利用开孔明胶固定化啤酒酵母生产ATP的研究

摘要

利用固定化酵母催化一磷酸腺苷(AMP)磷酸化生成三磷酸腺苷(ATP)是最有工业前景的ATP生产方法之一。该法的中心内容包括：稳定的细胞质量、适宜的固定化形式、适宜的反应操作条件等。本文对酵母的培养条件、开孔明胶固定化细胞的制备条件以及ATP生产的反应条件进行了较深入的探讨和试验研究。此外还建立了ATP分离与提纯的实验方法，并通过实验考察了发酵液的ATP回收率、成品ATP的纯度以及ATP的实际产率。 首先选用了一株转化率较好但稳定性差的酵母菌株，对扩培培养基中的蔗糖蜜、蛋白胨、(NH<,4>)<,2>SO<,4>KH<,2>PO<,4>四种因素不同浓度水平进行正交实验，研究其对培养酵母菌浓及ATP转化活性的影响，确定了用于ATP生产的酵母细胞培养工艺的较佳配方，其结果为：m(蔗糖蜜)＝120％，m(蛋白胨)＝0.70％，m(KH<,2>PO<,4>)=0.15％，m((NH<,4>)<,2>SO<,4>)＝0.25％。实验还确定了该啤酒酵母适宜的扩大培养时间是14～20小时。 研究了开孔明胶固定化啤酒酵母细胞的制备条件，结果表明15％的明胶和2％的海藻酸钠形成的复配胶包埋10％的啤酒酵母细胞制备成的固定化颗粒经2％戊二醛交联1小时具有较高的磷酸化活性。 利用该固定化颗粒研究了酵母酶系生产ATP的反应机理，考察了多种因素对ATP转化情况的影响，结果表明用开孔明胶包埋啤酒酵母制成的固定化细胞，在含有15g/LAMP，葡萄糖150mmol/L，硫酸镁16mmol/L，pH7.0的磷酸缓冲液250mmol/L中35℃振荡反应2小时，ATP转化率可高达95％以上。底物溶液灭菌和添加烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD<'+>)后，该固定化酵母细胞可反复使用10次，ATP的转化率稳定维持在90％以上。通过ATP分离与提纯的实验，得出发酵液的ATP平均回收率为72.3％，平均成品纯度为92.3％，平均产品实物产率为102.3％。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

第一章前言

第二章生产酵母的培养研究

第三章固定化酵母细胞的制备

第四章开孔明胶固定化啤酒酵母酶系合成ATP的反应研究

第五章ATP的分离提纯工艺

第六章结论

附录

致谢

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