一种高效生产κ‑卡拉胶低聚糖的生物反应器及其应用

摘要

本发明涉及一种高效生产κ‑卡拉胶低聚糖的生物反应器及其应用，属于固定化细胞制备技术领域。采用细胞固定化技术，将菌株吸附于磁性壳聚糖微球Fe₃O₄/CTS上，从而制备成可酶解κ‑卡拉胶的生物反应器。步骤如下：（a）磁性纳米级Fe₃O₄与壳聚糖采用交联法复合，形成以Fe₃O₄为核心，壳聚糖包裹的磁性壳聚糖微球载体；（b）采用吸附法，将菌泥分散于超声波溶胀好的无菌Fe₃O₄/CTS载体水溶液中，制成菌体高浓度富集的生物反应器；（c）利用生物反应器制备κ‑卡拉胶低聚糖。该生物反应器制备工艺简单，固定化菌株稳定性好，酶解κ‑卡拉胶多糖速率快，重复使用率高，产物易分离，可较好地应用于工业化发酵生产。

主权项

一种高效生产κ‑卡拉胶低聚糖的生物反应器，其特征在于：生物反应器制备步骤如下：步骤一、固定化载体的制备：采用超声辅助溶解，用5wt%的醋酸溶液配制浓度为1.5wt%的壳聚糖醋酸溶液，取20mL壳聚糖醋酸溶液，按照壳聚糖与磁性纳米级Fe₃O₄质量比1:1加入磁性纳米级Fe₃O₄，超声波分散20min使磁性纳米级Fe₃O₄充分混匀；控制搅拌器低速运转，将配制的磁性纳米级Fe₃O₄/壳聚糖醋酸溶液逐滴加到80mL液体石蜡和2mL Span‑80的混合液中，在室温下充分乳化搅拌30 min后，缓慢加入1 mL25wt%戊二醛溶液，在50℃水浴中反应 1 h后，再升温到70℃反应1.5 h，反应结束时用永磁铁将产物磁性壳聚糖微球Fe₃O₄/CTS与反应液分离，依次用有机溶剂石油醚、乳化剂丙酮及超纯水充分洗涤，将有机溶剂和乳化剂砂芯抽滤后超纯水洗净，60℃下干燥，轻研成粉末，即得到磁性壳聚糖微球载体Fe₃O₄/CTS；步骤二、生物反应器的制备取磁性壳聚糖微球载体Fe₃O₄/CTS 0.1~0.5g 用去离子水溶胀1‑2 h，再洗涤至无紫外吸收峰，灭菌待用；制备菌悬液，将1g菌泥溶解于100mL无菌去离子水中；无菌条件下，磁场下倒出去离子水，得到溶胀后的磁性壳聚糖微球载体Fe₃O₄/CTS，将其移入菌悬液中，4~30℃下固定1~4 h，然后用无菌去离子水洗涤3次，磁场下去除未固定游离细胞，即得到固定化生物反应器。