[發明專利]一種用于固定化乳糖酶的生物轉化反應器及低乳糖牛乳的制備方法

在審

• 申請號: 201810305430.2
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108220159A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 金麗華;李曄;辛秀蘭
• 申請（專利權）人: 北京電子科技職業學院
• 主分類號: C12M1/40
• 分類號: C12M1/40;C12M1/02;C12N11/14;C12N11/08;A23C9/12
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 鄭俊彥;許文娟

1.一種用于固定化乳糖酶的生物轉化反應器，包括反應器罐體（1）和攪拌器（2），其特征在于，所述生物轉化反應器還包括固定槽（3），所述反應器罐體（1）的頂蓋上設置有進料口（1-1）、出料口（1-2）和冷凝管（1-3）接口，所述攪拌器（2）與位于反應器罐體上方的發動機（1-4）連接，攪拌器（2）上設置有攪拌槳，所述固定槽（3）位于反應器罐體的底部，與所述反應器罐體（1）可拆卸連接，其中裝有磁鐵或電磁鐵用于回收固定化乳糖酶。

2.根據權利要求1所述的用于固定化乳糖酶的生物轉化反應器，其特征在于，所述冷凝管為U型冷凝管。

3.根據權利要求1所述的用于固定化乳糖酶的生物轉化反應器，其特征在于，所述反應器罐體的頂蓋上設置有透氣孔（1-5）。

4.根據權利要求1所述的用于固定化乳糖酶的生物轉化反應器，其特征在于，所述固定槽與反應器罐體之間，采用卡套、螺紋或法蘭的方式可拆卸的連接。

5.根據權利要求1所述的用于固定化乳糖酶的生物轉化反應器，其特征在于，所述生物轉化反應器采用耐溫、透明的PC材料制成。

6.一種基于用于固定化乳糖酶的生物轉化反應器的低乳糖牛乳的制備方法，所述生物轉化反應器包括反應器罐體（1）、攪拌器（2）和固定槽（3），所述反應器罐體（1）的頂蓋上設置有進料口（1-1）、出料口（1-2）和冷凝管（1-3）接口，所述攪拌器（2）與位于反應器罐體上方的發動機（1-4）連接，攪拌器（2）上設置有攪拌槳，所述固定槽（3）位于反應器罐體的底部，與所述反應器罐體（1）可拆卸連接，其中裝有磁鐵或電磁鐵用于回收固定化乳糖酶；其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

A．帶磁性的固定化乳糖酶的合成

以多孔性帶有作用基的磁性納米材料作為載體，利用化學鍵來連接乳糖酶，得到帶磁性的固定化乳糖酶；

B．乳糖酶解

將上述固定化乳糖酶投放于所述生物轉化反應器中，再通過進料口（1-1）向生物轉化反應器中加入原料乳，開啟發動機（1-4）保持攪拌器（2）運轉進行酶轉化反應；

C．回收固定化乳糖酶

酶轉化反應結束后，利用固定槽（3）中的磁鐵或電磁鐵吸附帶磁性的固定化乳糖酶，處理后的原料乳從出料口（1-2）泵出，即得到低乳糖牛乳。

7.根據權利要求6所述的基于用于固定化乳糖酶的生物轉化反應器的低乳糖牛乳的制備方法，其特征在于，步驟A中所述多孔性帶有作用基的磁性納米材料為DEAE-纖維素或聚苯胺納米材料。

8.根據權利要求6所述的基于用于固定化乳糖酶的生物轉化反應器的低乳糖牛乳的制備方法，其特征在于，當選用DEAE-纖維素作為固定載體時，固定化載體的合成方法為：將DEAE-纖維素和四氧化三鐵在含有過硫酸銨的HCl溶液環境中震蕩，合成磁性的DEAE-纖維素固定化載體。

9.根據權利要求6所述的基于用于固定化乳糖酶的生物轉化反應器的低乳糖牛乳的制備方法，其特征在于，當選用聚苯胺納米材料作為固定載體時，固定化載體的合成方法為：將過硫酸銨加入到苯胺溶液中，進行高分子聚合反應，同時加入四氧化三鐵，震蕩混勻，合成帶有磁性的聚苯胺固定化載體。

10.根據權利要求6-9任一項所述的基于用于固定化乳糖酶的生物轉化反應器的低乳糖牛乳的制備方法，其特征在于，乳糖酶固定化的方法為：將固定化載體加入到乳糖酶溶液中震蕩，使乳糖酶吸附到固定化載體上，然后加入戊二醛繼續震蕩進行反應，用吸鐵石吸住固定化酶，上清移到新的管中，加Tris 緩沖液震蕩洗滌固定化酶，去除上清液，再加Tris緩沖液震蕩，進行固定化酶表面活性集團的去除，之后利用磷酸緩沖液洗滌，充分洗掉沒有固定上的自由酶，從而得到固定化乳糖酶。