專利名稱：固定化生物催化劑的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在化學(xué)方法，特別是工業(yè)方法中在基質(zhì)上的固定化酶的使用，更具體地說(shuō)，涉及從所述方法回收所述固定化酶用以再利用。
背景技術(shù)：
酶的工業(yè)使用常受到它們的高成本和快速失活的限制?？扇苄缘拿鸽S產(chǎn)物在方法結(jié)束時(shí)損失，并且必須進(jìn)行補(bǔ)充。
對(duì)于工業(yè)方法而言改進(jìn)酶的經(jīng)濟(jì)可行性的一種手段是通過(guò)將酶固定到基質(zhì)上，這可以方便它們的再利用。固定研究一直集中于增強(qiáng)將酶轉(zhuǎn)移到載體上的手段，以及確保固定化酶保持活性的手段。催化翻轉(zhuǎn)期間酶的失活是限制酶介導(dǎo)的方法的經(jīng)濟(jì)可行性的另一個(gè)關(guān)鍵障礙。酶可以被極端的溫度、pH、剪切失活，還被自由基和反應(yīng)介質(zhì)中存在的其它反應(yīng)物種所失活。固定技術(shù)有潛力降低這種酶失活，因而延長(zhǎng)它們的有效壽命。
Biochemical Engineering Journal，4，(2000)，137-141，Ganesh K等教導(dǎo)了在酶的生產(chǎn)或下游處理期間，總是使其經(jīng)歷剪切應(yīng)力，這可能使酶失活。酶對(duì)剪切應(yīng)力的這種敏感性是主要問(wèn)題，因其導(dǎo)致酶活性的損失，因此是在涉及酶生產(chǎn)及其應(yīng)用的方法的設(shè)計(jì)中的主要考慮。就此而言，使纖維素酶在攪拌的反應(yīng)器中經(jīng)歷剪切應(yīng)力，目的是研究它在各種條件下的失活，如不同的攪拌速度、酶的濃度、緩沖液的濃度、pH范圍、緩沖系統(tǒng)和氣液界面的存在。發(fā)現(xiàn)失活的程度取決于酶經(jīng)歷剪切的條件。
對(duì)于工業(yè)應(yīng)用，僅克服這些障礙之一通常是不夠的。舉例來(lái)說(shuō)，不能容易地被回收或再利用的穩(wěn)定的固定化酶提供很少的優(yōu)點(diǎn)。類似地，容易回收和再利用，但是不在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持其活性的固定化酶對(duì)由可溶性酶介導(dǎo)的方法提供很少的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵趦煞N情況下，必須以頻繁的間隔補(bǔ)充酶。主要目的是產(chǎn)生穩(wěn)定的固定化酶，它還能有效且完全地被回收，因此其有效壽命比可溶性酶提供的一次使用高許多倍。因此，酶回收系統(tǒng)是無(wú)比重要的。
迄今為止，固定化酶/反應(yīng)器技術(shù)已經(jīng)集中于“原位”酶制劑，其中將酶保留在反應(yīng)器內(nèi)，而生產(chǎn)用液體(process fluid)從中通過(guò)。這阻止酶隨生產(chǎn)用液體的損失，并且使酶可以被使用幾次。實(shí)例包括，在填充床反應(yīng)器中使用的固定在凝膠內(nèi)的酶，以及附著于，或保留在半滲透性中空纖維膜內(nèi)的酶。還已經(jīng)將酶摻入整料(monolith)中，如那些在汽車催化轉(zhuǎn)化器中使用的酶，其中含有底物的流體通過(guò)該整料。
不幸的是，“捕獲”在凝膠內(nèi)的酶相對(duì)于可溶性酶而言受到傳質(zhì)限制，這可以顯著降低固定化酶的性能。酶在填充床中的使用看來(lái)是有吸引力的，因?yàn)楣潭ɑ副Ａ粼诜磻?yīng)器內(nèi)，而含有底物的生產(chǎn)用液體和產(chǎn)物通過(guò)。但是，由于流體流在緊密填充顆粒周圍的限制，這種方案在顆粒外面可能受到傳質(zhì)的限制。為了避免顆粒外的傳質(zhì)限制，對(duì)于固定化酶使用相對(duì)大的顆粒。但是，大顆粒導(dǎo)致顆粒內(nèi)更大的傳質(zhì)限制，因此必須選擇平衡顆粒內(nèi)和顆粒外傳質(zhì)的粒度。另外，填充床方案僅在如果底物容易通過(guò)填充床傳輸?shù)那闆r下是實(shí)用的。在這種反應(yīng)器中替換固定化酶還可能是耗時(shí)的，從而導(dǎo)致顯著的工藝“停工期(down-time)”。因此，僅在如果酶非常穩(wěn)定而且其不需要頻繁補(bǔ)充時(shí)才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。
填充床反應(yīng)器和其它類型的“原位”固定化酶反應(yīng)器，如整料和中空纖維，可能傾于堵塞。因此，如果底物是不溶性的，例如在漿液中時(shí)，它們可能是不適合的。在所有情況下，原位制劑依賴于底物通過(guò)對(duì)流或擴(kuò)散而轉(zhuǎn)運(yùn)至固定化酶。如果流是“分離的”，例如在漿液中，或者沒(méi)有充分混合，或者如果底物是龐大的并且具有低擴(kuò)散速度時(shí)，這種底物-酶接觸可能被阻礙并且導(dǎo)致效率和性能顯著降低。因?yàn)橐恍╆P(guān)鍵的工業(yè)酶方法涉及漿液，例如淀粉水解和紙漿加工，所以需要不同于傳統(tǒng)的“原位”固定化酶反應(yīng)器的固定化酶反應(yīng)器方法。
固定化酶反應(yīng)器的具體實(shí)例是用于葡萄糖異構(gòu)化為果糖的反應(yīng)器?？扇苄云咸烟堑娜芤阂砸欢ㄋ俣韧ㄟ^(guò)固定葡萄糖異構(gòu)酶的床，該速度確保特定的產(chǎn)物，即果糖在床的出口處濃縮。由于固定化酶的連續(xù)失活，通過(guò)填充床反應(yīng)器的流速必須連續(xù)降低，從而確保流出物的果糖濃度保持恒定。在固定化酶的整個(gè)“有效”壽命中，通常需要十倍或更多倍地降低進(jìn)料流速。但是，這種流速的降低也導(dǎo)致果糖產(chǎn)生速度的成比例降低。因此，一般使用20或更多個(gè)反應(yīng)器陣列，每個(gè)反應(yīng)器含有不同期的固定化葡萄糖異構(gòu)酶，并且每個(gè)都具有不同的連續(xù)變化的流速(H.S.Olsen，Enzymatic Production of Glucose Syrups，in Handbook of Starch Hydrolysis Products and Their Derivatives，M.W.Kearsley和S.Z.Dziedzic，eds.，Blackie Academic and Prof.Publishers(Chapman and Hall)，Glasgow，1995)。通過(guò)合并來(lái)自每個(gè)反應(yīng)器的流出物，果糖的平均生產(chǎn)率保持相對(duì)恒定。一旦固定化酶達(dá)到其有效壽命的終點(diǎn)時(shí)，陣列中的反應(yīng)器停止使用，并且用新鮮的酶替換固定化酶。
