一种高效生产κ‑卡拉胶低聚糖的生物反应器及其应用的制作方法

文档序号:12346075阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高效生产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。

2.根据权利要求1所述的生物反应器,其特征在于:所述的磁性纳米级Fe3O4采用H2O2氧化水热法制备,其粒径为20~30nm。

3.根据权利要求1所述的生物反应器,其特征在于:所述的菌泥为菌株Thalassospira sp. Fjfst-332经液体发酵培养后,采用0.9wt%生理盐水清洗2~3次,10000r/min离心20min获得。

4.根据权利要求3所述的生物反应器,其特征在于:所述的菌株Thalassospira sp. Fjfst-332,保藏号为CCTCC M 2013706,经检测可有效酶解κ-卡拉胶获得κ-卡拉胶低聚糖的野生菌。

5.一种如权利要求1所述的高效生产κ-卡拉胶低聚糖的生物反应器的应用,其特征在于:所述生物反应器用于制备κ-卡拉胶低聚糖,具体包括如下步骤:

1)取固定化生物反应器无菌状态下加入30 mL发酵培养基中,25℃,130r/min恒温摇床中发酵培养24 h后,用永磁铁吸附生物反应器,发酵液8000r/min离心20min取上清酶液;

2)上清酶液经10kDa超滤膜浓缩后,按体积比1:20的比例加入到0.5wt% κ-卡拉胶水溶液中,酶解24 h;

3)酶解液加热5min停止反应,10000r/min离心30min去除未降解的κ-卡拉胶片段,取上清液分别过10kDa及3kDa超滤膜,收集分子量小于3kDa的酶解液,经旋蒸后真空冷冻干燥,得到不同聚合度的κ-卡拉胶低聚糖。

6.根据权利要求5所述的一种高效生产κ-卡拉胶低聚糖的生物反应器的应用,其特征在于:发酵培养基的成分为:氯化钠15 g/L,低聚果糖1 g/L,κ-卡拉胶3 g/L,酵母膏1 g/L,NaNO3 2 g/L,MgSO4•7H2O 0.5g/L,K2HPO4 1 g/L,CaC12 0.l g/L,余量为去离子水,pH 7.5±0.1。

7.根据权利要求5所述的一种高效生产κ-卡拉胶低聚糖的生物反应器的应用,其特征在于:所述不同聚合度的κ-卡拉胶低聚糖分别为二糖、四糖、六糖、八糖。

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