本技术涉及生物,尤其涉及一种固定化肌醇氧化酶用的生产系统。
背景技术:
1、传统的葡萄糖醛酸的生产方法主要为多糖水解法和化学氧化催化法。多糖水解法中,连接糖醛酸的苷键一般稳定性高,水解困难,因此水解过程需要用强酸碱,而在强酸碱条件下产物葡萄糖醛酸往往被分解,存在氧化选择性差、副产物多且产品收率低等缺陷,不能满足生产需要。而化学氧化催化法总收率较低(约10%)且存在能耗高、选择性差、环境污染严重等缺陷,使得该方法仍不能满足生产需求。随着人们对微生物认识的提高,生物催化法生产葡萄糖醛酸内酯的研究日益增多,例如:人类羊膜中存在udp-葡萄糖脱氢酶,可以催化udp-葡萄糖生成udp-葡萄糖醛酸,udp-葡萄糖醛酸在相关酶的作用下进一步合成葡萄糖醛酸。相较于多糖水解法和化学氧化法,生物催化法具有高效性、反应条件温、安全性高及废物排放少的优点。
2、肌醇氧化酶是促进肌醇转化为葡萄糖醛酸的一种酶,然而该酶稳定性较差,容易导致转化过程中会发生转化不完全的现象,最终导致以肌醇氧化酶生产葡萄糖醛酸时产生产物浓度和转化率偏低的问题。因此针对上述问题有必要开发一种固定化肌醇氧化酶用生产系统。
技术实现思路
1、本实用新型所要解决的技术问题是:针对现有技术的不足,提供一种固定化肌醇氧化酶用的生产系统,利用该生产系统可以制备出高活性和稳定性的固定化肌醇氧化酶,并且可实现连续化生产。
2、为解决上述技术问题,本实用新型的技术方案是:
3、一种固定化肌醇氧化酶用的生产系统,包括发酵罐,所述发酵罐的出料口连通均质机,所述均质机的破碎液连通第一缓存罐,所述第一缓存罐的出料口连通过滤机,所述过滤机的出液口连通第二缓存罐,所述第二缓存罐的出料口连通浓缩设备,所述浓缩设备的浓缩液出口连通第三缓存罐,所述第三缓存罐的出料口连通重力纯化柱,所述重力纯化柱的解吸液出口连通第四缓存罐,所述第四缓存罐的进液口连通助剂混合液管道,所述第四缓存罐的出料口连通固定化酶反应釜,所述固定化酶反应釜的出料口连通固定化肌醇氧化酶储罐。
4、作为一种改进的技术方案,所述发酵罐包括罐体,所述罐体的顶部设有菌体进口和助剂进口,所述罐体的底部设有出料口,所述罐体的外部设有夹套,所述罐体的内部设有转轴、ph传感器和温度传感器,所述转轴的一端连接电机,所述转轴上设有多个搅拌棒。
5、作为一种改进的技术方案,所述均质机包括本体,所述本体的顶部和底部分别设有进料口和出料口,所述本体的内部设有转轴,所述转轴的一端连接电机,所述转轴上设有多个搅拌板,所述搅拌板上设有多个三角形或月形粉碎刀片。
6、作为一种改进的技术方案,所述第一缓存罐、第二缓存罐、所述第三缓存罐和第四缓存罐均包括罐体,所述罐体的顶部和底部分别设有进料口和出料口,所述罐体的内部设有搅拌轴,所述搅拌轴的一端连接电机,所述搅拌轴上设有多个搅拌杆,所述搅拌杆设有多个搅拌叶片。
7、作为一种改进的技术方案,所述固定化酶反应釜包括釜体,所述釜体的顶部设有第一进液口和第二进液口,所述釜体的底部设有出料口,所述釜体的外部设有夹套,所述釜体的内部设有转轴、ph传感器和温度传感器,所述转轴的一端连接电机,所述转轴上设有多个搅拌板,所述搅拌板上设有多个搅拌棒。
8、采用了上述技术方案后,本实用新型的有益效果是:
9、由于固定化肌醇氧化酶用的生产系统,包括发酵罐,发酵罐的出料口连通均质机,均质机的破碎液连通第一缓存罐,第一缓存罐的出料口连通过滤机,过滤机的出液口连通第二缓存罐,第二缓存罐的出料口连通浓缩设备,浓缩设备的浓缩液出口连通第三缓存罐,第三缓存罐的出料口连通重力纯化柱,重力纯化柱的解吸液出口连通第四缓存罐,第四缓存罐的进液口连通助剂混合液管道,第四缓存罐的出料口连通固定化酶反应釜,固定化酶反应釜的出料口连通储存罐。实际生产中,将重组大肠基因工程工程菌转入发酵罐内,经过发酵后的发酵液在输送泵的作用下沿着管道进入均质机的内部,经过破碎处理后的破碎液沿着管道进入第一缓存罐的内部,然后通过过滤机过滤,收集的滤液进入第二缓存罐的内部,经过浓缩设备浓缩后的浓缩液进入第三缓存罐的内部,经过重力纯化柱的吸附,解吸后的解吸液才有那个第四缓存罐的储存,然后与助剂混合液混合后,再进入固定化酶反应釜,再与其他助剂成分反应相结合,经过反应得到的固定化肌醇氧化酶通过储存罐储存。上述生产系统,设计合理,可实现连续化生产,并且经过重力纯化柱纯化后的酶液与助剂反应,可以得到活性好,稳定好的固定化肌醇氧化酶。