不幸的是，由于需要大量反應(yīng)器，這種工藝方案繁瑣且復(fù)雜，并且資本成本高，而且需要復(fù)雜的裝閥和工藝控制設(shè)備來(lái)管理陣列中每個(gè)反應(yīng)器的流體流速調(diào)節(jié)。這種方案的另一缺點(diǎn)是產(chǎn)生“有色”或其它“異味(off-flavor)”的逆轉(zhuǎn)副產(chǎn)物，它們更可能在低流速及因此的高停留時(shí)間下產(chǎn)生。因此，固定化酶技術(shù)和酶回收方法的改善能夠顯著簡(jiǎn)化這種方法并且提高其經(jīng)濟(jì)性。
1993年1月5日授予Lloyd及Antrim的美國(guó)專利第5177005號(hào)描述了涉及吸附到諸如樹脂的載體上的葡萄糖異構(gòu)酶的生產(chǎn)果糖的連續(xù)方法。反應(yīng)器用過(guò)量作為載體的樹脂填充，并且周期性地加入新鮮的可溶性葡萄糖異構(gòu)酶來(lái)補(bǔ)償不可避免的先前固定的酶的活性損失。試驗(yàn)中，大約平均每3周加入新鮮葡萄糖異構(gòu)酶，以保持葡萄糖的轉(zhuǎn)化在40至44％之間。在27周的試驗(yàn)后，所加可溶性酶的量約為反應(yīng)器中最初存在的酶量的4倍。不幸的是，這種添加僅能繼續(xù)至樹脂上具有結(jié)合能力為止。一旦樹脂完全負(fù)載，添加的可溶性葡萄糖異構(gòu)酶就可能幾乎沒(méi)有益處，除非以某種方式從載體中除去失活的酶。此時(shí)，該方法必須被停止以更換凝膠，或者與上文中所述的傳統(tǒng)固定化葡萄糖異構(gòu)酶相似地，以“可變流速模式”來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)。
1977年7月5日授予Brouillard R.E.的美國(guó)專利第4033820號(hào)描述了基于改性用作酶載體的高度多孔的海綿狀淀粉凝膠的另一種原位固定化酶制劑。公認(rèn)這種途徑僅適用于在水中可溶的底物，并且漿液不能被處理。該途徑的另一個(gè)挑戰(zhàn)是淀粉載體凝膠的降解。如果要將載體用于降解淀粉的酶，例如淀粉酶和葡糖淀粉酶時(shí)，需要幾次外來(lái)的交聯(lián)處理。將殺細(xì)菌劑，如甲醛或氯用來(lái)定期洗柱以防止細(xì)菌污染。
1980年6月24日授予Hendriks P.的美國(guó)專利第4209591號(hào)描述了涉及固定化酶和底物溶液的逆流的多級(jí)流化床方法。設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，以使在其到達(dá)該多級(jí)單元的出口時(shí)幾乎所有的固定化酶活性都已經(jīng)喪失。因此，該操作還涉及酶的一次使用，因?yàn)槊笡](méi)有得到回收或再利用?？梢栽诿考?jí)之間或之內(nèi)使用篩板或篩網(wǎng)以調(diào)節(jié)固定化酶和底物從一個(gè)室轉(zhuǎn)運(yùn)到下一個(gè)室。原則上，該方法可以使用底物漿液，但是底物和固定化酶的粒度必須足夠小而通過(guò)篩板或篩網(wǎng)。另外，對(duì)于固定化酶而言，需要極窄的粒度分布以防止其在操作期間分離成不同大小的部分。公認(rèn)對(duì)于適當(dāng)?shù)牧骰?，底物溶液的流速在很大程度上由顆粒的大小和形狀以及相對(duì)于流體的顆粒密度確定。
目的在于多次使用固定化酶的其它實(shí)例包括在1984年4月10日授予Harvey，D.G.的美國(guó)專利第4442216號(hào)、1985年4月16日授予Rohrbach等的美國(guó)專利第4511654號(hào)、1986年6月10日授予Thompson G.J.的美國(guó)專利第4594322號(hào)。前者描述了螺旋式反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括螺桿提升機(jī)械裝置和用來(lái)回收固定化酶、洗滌并將其返回到反應(yīng)器入口的傳送裝置。美國(guó)專利第4511654號(hào)描述了具有借助超濾膜的隨后底物循環(huán)的固定化葡糖淀粉酶填充床反應(yīng)器。因此，該方法中的酶是原位的。該方法僅適用于可溶的糖給料。上述的美國(guó)專利第4594322號(hào)描述了類似的方法，其中將水解產(chǎn)物分離成富葡萄糖流和富多糖流，將其后者循環(huán)再次通過(guò)含有固定化酶的反應(yīng)器。
1989年7月4日授予Yoshiro等的美國(guó)專利第4844809號(hào)描述了使用中空纖維膜以從反應(yīng)溶液中除去細(xì)顆粒。盡管本發(fā)明人引用該發(fā)明是出于其它目的，如除去雜質(zhì)，但是可以想到，這種技術(shù)也能夠用于將固定在細(xì)顆粒上的酶保留在中空纖維反應(yīng)器內(nèi)，例如“Ultrafiltration Separation of Cellulase and Glucose for aLignocellulosic Biomass to Ethanol Process”，J.S.Knutsen和R.H.Davis，Conference Proceedings，Symposium on Biotechnology for Fuelsand Chemicals，Breckenridge，CO，2001年5月6-9日。
