[发明专利]一种胶红酵母固定化细胞及其应用

说明书

本发明提供了一种胶红酵母固定化细胞，它是由海藻酸钠作为固定介质、钙盐作为交联剂，将胶红酵母活细胞固定于所述固定介质和交联剂形成的凝胶中制备得到。本发明还提供了前述固定化细胞的制备方法。本发明还提供了一种合成芳香仲醇的方法，它是以前述固定化细胞作为催化剂、葡萄糖作为辅助底物，在水相或两相体系中催化不对称还原反应的方法。本发明能大幅提升胶红酵母将ACP还原成(S)‑1‑PEA的能力，并大幅提升胶红酵母的重复利用次数；相比游离酵母细胞具有十分巨大的优势，产业化前景广阔。

技术领域

本发明涉及发酵工程领域，尤其涉及一种胶红酵母固定化细胞及其应用。

背景技术

手性芳香仲醇作为重要的药物中间体及手性砌块，在医药合成中起着重要的作用，而 酵母菌比较适合手性芳香仲醇的合成。但游离细胞不利于大规模生产，底物和产物对酵母 细胞具有一定的抑制作用，即便改善反应介质的条件下，仍旧存在细胞重复利用性不佳的 缺点。

有研究报道，对酵母细胞进行固定化可以减慢细胞的失活，即增加细胞的重复利用性， 反应结束后菌体与反应液的分离变得十分简单，避免了离心、萃取等烦琐程序，可以提高 产率，这也为今后放大到连续的反应器操作莫定了基础。

胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)是合成手性芳香仲醇的优良物种，它可以通过 不对称还原ACP(苯乙酮，模式底物芳香仲醇)成高立体选择性的(S)-1-PEA((S)-1-苯乙醇)。由于不同酵母对固定化的方式(包括固定化介质、介质浓度、细胞量、交联剂、 固定化时间等等参数)适应程度不用，固定化酵母细胞的生长状态、催化特定化学反应的 能力、可重复利用的次数均与固定化方式的各种细节息息相关。

目前尚未见胶红酵母固定化细胞生产手性芳香仲醇的报道，主要是因为固定化方式的 参数选择纷繁复杂，难以找到一个优良的参数组合。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种胶红酵母固定化细胞，它是由海藻酸钠作为固 定介质、钙盐作为交联剂，将胶红酵母活细胞固定于所述固定介质和交联剂形成的凝胶中 制备得到；

所述海藻酸钠的浓度是2％～4％，优选3％。

如前述的固定化细胞，所述胶红酵母是Rhodotorula mucilaginosa bs5-1。

如前述的固定化细胞，所述钙盐是氯化钙。

本发明还提供了如前所述的固定化细胞的制备方法，包括如下步骤：

(1)将海藻酸钠加入水中，加热溶解后冷却，得混合物；

(2)将步骤(1)得到的混合物与胶红酵母活细胞悬浊液混合，得混合物；

(3)将步骤(2)得到的混合物加入到形成凝胶所需的过量的钙盐溶液中，反应0.5～1h， 形成凝胶，优选地，反应0.5h。

如前述的固定化细胞制备方法，其特征在于：

所述钙盐是氯化钙，其浓度为1～3％(w/v)；优选地，氯化钙浓度为2％(w/v)；

和/或，所述氯化钙溶液的用量是：每30ml步骤(2)所得混合物加入到300～500ml的氯化钙溶液中。

如前述的固定化细胞制备方法，步骤(2)中，步骤(1)得到的混合物与胶红酵母活细胞悬浊液的体积比是1∶2。

如前述的固定化细胞制备方法，每100ml步骤(2)得到的混合物所含酵母细胞湿重为5～10g；优选地，每100ml步骤(2)得到的混合物所含酵母细胞湿重为8g。

本发明还提供了一种不对称还原手性芳香仲醇的方法，其特征在于，它是以如前所述 的固定化细胞作为催化剂、葡萄糖作为辅助底物，在水相或两相体系中催化手性芳香仲醇 反应的方法；