10、由于发酵罐包括罐体,罐体的顶部设有菌体进口和助剂进口,罐体的底部设有出料口,罐体的外部设有夹套,罐体的内部设有转轴、ph传感器和温度传感器,转轴的一端连接电机,转轴上设有多个搅拌棒。实际生产中,利用ph传感器以及温度传感器分别检测罐体内发酵料液的ph和温度,进而更好提供发酵体系所需的ph和温度,通过转轴以及多个搅拌棒可以对发酵料液进行充分搅拌混合,提高了发酵效率。
11、由于均质机包括本体,本体的顶部和底部分别设有进料口和出料口,本体的内部设有转轴,转轴的一端连接电机,转轴上设有多个搅拌板,搅拌板上设有多个三角形或月形粉碎刀片。发酵后的料液进入均质机的内部,经过搅拌轴以及转轴对发酵液的充分搅拌混合,然后利用粉碎刀片对发酵菌体的细胞组织进行破碎,使得酶从细胞中释放出来,提高了酶的释放率。
12、由于第一缓存罐、第二缓存罐、第三缓存罐和第四缓存罐均包括罐体,罐体的顶部和底部分别设有进料口和出料口,罐体的内部设有搅拌轴,搅拌轴的一端连接电机,搅拌轴上设有多个搅拌杆,搅拌杆设有多个搅拌叶片。料液进入罐体的内部,通过搅拌轴、多个搅拌杆以及搅拌叶片进行搅拌,避免料液的组分出现絮凝。
13、由于固定化酶反应釜包括釜体,釜体的顶部设有第一进液口和第二进液口,釜体的底部设有出料口,釜体的外部设有夹套,釜体的内部设有转轴、ph传感器和温度传感器,转轴的一端连接电机,转轴上设有多个搅拌板,搅拌板上设有多个搅拌棒。实际生产中,先将氯化钙硼酸饱和溶液从第一进液口加入釜体的内部,然后将第四缓存罐内的纯化酶液以及聚乙烯醇和海藻酸钠混合而成的助剂混合液一起从第二进液口滴加入釜体的内部,通过ph传感器以及温度传感器可以检测釜体内料液的ph和温度,进而提供固定化反应所需要的温度和ph,通过转轴、多个搅拌板以及搅拌棒对固定化料液进行搅拌混合,促使料液中的组分充分接触反应,大大提高了肌醇氧化酶的固定化率。
1.一种固定化肌醇氧化酶用的生产系统,其特征在于,包括发酵罐,所述发酵罐的出料口连通均质机,所述均质机的破碎液连通第一缓存罐,所述第一缓存罐的出料口连通过滤机,所述过滤机的出液口连通第二缓存罐,所述第二缓存罐的出料口连通浓缩设备,所述浓缩设备的浓缩液出口连通第三缓存罐,所述第三缓存罐的出料口连通重力纯化柱,所述重力纯化柱的解吸液出口连通第四缓存罐,所述第四缓存罐的进液口连通助剂混合液管道,所述第四缓存罐的出料口连通固定化酶反应釜,所述固定化酶反应釜的出料口连通固定化肌醇氧化酶储罐。
2.根据权利要求1所述的一种固定化肌醇氧化酶用的生产系统,其特征在于,所述发酵罐包括罐体,所述罐体的顶部设有菌体进口和助剂进口,所述罐体的底部设有出料口,所述罐体的外部设有夹套,所述罐体的内部设有转轴、ph传感器和温度传感器,所述转轴的一端连接电机,所述转轴上设有多个搅拌棒。
3.根据权利要求1所述的一种固定化肌醇氧化酶用的生产系统,其特征在于,所述均质机包括本体,所述本体的顶部和底部分别设有进料口和出料口,所述本体的内部设有转轴,所述转轴的一端连接电机,所述转轴上设有多个搅拌板,所述搅拌板上设有多个三角形或月形粉碎刀片。
4.根据权利要求1所述的一种固定化肌醇氧化酶用的生产系统,其特征在于,所述第一缓存罐、第二缓存罐、所述第三缓存罐和第四缓存罐均包括罐体,所述罐体的顶部和底部分别设有进料口和出料口,所述罐体的内部设有搅拌轴,所述搅拌轴的一端连接电机,所述搅拌轴上设有多个搅拌杆,所述搅拌杆设有多个搅拌叶片。
5.根据权利要求1所述的一种固定化肌醇氧化酶用的生产系统,其特征在于,所述固定化酶反应釜包括釜体,所述釜体的顶部设有第一进液口和第二进液口,所述釜体的底部设有出料口,所述釜体的外部设有夹套,所述釜体的内部设有转轴、ph传感器和温度传感器,所述转轴的一端连接电机,所述转轴上设有多个搅拌板,所述搅拌板上设有多个搅拌棒。