因此，固定化酶的應(yīng)用已經(jīng)基本上被限制于原位制劑，通常在填充床反應(yīng)器中。盡管在技術(shù)上和偶而在經(jīng)濟(jì)上可行，但是這些方法可能不必要地繁瑣。它們可能也不適于其中底物以漿液形式存在的生產(chǎn)用液體。能夠加工漿液，和/或避免解決原位制劑中酶失活所需的復(fù)雜性的固定化酶方法，如HFCS的生產(chǎn)，將是非常有利的。
由于床或整料的堵塞，以及限制固定化酶-底物接觸的傳質(zhì)問(wèn)題，使用在填充床或整料反應(yīng)器內(nèi)的原位固定化酶不能加工漿液。其中在反應(yīng)器內(nèi)固定化酶自由循環(huán)的設(shè)計(jì)可以克服這些限制。但是，還需要幫助回收和再利用固定化酶的裝置。
因此，需要能夠使固定化酶被再利用，并且優(yōu)選地在完整的酶處理設(shè)備內(nèi)循環(huán)的固定化酶回收方法，其中底物給料用微粒固定化酶處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供在工業(yè)設(shè)備中用以底物材料的酶反應(yīng)的有效固定化酶回收方法。
因此，本發(fā)明一方面提供通過(guò)用微粒固定化酶酶處理底物而生產(chǎn)產(chǎn)物的改進(jìn)方法，所述方法包括在生物反應(yīng)器中處理包含所述底物的生產(chǎn)用液體，以產(chǎn)生包含流出物固定化酶和在流出物液體中的所述產(chǎn)物的漿液，改進(jìn)包括對(duì)所述漿液進(jìn)行誘導(dǎo)非固定化酶損傷剪切的有效分離方法，以提供a)所述流出物固定化酶；和b)含有所述產(chǎn)物的流出物液體；以及在隨后的所述酶處理中再利用所述流出物固定化酶。
令人驚奇地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)盡管現(xiàn)有技術(shù)有教導(dǎo)，但固定化酶可以在此前被認(rèn)為太激烈而不能提供未損傷的酶的“誘導(dǎo)剪切”分離條件下從生物反應(yīng)器方法流出物漿液中分離出來(lái)。因此，本發(fā)明提供實(shí)用的分離技術(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，這種“誘導(dǎo)剪切”分離步驟包括旋液分離、連續(xù)離心等等。
在另一方面，本發(fā)明在流出物漿液還包含一種或多種其它微粒固體時(shí)提供這種分離。
在再一方面，本發(fā)明提供通過(guò)用微粒固定化酶酶處理微粒進(jìn)料底物而生產(chǎn)產(chǎn)物的改進(jìn)方法，所述方法包括在生物反應(yīng)器中處理包含所述微粒底物和所述微粒固定化酶的進(jìn)料漿液的生產(chǎn)用液體，以產(chǎn)生在包含流出物微粒固定化酶和流出物微粒底物的流出物漿液中的所述產(chǎn)物，其中所述微粒底物具有不同于所述微粒固定化酶的粒度分布，并且改進(jìn)包括
i)對(duì)所述流出物漿液進(jìn)行選自過(guò)篩、旋液分離和離心的方法，以分離所述流出物微粒底物和所述流出物漿液，從而提供(a)所述流出物微粒底物，和(b)在所述生產(chǎn)用液體中包含所述流出物微粒固定化酶的精制漿液；ii)對(duì)所述精制漿液進(jìn)行選自過(guò)篩、旋液分離和離心的方法，從而提供(c)所述流出物微粒固定化酶，和(d)流出物生產(chǎn)用液體；和iii)在隨后的所述酶處理中使用所述流出物固定化酶。
本發(fā)明的方法提供固定化酶從生產(chǎn)用物流，包括具有高固體含量的生產(chǎn)用物流中的回收和再利用。這種方法需要從生產(chǎn)用液體中分離微粒固定化酶，并且還可能需要分離固體固定化酶和其它固體，例如生產(chǎn)用物流中的進(jìn)料底物。這種方法促進(jìn)將固定化酶用于其中底物以漿液形式存在的方法，而且還避免目前基于原位酶制劑的方法的復(fù)雜性。本發(fā)明的方法導(dǎo)致固定化酶的有效回收和再利用，因此允許將固定化酶用于目前僅使用可溶性酶的方法中。與現(xiàn)有的可溶性和固定化酶方法相比，這顯著降低了酶加工的成本。
如上文所述的本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于任何固定于微粒載體或基質(zhì)的酶。理想地，所用的載體是具有相對(duì)窄的粒度分布的細(xì)粉末。但是，使用寬粒度分布的載體也是可行的。因?yàn)樯a(chǎn)用物流可能含有其它微粒固體，所以固定化酶的顆粒特征，例如大小、密度、趨向于聚集等等，必須與生產(chǎn)用液體固體的顆粒特征足夠地不同，從而使它們能夠被分離。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的實(shí)踐中使用的非損傷但有效的誘導(dǎo)剪切方法選自旋液分離、連續(xù)離心及它們的組合。
本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，盡管酶在溶液和/或固定化酶漿液中的剪切介導(dǎo)的失活取決于幾種相聯(lián)系的參數(shù)，例如壓降、流速、保留時(shí)間、rpm、重力、渦量和裝置大小，但是為了顯著降低或消除固定化酶的剪切介導(dǎo)的失活的可能性，技術(shù)人員可以容易地確定本發(fā)明的實(shí)踐中其裝置的可接受且有效的工藝操作條件。本發(fā)明的實(shí)踐的指導(dǎo)還在上述的Biochemical Engineering Journal，2000，137-141中給出，該文獻(xiàn)描述了在攪拌的反應(yīng)器中纖維素酶在溶液中的失活。該作者考慮了機(jī)械剪切(攪拌)和界面剪切(氣液界面)，并且提到了纖維素酶的剪切介導(dǎo)的失活的其它情況。剪切以攪拌速度表示，這是通常的，而不是以實(shí)際剪切測(cè)量s-1表示，或者可以以作為界面剪切指示的表面張力為單位來(lái)表示。
