[發明專利]多孔磁性容器包裹固定化細胞碳纖維球進行多輪次發酵的方法

有效

• 申請號: 201610246789.8
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN105733884B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 薛正楷
• 申請（專利權）人: 瀘州職業技術學院
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/00;C12G3/02
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

本發明公開了一種固定化細胞碳纖維球裝入多孔磁性容器進行多輪次發酵的方法，包括a.將產酸菌細胞固定于碳纖維載體形成固定化細胞碳纖維球；b.將固定化細胞碳纖維球裝入耐腐蝕的多孔磁性容器中；c.將裝有固定化細胞碳纖維球的多孔磁性容器放入窖池等固態或液態發酵材料中發酵，發酵結束后通過電動磁力吊從窖池等發酵設備中吸取出裝有固定化細胞碳纖維球磁性容器，經活化后進行下輪次發酵；經與磁性的多孔生物反應器相結合，通過反復活化使用實現固定化細胞能在發酵過程中反復使用，進而實現連續化生產的目的，具有高傳質效率，能進行多輪次發酵，簡化操作步驟，節約勞動力，同時提高生產效率。

技術領域

本發明屬于釀酒技術領域，特別涉及一種多孔磁性容器包裹固定化細胞碳纖維球進行多輪次發酵的方法。

背景技術

固定化細胞是在固定化酶的基礎上發展起來的新技術，即利用化學或物理手段將游離細胞定位于限定的空間區域并使其保持活性和可以反復使用的一種基礎技術。固定化細胞保持了細胞的生命活動能力，它不但比游離細胞的發酵更具有優越性，而且比固定化酶有更多的優點，比如 ：它免除了破碎細胞來提取胞內酶的手續，降低制備成本 ；細胞生長停滯時間短，細胞多，反應快，抗污染能力強，可以連續發酵，反復使用，應用成本低 ；酶在細胞內的環境中穩定性較高，完整細胞固定化后，酶活力的損失較少等。固定化細胞技術雖然具有廣闊的應用前景，但大多是在實驗室規模上進行研究，要真正實用化或工業應用，還有以下問題需要解決 ：1）固定化細胞的穩定性問題，由于固定化的材料對微生物的毒性、固定化條件、固定化過程中的放熱等都對細胞有影響而使部分細胞失活；2）固定化細胞批量生產裝置的開發，這是固定化細胞技術從實驗室走向實際應用的重要一步；3）廉價耐用的固定化載體及復合固定化技術的研究與開發；4）高效固定化反應器的開發。當前，固定化細胞技術的生產能力和在工業上應用的可行性，在很大程度上取決于反應器的構造。因此，這些問題的成功解決，特別是固定化細胞批量生產裝置，即固定化細胞生物反應器的開發對于固定化細胞技術在工業上的廣泛應用將起到極大地促進作用，并將顯著提高工廠的生產效率和節約生產成本，從而有力地提高我國產品的競爭力。現有的固定化細胞發酵中，一般采用單一菌株純種或者是限定菌株混合發酵，其采用的生物反應器是結構復雜的密閉容器固態發酵反應器，其存在的缺點是發酵過程中傳質效率低，發酵結束后需要通過人工對反應器進行搬運，設備投資大，操作能耗高，很難實現連續化生產，尤其是針對多輪次發酵，其操作強度和難度都較大，很難滿足多輪次發酵的需求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種多孔磁性容器裝有固定化細胞碳纖維球進行多輪次發酵的方法，無論是時間還是空間上，物料上的生命活動均呈現立體多樣性，能反復活化使用實現固定化細胞重復利用，進而實現連續化生產的目的，發酵過程中滿足充分的接觸時間和接觸面積，具有高傳質效率，能進行多輪次發酵，操作簡單方便。

本發明的多孔磁性容器包裹固定化細胞碳纖維球進行多輪次發酵的方法，包括以下步驟：

a.將產酸菌細胞固定于碳纖維載體形成固定化細胞碳纖維球；

b．將固定化細胞碳纖維球裝入耐腐蝕的多孔磁性容器中；

c.將裝有固定化細胞碳纖維球的多孔磁性容器放入發酵設備中發酵，發酵結束后通過電動磁力從發酵設備中吸取出多孔磁性容器經活化后進行下輪次發酵；

進一步，步驟b中，所述多孔磁性容器為表面均布有通孔的馬氏體不銹鋼空心球，所述固定化細胞碳纖維球的裝填量不超過不銹鋼空心球空心體積的80-90%；

進一步，步驟b中，所述不銹鋼空心球為兩個大小匹配的兩半球以可拆卸式固定連接構成容納固定化細胞碳纖維球的腔體，所述不銹鋼空心球直徑為10-15cm，所述碳纖維球的直徑為0.6-2cm；

進一步，步驟b中，所述不銹鋼空心球的兩半球為螺紋連接，所述兩半球中的一個半球開口外緣部表面設置有外螺紋，另一半球的開口內緣部表面設置有內螺紋；