[其他]新的固相生物催化劑及其制備和應用

無效

• 申請號: 86108306
• 申請日: 1986-11-15
• 公開（公告）號: CN86108306A
• 公開（公告）日: 1987-10-28
• 發明（設計）人: 哈爾德·阿布拉哈姆;迪·哈恩·本·魯多爾夫;萬·迪爾·普拉特·約翰尼斯·伯圖斯
• 申請（專利權）人: 吉斯特-布羅卡迪斯公司
• 主分類號: C12N1/18
• 分類號: C12N1/18;C12N1/21;C12N11/16;C12N11/04;C12P7/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 辛敏忠

本發明是關于含有活細胞的顆粒形式的新的水不溶性固相生物催化劑及其制備和應用。

在美國專利3，838，007號中揭示了一種制備半固體或固體顆粒形式的水不溶性酶組合物的方法，即將非蛋白水解酶懸浮在膠凝蛋白水溶液中，將得到的混合物與一種微混溶于水或不混溶于水的有機液體合并制成一種顆粒形式的懸浮液，處理該懸浮液實現膠凝蛋白的凝膠化并使生成的膠化蛋白顆粒與交聯劑接觸。膠凝蛋白最好是明膠，它對使酶成為具有所需大小的水不溶性的顆粒形式是必不可少的并且它也可使酶穩定。尤其揭示了產生顆粒形式的酶-膠凝蛋白是具有四個或更多的碳原子的脂族醇，例如丁醇，醇酯和低級脂肪酸酯，如乙酸乙酯，乙酸丁酯和丙酸乙酯。最后，提到幾種非蛋白水解酶，它們可成為不溶性的顆粒形式。上述顆粒形式的組合物可用于酶促反應的柱和床反應器并且特別有助于那些不允許最終產物含有所用酶的反應。

本領域技術人員會意識到活細胞，例如面包酵母（釀酒酵母）的細胞可迅速地被在美國專利3，838，007號所揭示的方法中所用類型的有機溶劑殺死。據報道幾種有機溶劑可引起酵母的自溶。例如，用乙酸乙酯處理面包酵母制備結晶細胞色素C（見Nature????178（1956），629-630）和β-呋喃果糖苷酶（見J.Bacteriol，112（1972），1346-1352）。

Hough和Lyons在Nature????235（1972）389中特別提到共價連接酶的固相法對活的有機體來說是相當猛烈的，因此他們認為如果用這些活的有機體作為載體的話是極不可能存活的。然后他們揭示了一種用鈦鹽和其它無機鹽作為偶聯劑將某些酶與活的載體，即幾株釀酒酵母共價偶聯起來的技術。該偶聯技術是Barker等人最初在Process????Biochem.6，（1971），11中所揭示的技術的改進。

在德國公開專利2805607，第9頁，第13～17行，提及了Processes????Biochem.No.7（1972），9-12，其中建議用甲苯或二氯甲烷作為溶劑使微生物附著在三乙酸纖維素絲狀體上。上述德國公開專利中特別提到這些溶劑是很有毒的，因此通過在載體間質內培養而使微生物再生幾乎是不可能的。

最近，Haegerdal和Mosbach在Food????Process????Eng.，Proc.Int.Congr.，Znd????1979（1980年出版）Z，129-32，（參見Chemical????Abstracts????94（1981）119457K）中描述了面包酵母與β-葡萄糖苷酶的共固定化物，為了由纖維素二糖生產乙醇在一個小的反應柱中研究了這種共固定化物。將酶共價結合到藻酸鹽上，然后將面包酵母與該制劑一起共附著在藻酸鹽凝膠上，但有機溶劑和交聯劑都不能用于這些活細胞。

藻酸鈣的缺點是在磷酸鹽離子或其它螯合劑存在時不穩定。在活細胞中，磷酸鹽是必需營養物，因此這種藻酸鹽載體不能適用于大多數含有活細胞的固相系統。

歐洲專利申請EP-A-O????041610揭示了酵母與酶的共固定化物，其中將酶偶聯到具有發酵能力的活酵母細胞上以便直接圈住它們。這些共固定化物的制備方法是使酵母細胞脫水，用酶的水溶液復水，加入一種不影響酵母細胞發酵的酶沉淀劑并且最好隨后加入交聯劑。在制備這些共固定化物時有機溶劑和分散劑都不能使用。共固定化物不適用于反應柱等，因為它們缺乏載體間質。

所有這些參考文獻都談到在制備保持其發酵和增殖能力的固相活細胞組合物的過程中不用有機溶劑，特別是甲苯、丁醇、乙酸丁酯和乙酸乙酯一類的溶劑。

本發明的一個目的是提供含有活細胞的具有所需大小的顆粒形式的水不溶性固相生物催化劑，它們可用于各種各樣的目的，例如用于柱填充物，流化床反應器和攪拌釜反應器。

本發明的另一個目的是提供一種在相當溫和的條件下制備上述水不溶性固相顆粒的方法，（即顆粒內部的情況與使懸浮體成形的周圍有機溶液相反），以便大量活細胞在固定化期間或之后可以生存或增殖。

從下面詳盡的描述中可顯見本發明的這些目的和其它目的以及優點。

在廣泛的研究和實驗之后，出人意料地發現了活細胞并且特別是活的微生物細胞的存活力，例如當使活細胞與微混溶于水或不混溶于水的有機溶劑接觸時如果將活細胞懸浮在膠凝劑水溶液中，酵母就不會受到不利的影響。

因此，本發明提供一種含有分散在交聯用的膠凝劑中的活細胞的顆粒形式的水不溶性固相生物催化劑。