令人驚奇地，已經(jīng)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)可以用微粒固定化酶實(shí)現(xiàn)微粒進(jìn)料底物的未預(yù)期的有效酶處理，盡管為了反應(yīng)需要兩種微粒實(shí)體來(lái)碰撞。因此，在更廣泛的方面，本發(fā)明提供通過(guò)用微粒固定化酶酶處理微粒進(jìn)料底物而生產(chǎn)產(chǎn)物的改進(jìn)方法，所述方法包括在生物反應(yīng)器中處理包含所述底物和所述固定化酶的進(jìn)料漿液的生產(chǎn)用液體，以產(chǎn)生在包含流出物固定化酶和流出物底物的流出物漿液中的所述產(chǎn)物，改進(jìn)包括i)對(duì)所述流出物漿液進(jìn)行分離所述流出物底物和所述流出物固定化酶的方法；ii)收集所述流出物固定化酶；和iii)在所述酶處理中再利用所述固定化酶。
在再一方面，本發(fā)明提供通過(guò)用微粒固定化酶酶處理微粒進(jìn)料底物而生產(chǎn)產(chǎn)物的改進(jìn)方法，所述方法包括在生物反應(yīng)器中處理包含所述底物和所述固定化酶的進(jìn)料漿液的生產(chǎn)用液體，以生產(chǎn)在包含流出物固定化酶和流出物底物的流出物漿液中的所述產(chǎn)物，其中所述底物具有不同于所述固定化酶的粒度分布，并且改進(jìn)包括i)對(duì)所述流出物漿液進(jìn)行選自過(guò)篩、旋液分離和離心的方法，以分離所述流出物底物和所述流出物漿液，從而提供(a)所述流出物底物，和(b)在所述生產(chǎn)用液體中包含所述流出物固定化酶的精制漿液；ii)對(duì)所述精制漿液進(jìn)行選自過(guò)篩、旋液分離和離心的方法，從而提供(c)所述流出物固定化酶，和(d)流出物生產(chǎn)用液體；和iii)在所述酶處理中再利用所述流出物固定化酶。
如上文所述的上述方法包括對(duì)漿液進(jìn)行誘導(dǎo)非固定化酶損傷剪切的有效分離步驟。
從生物反應(yīng)器工藝流出物流中分離并回收固定化酶的方法可能需要一個(gè)或多個(gè)步驟，這取決于生產(chǎn)用物流的性質(zhì)。第一個(gè)步驟通常涉及在生物反應(yīng)器生產(chǎn)用進(jìn)料流，本文稱作1號(hào)漿液內(nèi)分離不同類型的固體。通常，該分離基于粒度，但是也受其它顆粒特性，例如密度的影響。該分離產(chǎn)生兩種固體漿液，一種含有固定化酶。然后，將含有流出物固定化酶的漿液，本文稱作2號(hào)漿液送入進(jìn)一步加工，在此情況下是為了分離固定化酶和含有產(chǎn)物的生產(chǎn)用液體。然后將如此分離的固定化酶循環(huán)入生物反應(yīng)器中，在其中它可以被再利用以進(jìn)一步加工?？梢詫⒑衅渌に嚵鞒鑫锕腆w3號(hào)漿液的漿液送去以進(jìn)一步加工，或者可以接受第二固體分離步驟，結(jié)果來(lái)自1號(hào)漿液的某些流出物固定化酶已經(jīng)保留在該物流中。這種補(bǔ)充加工步驟的可取性受到1號(hào)漿液中負(fù)載的相對(duì)固體、固體的密度和不同固體組分的粒度分布的影響。如果需要隨后的固體分離，則可以將從該步驟中回收的流出物固定化酶加入從2號(hào)漿液中回收的流出物固定化酶中，并且返回到酶生物反應(yīng)器中。
舉例來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)踐可以應(yīng)用于下表所列的方法。

涉及固體底物和固定化酶的方法的實(shí)例包括(1)用于部分或完全水解淀粉以產(chǎn)生改性淀粉或糊精的淀粉酶，后者可能接受進(jìn)一步的加工以產(chǎn)生單糖；(2)如在酶脫墨、生物漂白、纖維改性，或葡萄糖/木糖生產(chǎn)中，為了隨后的發(fā)酵而用來(lái)部分或完全水解紙漿纖維的纖維素酶和/或木聚糖酶；以及(3)在洗滌劑中用于纖維改性和/或除去污染的纖維素酶、脂肪酶或蛋白酶。
涉及可溶性底物和固定化酶的方法實(shí)例包括用于將葡萄糖轉(zhuǎn)化成葡糖酸的葡萄糖氧化酶、用于將糊精轉(zhuǎn)化成單糖的葡糖淀粉酶、用于從葡萄糖生產(chǎn)高果糖玉米漿的葡萄糖異構(gòu)酶、用于從L-酪氨酸生產(chǎn)L-DOPA或者在廢水流中轉(zhuǎn)化其它單或二酚醛塑料的酪氨酸酶，以及用于產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)藥物(nutraceuticals)的酶，如脂肪酶。


為了使本發(fā)明可以得到更好地理解，現(xiàn)在將參照附圖，僅以實(shí)施例的方式來(lái)描述優(yōu)選的實(shí)施方案，其中
圖1-5表示本發(fā)明的各種實(shí)施方案的工藝流程圖。
圖6表示用spezyme可溶性酶進(jìn)行的旋液分離測(cè)定圖。
圖7表示用liquozyme可溶性酶進(jìn)行的旋液分離測(cè)定圖，并且相同的字母表示類似的部分和方法步驟。
具體實(shí)施方案實(shí)施例1現(xiàn)在參照?qǐng)D1，其中方法步驟如下所列。
A＝含有固定化酶和其它生產(chǎn)用固體的生產(chǎn)用物流(漿液)B＝溢流，主要是大固體，幾乎沒(méi)有生產(chǎn)用液體C＝底流，由細(xì)固體和來(lái)自物流A的大部分生產(chǎn)用液體組成D＝溢流，幾乎全部由生產(chǎn)用液體組成E＝底流，由細(xì)固體和小部分生產(chǎn)用液體組成圖1的流程圖基于固定化酶以細(xì)固體存在，而其它生產(chǎn)用固體以更大顆粒存在的前提。這意味著物流C含有要最終被循環(huán)入反應(yīng)器中用于隨后的酶反應(yīng)的固定化酶。如果相反的情況是真實(shí)的，那么物流B將含有然后將被循環(huán)的固定化酶，并且借助旋液分離器提供的物流C的固體分離可能是不需要的。
根據(jù)圖1加工30％玉米醪(平均700微米；98％＞350微米)和1.33％固定化酶(平均18微米；范圍1至120微米)的混合物。使用355微米的篩網(wǎng)來(lái)分離兩種固體。95％的玉米醪和7％的固定化酶前進(jìn)至溢流(物流B)。剩余物(作為物流C)前進(jìn)到具有2.5毫米(直徑)入口的10毫米旋液分離器的歧管裝置?；诖┻^(guò)每個(gè)旋液分離器的2.7巴的壓降，以及2.8升/分鐘/旋液分離器的流速，物流C中65％的固體被導(dǎo)向底流(物流E)，35％前進(jìn)到物流D。物流C中78％的生產(chǎn)用液體被導(dǎo)向物流D。因此，在這些條件下固定化酶的總回收率為60％。
實(shí)施例2參照?qǐng)D1，其中方法步驟如下所列。
