷氨酸棒桿菌固定顆粒及其在生產煙酰胺中的應用，所述的固定顆粒是以五羰基合鐵作為磁性吸附材料，通過交聯劑將菌株與硅烷化處理的磁性鐵氧化物粒子進行交聯固定，形成固定化顆粒。本發明所述的固定顆粒使得反應的酶可以多次利用，經濟性好，反應溫和，污染小，適合工業化生產。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種谷氨酸棒桿菌固定顆粒及其在生產煙酰胺中的應用。

背景技術

腈水合酶是生產煙酰胺的重要生物催化媒介，但一般產腈水合酶在催化反應合成煙酰胺中都易于產生副產物煙酸，而且煙酸含量較高，這樣使得到的煙酰胺純度不高。而且發酵過程中生物催化劑的一次性投入會導致最終腈水合酶活性下降，反應速度變慢。本申請發明人利用谷氨酸棒桿菌篩選出高表達腈水和酶菌株時，發現發酵生產的酶進行水合反應的細胞投入限于一次性反應，細胞流失導致反應的不經濟性，每次反應需投入大量腈水合酶細胞，成本及原料消耗不經濟。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術存在的缺陷，提供一種谷氨酸棒桿菌固定顆粒及其在生產煙酰胺中的應用。本發明所述的固定顆粒使得反應的酶可以多次利用，經濟性好，反應溫和，污染小，適合工業化生產。

本發明的目的可以通過以下措施達到：

本發明一方面提供一種氨基官能化的磁性鐵氧化物顆粒，所述氨基官能化的磁性鐵氧化物顆粒是以五羰基合鐵作為磁性吸附材料。

本發明還提供了本發明所述的氨基官能化的磁性鐵氧化物顆粒的制備方法，具體包括如下步驟：

(1)通過五羰基合鐵和七水合硫酸亞鐵在乙醇水溶液中，加入氨水反應獲得磁性鐵氧化物粒子；

(2)磁性鐵氧化物粒子經過3-氨丙基三乙氧基硅烷進行表面硅烷化反應后形成本發明所述的氨基官能化的磁性鐵氧化物顆粒。

在一些實施例中，步驟(1)五羰基合鐵和七水合硫酸亞鐵的重量比為(1.5～2)：1。發明人發現高于該比例導致磁性鐵氧化粒子會聚集，導致細胞的固定化效果變差，低于該比例會導致磁性例子的結合能力變弱，導致不能形成固定化細胞的載體。

在本發明的一些具體的實例中，本發明步驟(1)的磁性鐵氧化物粒子的制備具體為：將重量比為(1.5～2)：1的五羰基合鐵和七水合硫酸亞鐵加入15％～25％的乙醇水溶液中，室溫下混勻，加入氨水至沉淀不再増加，離心洗滌沉淀干燥即可得到磁性鐵氧化物粒子。

在本發明的一些更具體的實例中，步驟(1)中的乙醇水的加入量為10～30ml/g五羰基合鐵。

在本發明的一些具體的實例中，本發明步驟(2)硅烷化反應的具體方法為：取磁性鐵氧化物粒子加入含有甲醇、3-氨丙基三乙氧基硅烷和去離子水的溶液中，超聲處理25～35min，再加入甘油，85～95℃加熱劇烈振蕩5～7h；離心沉淀烘干，即可得本發明所述的氨基官能化的磁性鐵氧化物顆粒。本發明所述的氨基官能化的磁性鐵氧化物顆粒在磁性鐵氧化物粒子的表面經過硅烷化反應后覆蓋上一層3-氨丙基三乙氧基硅烷，獲得具有氨基官能化的磁性鐵氧化物粒子。

在本發明的一些實例中，步驟(2)中甲醇的量為40～60ml/g磁性鐵氧化物粒子；3-氨丙基三乙氧基硅烷的量為10-50mL；去離子水的量為0.4～0.6ml/g磁性鐵氧化物粒子；甘油加入量為25～35ml/g磁性鐵氧化物粒子。

本發明步驟(1)和步驟(2)的離心洗滌沉淀干燥可以按照本領域的常規方法，例如步驟(1)具體為于4℃、5000r/min下離心10min，沉淀用去離子水多次洗滌至pH為中性，100℃烘干2h。步驟(2)是離心后沉淀于100℃烘干2h。

本發明還提供所述的氨基官能化的磁性鐵氧化物顆粒在菌株固定化中的應用。