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1、胶原纤维负载金属离子固定酵母细胞及其发酵特性研究*何利何强廖学品*石碧*（四川大学制革清洁技术国家工程实验室，四川，成都，610065）摘要：以皮胶原纤维为基质，制备了胶原纤维负载Zr(Ⅳ)（ZICF）和胶原纤维负载Fe(Ⅲ)（FICF）细胞固载材料。以酵母为模型细胞，研究了固载材料对细胞的吸附固定及其固定细胞的发酵性能。研究发现，当酵母初始浓度为3.6×105cfu/mL，在pH6.0和30℃条件下，ZICF和FICF对酵母细胞的固定量分别为6.68×107cfu/g和5.44×107cfu/g。pH值对酵
2、母细胞在ZICF上的固定量影响不明显，处于稳定期的酵母细胞在ZICF上的固定量最大，NaCl浓度为0.1mol/L时最有利于酵母细胞的固定。ZICF对酵母细胞的吸附平衡符合Freundlich方程，其吸附动力学可采用拟二级速率方程描述。固定在ZICF上的酵母细胞能保持良好的生物活性，表现出较高的乙醇发酵能力。在含15%葡萄糖的乙醇发酵培养基中，固定化酵母细胞的乙醇产量可达9.1%(v/v)。ZICF固定的酵母细胞可以多次重复使用，在第12个发酵周期内，其乙醇产量仍达到7.8%(v/v)。关键词：胶原纤维；金属
3、离子；酵母细胞；固定化载体；乙醇发酵中图分类号：TS261.1文献标识码：A文章编号：ImmobilizationofS.cerevisiaecellonmetalion-loadedcollagenfiberanditsethanol-fermentationpropertyHeLi,HeQiang,LiaoXue-pin*,ShiBi基金项目：国家自然科学基金项目(20536030);国家科技支撑计划(2006BAC02A09).作者简介：何利(1984—),女,重庆璧山县人,博士研究生通讯作者：石碧.E
4、-mail:sibitannin@vip.163.com;廖学品.E-mail:xpliao@scu.edu.cn.(NationalEngineeringLaboratoryforCleanTechnologyofLeatherManufacture,SichuanUniversity,Chengdu610065,P.R.China)Abstract:Twonovelcellimmobilizationsupports,Zr(Ⅳ)-andFe(Ⅲ)-loadedcollagenfibers(ZICF,FIC
5、F),werepreparedbyloadingZr(Ⅳ)andFe(Ⅲ)oncollagenfiber.Asanexperimentalmodel,theimmobilizationbehaviorsofSaccharomycescerevisiae(S.cerevisiae)cellsonZICFandFICFwerecharacterized,andconsequently,thefermentationactivityoftheimmobilizedcellswereinvestigated.Thea
6、mountofcellsimmobilizedonZICFandFICFreached6.68×107and5.44×107cfu/g,respectively,whentheimmobilizingreactionwascarriedoutbyusing3.6×105cfu/mLofS.cerevisiaecellsatpH6.0and30℃.EnvironmentalpHdidnotshowsubstantialeffectontheimmobilizationofS.cerevisiaeonZICF.A
7、maximalimmobilizationamountwasachievedin0.1mol/LofNaClsolutionbyusingthecellsgrowingatstabilityphase.Theimmobilization(adsorption)equilibriumofZICFtoS.cerevisiaecellscanbedescribedbyFreundlichmodel,whilethekineticprocessfollowspseudo-second-orderratemodel.T
8、heimmobilizedS.cerevisiaecellsonZICFexhibitedhighethanolproductivity,yielding9.1%(v/v)ofethanolinethanol-fermentationculturemediumcontaining15%ofglucose.Inaddition,theethanolyieldkeptat7.8%(v/v)evenat1