A＝含有固定化酶和其它生產(chǎn)用固體的生產(chǎn)用物流(漿液)B＝溢流，主要是大固體，幾乎沒(méi)有生產(chǎn)用液體C＝底流，由細(xì)固體和來(lái)自物流A的大部分生產(chǎn)用液體組成D＝溢流，幾乎全部由生產(chǎn)用液體組成E＝底流，由細(xì)固體和小部分生產(chǎn)用液體組成該流程圖基于固定化酶以細(xì)固體存在，而其它生產(chǎn)用固體以更大顆粒存在的前提。這意味著物流C含有要最終被循環(huán)入反應(yīng)器中的固定化酶。如果相反的情況是真實(shí)的，那么物流B將含有然后將被循環(huán)的固定化酶，并且借助旋液分離器提供的物流C的固體分離可能是不需要的。
根據(jù)圖1加工30％玉米醪(平均700微米；98％＞350微米)和2.67％固定化酶(平均18微米；范圍1至120微米)的混合物。使用355微米的篩網(wǎng)來(lái)分離兩種固體。90％的玉米醪和6％的固定化酶前進(jìn)至溢流(物流B)。剩余物(作為物流C)前進(jìn)到具有2.5毫米(直徑)入口的10毫米旋液分離器的歧管裝置?；诖┻^(guò)每個(gè)旋液分離器的2.7巴的壓降，以及2.8升/分鐘/旋液分離器的流速，物流C中81％的固體被導(dǎo)向底流(物流E)，19％前進(jìn)到物流D。73％的生產(chǎn)用液體被導(dǎo)向物流D。因此，在這些條件下固定化酶的總回收率為76％。
實(shí)施例3參照?qǐng)D1，其中方法步驟如下所列。
A＝含有固定化酶和其它生產(chǎn)用固體的生產(chǎn)用物流(漿液)B＝溢流，主要是大固體，幾乎沒(méi)有生產(chǎn)用液體C＝底流，由細(xì)固體和來(lái)自物流A的大部分生產(chǎn)用液體組成D＝溢流，幾乎全部由生產(chǎn)用液體組成
E＝底流，由細(xì)固體和小部分生產(chǎn)用液體組成該流程圖基于固定化酶以細(xì)固體存在，而其它生產(chǎn)用固體以更大顆粒存在的前提。這意味著物流C含有要最終被循環(huán)入反應(yīng)器中的固定化酶。如果相反的情況是真實(shí)的，那么物流B將含有然后將被循環(huán)的固定化酶，并且借助旋液分離器提供的物流C的固體分離可能是不需要的。
根據(jù)圖1加工30％玉米醪(平均700微米；98％＞350微米)和2.0％固定化酶(平均18微米；范圍1至120微米)的混合物。使用250微米的篩網(wǎng)來(lái)分離兩種固體。100％的玉米醪和4％的固定化酶前進(jìn)至溢流(物流B)。剩余物(作為物流C)前進(jìn)到具有2.5毫米(直徑)入口的10毫米旋液分離器的歧管裝置?；诖┻^(guò)每個(gè)旋液分離器的2.7巴的壓降，以及2.8升/分鐘/旋液分離器的流速，物流C中71％的固體被導(dǎo)向底流(物流E)，29％前進(jìn)到物流D。物流C中82％的流體被導(dǎo)向物流D，而18％的流體前進(jìn)到物流E。在這些條件下固定化酶的總回收率為68％。
實(shí)施例4參照?qǐng)D4，其中方法步驟如下所列。
A＝含有固定化酶和其它生產(chǎn)用固體的生產(chǎn)用物流(漿液)B＝溢流，主要是大固體，幾乎沒(méi)有生產(chǎn)用液體C＝底流，由細(xì)固體和來(lái)自物流A的大部分生產(chǎn)用液體組成D＝溢流，幾乎全部由生產(chǎn)用液體組成E＝底流，由細(xì)固體和來(lái)自物流C的小部分液體組成F＝用以循環(huán)的生產(chǎn)用液體該流程圖基于固定化酶以細(xì)固體存在，而其它生產(chǎn)用固體以更大顆粒存在的前提。這意味著物流C含有要最終被循環(huán)入反應(yīng)器中的固定化酶。如果相反的情況是真實(shí)的，那么物流B將含有然后將被循環(huán)的固定化酶?？赡苄枰柚悍蛛x器提供的物流C的固體分離來(lái)稀釋物流A中存在的固體以促進(jìn)借助篩網(wǎng)進(jìn)行的細(xì)和粗固體分離。
根據(jù)圖4加工30％玉米醪(平均700微米；98％＞350微米)和2.0％固定化酶(平均25微米；范圍5至90微米)的混合物。稀釋后，篩網(wǎng)的進(jìn)料含有15％玉米醪和1％固定化酶。使用250微米的篩網(wǎng)來(lái)分離兩種固體。100％的玉米醪和1％的固定化酶前進(jìn)至溢流(物流B)。剩余物(作為物流C)前進(jìn)到具有2.5毫米(直徑)入口的10毫米旋液分離器的歧管裝置?；诖┻^(guò)每個(gè)旋液分離器的2.7巴的壓降，以及2.8升/分鐘/旋液分離器的流速，物流C中78％的固體被導(dǎo)向底流(物流E)，22％前進(jìn)到物流D。物流C中72％的流體被導(dǎo)向物流D，而28％的流體前進(jìn)到物流E。在這些條件下固定化酶的總回收率為77％。
實(shí)施例5參照?qǐng)D2，其中方法步驟如下所列。
A＝含有固定化酶和其它生產(chǎn)用固體的生產(chǎn)用物流(漿液)B＝底流，主要是大固體，幾乎沒(méi)有生產(chǎn)用液體C＝溢流，由細(xì)固體和來(lái)自物流A的50～80％的生產(chǎn)用液體組成D＝溢流，幾乎全部由生產(chǎn)用液體組成E＝底流，由細(xì)固體和來(lái)自物流C的小部分液體組成該流程圖基于固定化酶以細(xì)固體存在，而其它生產(chǎn)用固體以更大顆粒存在的前提。這意味著物流C含有要最終被循環(huán)入反應(yīng)器中的固定化酶。如果相反的情況是真實(shí)的，那么物流B將含有然后將被循環(huán)的固定化酶，并且借助旋液分離器提供的物流C的固體分離可能是不需要的。
根據(jù)圖2加工30％玉米醪(平均700微米；98％＞350微米)和1％固定化酶(平均18微米；范圍1至120微米)的混合物。使用具有3厘米(直徑)入口的旋流分離器來(lái)分離兩種固體。進(jìn)料速度為6.6升/秒，并且穿過(guò)旋液分離器的壓降為0.5巴。100％的玉米醪和29％的固定化酶前進(jìn)至底流(物流B)。剩余物(作為物流C)前進(jìn)到具有2.5毫米(直徑)入口的10毫米旋液分離器的歧管裝置。基于穿過(guò)每個(gè)旋液分離器的3.4巴的壓降，以及9.4升/分鐘/旋液分離器的流速，物流C中78％的固體被導(dǎo)向底流(物流E)，22％前進(jìn)到物流D。因此，在這些條件下固定化酶的總回收率為55％。
實(shí)施例6參照?qǐng)D3，其中方法步驟如下所列。
A＝含有固定化酶和其它生產(chǎn)用固體的生產(chǎn)用物流(漿液)B＝底流，主要是大固體，有一些生產(chǎn)用液體C＝溢流，由細(xì)固體和來(lái)自物流A的50～80％的生產(chǎn)用液體組成D＝溢流，幾乎全部由生產(chǎn)用液體組成E＝底流，由細(xì)固體和來(lái)自物流C的小部分液體組成F＝用以循環(huán)的生產(chǎn)用液體該流程圖基于固定化酶以細(xì)固體存在，而其它生產(chǎn)用固體以更大顆粒存在的前提。這意味著物流C含有要最終被循環(huán)入反應(yīng)器中的固定化酶。如果相反的情況是真實(shí)的，那么物流B將含有然后將被循環(huán)的固定化酶，并且借助旋液分離器提供的物流C的固體分離可能是不需要的。
根據(jù)圖3加工30％玉米醪(平均700微米；98％＞350微米)和1.33％固定化酶(平均18微米；范圍1至120微米)的混合物，同時(shí)具有足夠的流體循環(huán)(物流F)以將裝載到第一個(gè)旋液分離器中的固體降低到～20％。使用具有3厘米(直徑)入口的旋流分離器來(lái)分離兩種固體。進(jìn)料速度為10.1升/秒，并且穿過(guò)旋液分離器的壓降為0.5巴。100％的玉米醪和18％的固定化酶前進(jìn)至底流(物流B)。剩余物(作為物流C)前進(jìn)到具有2.5毫米(直徑)入口的10毫米旋液分離器的歧管裝置。基于穿過(guò)每個(gè)旋液分離器的2.7巴的壓降，以及2.8升/分鐘/旋液分離器的流速，物流C中78％的固體被導(dǎo)向底流(物流E)，22％前進(jìn)到物流D。因此，在這些條件下固定化酶的總回收率為64％。
實(shí)施例7參照?qǐng)D5，其中方法步驟如下所列。
A＝含有固定化酶和其它生產(chǎn)用固體的生產(chǎn)用物流(漿液)B＝底流，主要是大固體，有一些生產(chǎn)用液體C＝溢流，由細(xì)固體和來(lái)自物流A的50～80％的生產(chǎn)用液體組成D＝溢流，幾乎全部由生產(chǎn)用液體組成E＝底流，由細(xì)固體和來(lái)自物流D的小部分液體組成F＝用以循環(huán)的生產(chǎn)用液體D’＝溢流，幾乎全部由生產(chǎn)用液體組成E’＝底流，由細(xì)固體和來(lái)自物流C的小部分液體組成F’＝用以循環(huán)的生產(chǎn)用液體該流程圖基于固定化酶以細(xì)固體存在，而其它生產(chǎn)用固體以更大顆粒存在的前提。這意味著物流C含有要最終被循環(huán)入反應(yīng)器中的固定化酶。如果相反的情況是真實(shí)的，那么物流B將含有然后將被循環(huán)的固定化酶，但是可能需要借助旋液分離的物流C和D的固體分離以產(chǎn)生循環(huán)流體，從而稀釋物流A中的固體。
注意圖5僅在以下方面不同于圖3添加附加旋液分離器以改善細(xì)顆粒的分離/回收，并且增加循環(huán)以與物流A混合的生產(chǎn)用液體的百分比。如需要，可以將在這里所顯示的兩個(gè)以外的附加旋液分離器/離心機(jī)引入該方法中，加入流體循環(huán)物流F和F’，以及固體循環(huán)物流E和E’。
根據(jù)圖5加工30％玉米醪(平均700微米；98％＞350微米)和1.33％固定化酶(平均18微米；范圍1至120微米)的混合物，同時(shí)具有足夠的流體循環(huán)(物流F和F’)以將裝載到第一個(gè)旋液分離器中的固體降低到～10％。使用具有4.8厘米(直徑)入口的旋流分離器來(lái)分離兩種固體。進(jìn)料速度為21升/秒，并且穿過(guò)旋液分離器的壓降為0.5巴。100％的玉米醪和8％的固定化酶前進(jìn)至底流(物流B)。剩余物(作為物流C)前進(jìn)到具有2.5毫米(直徑)入口的10毫米旋液分離器的歧管裝置?；诖┻^(guò)每個(gè)旋液分離器的2.7巴的壓降，以及2.8升/分鐘/旋液分離器的流速，物流C中78％的固體被導(dǎo)向底流(物流E)，22％前進(jìn)到物流D。使用第二組旋液分離器來(lái)分離物流D中的固體，使70％的固體導(dǎo)向底流(物流E’)，30％到溢流(物流F’)。對(duì)于后面兩個(gè)旋液分離器中的每一個(gè)，73％的流體被導(dǎo)向溢流(物流F和F’)，23％被導(dǎo)向底流(物流E和E’)。因此，在這些條件下固定化酶的總回收率為86％。
實(shí)施例8現(xiàn)在參照?qǐng)D1，其中方法步驟如下所列。
A＝含有固定化酶和其它生產(chǎn)用固體的生產(chǎn)用物流(漿液)B＝溢流，主要是大固體，幾乎沒(méi)有生產(chǎn)用液體C＝底流，由細(xì)固體和來(lái)自物流A的大部分生產(chǎn)用液體組成D＝溢流，幾乎全部由生產(chǎn)用液體組成E＝底流，由細(xì)固體和小部分生產(chǎn)用液體組成該流程圖基于固定化酶以細(xì)固體存在，而其它生產(chǎn)用固體以更大顆粒存在的前提。這意味著物流C含有要最終被循環(huán)入反應(yīng)器中的固定化酶。如果相反的情況是真實(shí)的，那么物流B將含有然后將被循環(huán)的固定化酶，并且借助旋液分離器提供的物流C的固體分離可能是不需要的。
根據(jù)圖1加工30％玉米醪(平均700微米；98％＞350微米)和2.66％固定化酶(平均140微米；范圍1至220微米，中值120微米)的混合物。使用355微米的網(wǎng)篩來(lái)分離兩種固體。99％的玉米醪和1％的固定化酶前進(jìn)至溢流(物流B)。剩余物(作為物流C)前進(jìn)到具有2.5毫米(直徑)入口的10毫米旋液分離器的歧管裝置?；诖┻^(guò)每個(gè)旋液分離器的2.7巴的壓降，以及2.8升/分鐘/旋液分離器的流速，物流C中96％的固體被導(dǎo)向底流(物流E)。因此，在這些條件下固定化酶的總回收率為95％。
稀釋的進(jìn)料實(shí)施例9根據(jù)圖1，以225升/分鐘的進(jìn)料速度加工17％玉米醪(平均750微米；85％＞350微米)和1.33％固定化酶(平均120微米；范圍75至200微米)的混合物。使用d50＝186微米的篩網(wǎng)來(lái)分離固體。90％的＜355微米的固體前進(jìn)到底流(物流C)，6％的固定化酶損失到溢流(物流B)。通過(guò)15個(gè)10毫米旋液分離器的歧管裝置加工作為批料的物流C，穿過(guò)每個(gè)旋液分離器的壓降為5.4巴，而流速為181升/分。70％的生產(chǎn)用液體被導(dǎo)向物流D，并且物流C中54％的固體被導(dǎo)向物流E。在這些條件下固定化酶的總回收率為50％。
雙層篩實(shí)施例10根據(jù)圖1，用雙層篩加工含有35％固體(96％玉米醪)的物流。上篩具有d50＝562微米，而下篩具有294微米的d50。這樣，固體在上篩上經(jīng)歷“粗”切，并在下篩上“細(xì)”切。89％的＜355微米的固體前進(jìn)到物流C，12％的固定化酶損失到物流B。隨后，物流C以132升/分鐘，壓降為5.6巴得到加工；87％的流體被導(dǎo)向溢流物流D。固定化酶的總回收率為69％。
兩級(jí)篩實(shí)施例11根據(jù)圖1，改進(jìn)為使用兩個(gè)串聯(lián)在相對(duì)于水平傾斜30度的震動(dòng)器上的篩網(wǎng)加工含有35％固體(96％玉米醪)的物流。第一個(gè)篩網(wǎng)具有863微米的d50，而第二個(gè)篩網(wǎng)具有387微米的d50。這樣，固體在第一個(gè)篩網(wǎng)上經(jīng)歷“粗”切，并在第二個(gè)篩網(wǎng)上“細(xì)”切。對(duì)第一個(gè)篩網(wǎng)的進(jìn)料速度是132升/分鐘；允許篩網(wǎng)下物質(zhì)(screen unders)積聚，然后以107升/分鐘的速度進(jìn)入第二個(gè)篩網(wǎng)中。87％的＜355微米的固體和94％的固定化酶被最終導(dǎo)入物流C中以借助旋液分離器分離，如上文實(shí)施例2中所述。固定化酶的總回收率為90％。
可溶性底物物流實(shí)施例12基本上根據(jù)圖1從可溶性底物物流中回收固定化酶，而不過(guò)篩。固定化酶的裝載量是2.1克/升。使懸浮液以147升/分鐘的速度進(jìn)料至15個(gè)10毫米旋液分離器的歧管裝置，壓降為3.8巴。約4％的流體被導(dǎo)向旋液分離器的底流，其中固體濃度為56克/升。因此，固定化酶的回收率為97％。
循環(huán)操作實(shí)施例13根據(jù)圖4加工含有30％固體(97％玉米醪)的物流。篩網(wǎng)具有387微米的d50。漿液以93升/分鐘的速度進(jìn)料，導(dǎo)致篩網(wǎng)下物質(zhì)物流C的流速為140升/分鐘，物流F循環(huán)速度為76升/分鐘。8％的＜355微米的固體損失到物流B，物流B包含5％的固定化酶。物流C中88％的＜250微米的固體在物流E中回收。
動(dòng)力排水罐實(shí)施例14在800rpm下混合含有1％硬木漿和0.5克/升固定化纖維素酶(平均直徑6微米)的物流。然后，使懸浮液快速排出通過(guò)100微米的篩網(wǎng)。85％的固定化酶在底流/濾液中回收。
大顆粒固定化酶實(shí)施例15根據(jù)圖1，以50升/分鐘的進(jìn)料速度加工22％玉米醪(平均650微米；93％＞350微米)和1.6％固定化酶(范圍850至1200微米)的混合物。使用850微米的篩網(wǎng)分離固體。實(shí)際上所有＞850微米的固體前進(jìn)到溢流(物流B)；物流C中只有0.02％的固體大于850微米。這意味著物流B中固定化酶的回收率基本上為100％。將物流C送出以進(jìn)一步加工，而將具有固定化酶的物流B循環(huán)用以進(jìn)一步使用。
實(shí)施例16下文以16A和16B表示的兩個(gè)實(shí)施例描述了建立剪切對(duì)酶影響的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)描述設(shè)備及材料設(shè)備由具有混合器的250升進(jìn)料罐、容積式泵(最大6.8巴的排放量，容量達(dá)22升/分鐘)和6個(gè)旋液分離器(10毫米，具有2.5毫米(直徑)入口)的歧管裝置組成。安置管道系統(tǒng)，以將流體從旋液分離器的溢流和底流返回至進(jìn)料罐，從而使裝置在連續(xù)循環(huán)下運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)料罐最初用150升可溶性酶填充；收集該溶液樣品用于隨后的活性測(cè)定。在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，使用來(lái)自Genencor International的Spezyme酶，而在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，使用來(lái)自Novozymes的Liquozyme酶。使用玉米粉作為底物，使用還原糖來(lái)測(cè)定每種α-淀粉酶的活性。
程序?qū)⑸鲜龅目扇苄悦敢?6升/分鐘的速度泵過(guò)旋液分離器，入口和出口間的壓降為2.7巴。70％的流體被導(dǎo)向溢流，30％被導(dǎo)向底流。以固定間隔收集可溶性酶樣品，并且如下測(cè)定酶活性將1.0毫升酶樣品加入24.0毫升緩沖液中，對(duì)于Spezyme酶緩沖液pH為6.9，或者對(duì)于Liquozyme酶pH為5.0。通過(guò)加入0.20克玉米粉引發(fā)反應(yīng)。在時(shí)間零點(diǎn)和每隔3分鐘收集樣品，持續(xù)15分鐘。將樣品離心以沉淀任何懸浮的玉米粉。在試管中混合1.5毫升上清液與3毫升二硝基水楊酸試劑，并且在沸水浴中加熱5分鐘。然后，將混合物冷卻至室溫，并且在540納米處測(cè)定吸光度。
結(jié)果16A1)用Spezyme酶進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)用Spezyme酶進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果在圖6中給出。數(shù)據(jù)表明，通過(guò)旋液分離器加工可溶酶導(dǎo)致活性在15分鐘內(nèi)降低約40％，并且活性在90分鐘后降低約75％。相反，在正常貯存條件下，預(yù)期酶在4至6個(gè)月的時(shí)間內(nèi)保持活性(廠商的技術(shù)表單)。
16B2)用Liquozyme酶進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)用Liquozyme酶進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果在圖7中給出。數(shù)據(jù)表明，通過(guò)旋液分離器加工可溶性酶導(dǎo)致活性在15分鐘內(nèi)降低約25％，但此后沒(méi)有進(jìn)一步的活性損失。相比而言，在正常貯存條件下，預(yù)期酶能在4至6個(gè)月的時(shí)間內(nèi)保持活性(廠商的技術(shù)表單)。
因此，從圖6和7中顯示的剪切結(jié)果可以看出，通過(guò)旋液分離器系統(tǒng)加工這些可溶性酶導(dǎo)致活性的快速損失，盡管Liquozyme酶比Spezyme酶對(duì)剪切失活更不敏感。
盡管本公開(kāi)內(nèi)容已經(jīng)描述并例示了本發(fā)明的某些實(shí)施方案，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于這些具體的實(shí)施方案。而是，本發(fā)明包括所有為已經(jīng)被描述并例示的具體實(shí)施方案和特征的功能或機(jī)械等價(jià)物的實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.通過(guò)用微粒固定化酶酶處理底物而生產(chǎn)產(chǎn)物的改進(jìn)方法，所述方法包括在生物反應(yīng)器中處理包含所述底物的生產(chǎn)用液體，以產(chǎn)生包含流出物固定化酶和在流出物液體中的所述產(chǎn)物的漿液，改進(jìn)包括對(duì)所述漿液進(jìn)行誘導(dǎo)非固定化酶損傷剪切的有效分離方法，以提供a)所述流出物固定化酶；和b)含有所述產(chǎn)物的流出物液體；以及在隨后的所述酶處理中再利用所述流出物固定化酶。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述誘導(dǎo)非固定化酶損傷剪切的有效分離方法選自旋液分離、連續(xù)離心及它們的組合。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，所述方法包括將所述流出物固定化酶循環(huán)至所述生物反應(yīng)器。
4.通過(guò)用微粒固定化酶酶處理微粒進(jìn)料底物而生產(chǎn)產(chǎn)物的改進(jìn)方法，所述方法包括在生物反應(yīng)器中處理包含所述微粒底物和所述微粒固定化酶的進(jìn)料漿液的生產(chǎn)用液體，以產(chǎn)生在包含流出物微粒固定化酶和流出物微粒底物的流出物漿液中的所述產(chǎn)物，改進(jìn)包括i)對(duì)所述流出物漿液進(jìn)行分離所述流出物微粒底物和所述流出物微粒固定化酶的方法；ii)收集所述流出物微粒固定化酶；和iii)在所述酶處理中再利用所述流出物微粒固定化酶。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述分離通過(guò)選自過(guò)篩、旋液分離、離心及它們的組合的方法進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述固定化酶具有不同于所述底物的粒度分布的粒度分布，從而能夠?qū)崿F(xiàn)所述分離。
7.如權(quán)利要求4～6之任一項(xiàng)所述的方法，所述方法包括將所述流出物微粒固定化酶循環(huán)至所述生物反應(yīng)器。
8.通過(guò)用微粒固定化酶酶處理微粒進(jìn)料底物而生產(chǎn)產(chǎn)物的改進(jìn)方法，所述方法包括在生物反應(yīng)器中處理包含所述底物和所述固定化酶的進(jìn)料漿液的生產(chǎn)用液體，以生產(chǎn)在包含流出物固定化酶和流出物底物的流出物漿液中的所述產(chǎn)物，其中所述底物具有不同于所述固定化酶的粒度分布，并且改進(jìn)包括i)對(duì)所述流出物漿液進(jìn)行選自過(guò)篩、旋液分離和離心的方法，以分離所述流出物底物和所述流出物漿液，從而提供(a)所述流出物底物，和(b)在所述生產(chǎn)用液體中包含所述流出物固定化酶的精制漿液；ii)對(duì)所述精制漿液進(jìn)行選自過(guò)篩、旋液分離和離心的方法，從而提供(c)所述流出物固定化酶，和(d)流出物生產(chǎn)用液體；和iii)在所述酶處理中再利用所述流出物固定化酶。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，所述方法包括將所述流出物固定化酶循環(huán)至所述生物反應(yīng)器。
10.如權(quán)利要求1～9之任一項(xiàng)所述的方法，其中所述底物是玉米醪。
11.如權(quán)利要求1～9之任一項(xiàng)所述的方法，其中所述底物包含纖維素給料。
12.如權(quán)利要求1～9之任一項(xiàng)所述的方法，其中所述底物包含半纖維素組分。
全文摘要
通過(guò)在生物反應(yīng)器中處理含有底物的生產(chǎn)用液體而生產(chǎn)流出物固定化酶和在流出物液體中的產(chǎn)品的漿液，而用微粒固定化酶酶處理微粒底物的可溶物來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)物的方法。對(duì)漿液進(jìn)行誘導(dǎo)非固定化酶損傷剪切的有效分離方法，以提供流出物固定化酶，以及含有產(chǎn)品的流出物液體；并且在酶處理中再利用流出物固定化酶。即使在流出物/產(chǎn)品流中存在另外的微粒固體時(shí)，該方法也提供固定化酶的回收和再利用。
文檔編號(hào)C12P19/14GK1688685SQ02815225
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2002年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月2日
發(fā)明者布拉德利·A.·薩維爾 申請(qǐng)人:布拉德利·A.·薩維爾