[发明专利]多孔磁性容器包裹固定化细胞碳纤维球进行多轮次发酵的方法

说明书

本发明公开了一种固定化细胞碳纤维球装入多孔磁性容器进行多轮次发酵的方法，包括a.将产酸菌细胞固定于碳纤维载体形成固定化细胞碳纤维球；b.将固定化细胞碳纤维球装入耐腐蚀的多孔磁性容器中；c.将装有固定化细胞碳纤维球的多孔磁性容器放入窖池等固态或液态发酵材料中发酵，发酵结束后通过电动磁力吊从窖池等发酵设备中吸取出装有固定化细胞碳纤维球磁性容器，经活化后进行下轮次发酵；经与磁性的多孔生物反应器相结合，通过反复活化使用实现固定化细胞能在发酵过程中反复使用，进而实现连续化生产的目的，具有高传质效率，能进行多轮次发酵，简化操作步骤，节约劳动力，同时提高生产效率。

技术领域

本发明属于酿酒技术领域，特别涉及一种多孔磁性容器包裹固定化细胞碳纤维球进行多轮次发酵的方法。

背景技术

固定化细胞是在固定化酶的基础上发展起来的新技术，即利用化学或物理手段将游离细胞定位于限定的空间区域并使其保持活性和可以反复使用的一种基础技术。固定化细胞保持了细胞的生命活动能力，它不但比游离细胞的发酵更具有优越性，而且比固定化酶有更多的优点，比如 ：它免除了破碎细胞来提取胞内酶的手续，降低制备成本 ；细胞生长停滞时间短，细胞多，反应快，抗污染能力强，可以连续发酵，反复使用，应用成本低 ；酶在细胞内的环境中稳定性较高，完整细胞固定化后，酶活力的损失较少等。固定化细胞技术虽然具有广阔的应用前景，但大多是在实验室规模上进行研究，要真正实用化或工业应用，还有以下问题需要解决 ：1）固定化细胞的稳定性问题，由于固定化的材料对微生物的毒性、固定化条件、固定化过程中的放热等都对细胞有影响而使部分细胞失活；2）固定化细胞批量生产装置的开发，这是固定化细胞技术从实验室走向实际应用的重要一步；3）廉价耐用的固定化载体及复合固定化技术的研究与开发；4）高效固定化反应器的开发。当前，固定化细胞技术的生产能力和在工业上应用的可行性，在很大程度上取决于反应器的构造。因此，这些问题的成功解决，特别是固定化细胞批量生产装置，即固定化细胞生物反应器的开发对于固定化细胞技术在工业上的广泛应用将起到极大地促进作用，并将显著提高工厂的生产效率和节约生产成本，从而有力地提高我国产品的竞争力。现有的固定化细胞发酵中，一般采用单一菌株纯种或者是限定菌株混合发酵，其采用的生物反应器是结构复杂的密闭容器固态发酵反应器，其存在的缺点是发酵过程中传质效率低，发酵结束后需要通过人工对反应器进行搬运，设备投资大，操作能耗高，很难实现连续化生产，尤其是针对多轮次发酵，其操作强度和难度都较大，很难满足多轮次发酵的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多孔磁性容器装有固定化细胞碳纤维球进行多轮次发酵的方法，无论是时间还是空间上，物料上的生命活动均呈现立体多样性，能反复活化使用实现固定化细胞重复利用，进而实现连续化生产的目的，发酵过程中满足充分的接触时间和接触面积，具有高传质效率，能进行多轮次发酵，操作简单方便。

本发明的多孔磁性容器包裹固定化细胞碳纤维球进行多轮次发酵的方法，包括以下步骤：

a.将产酸菌细胞固定于碳纤维载体形成固定化细胞碳纤维球；

b．将固定化细胞碳纤维球装入耐腐蚀的多孔磁性容器中；

c.将装有固定化细胞碳纤维球的多孔磁性容器放入发酵设备中发酵，发酵结束后通过电动磁力从发酵设备中吸取出多孔磁性容器经活化后进行下轮次发酵；

进一步，步骤b中，所述多孔磁性容器为表面均布有通孔的马氏体不锈钢空心球，所述固定化细胞碳纤维球的装填量不超过不锈钢空心球空心体积的80-90%；

进一步，步骤b中，所述不锈钢空心球为两个大小匹配的两半球以可拆卸式固定连接构成容纳固定化细胞碳纤维球的腔体，所述不锈钢空心球直径为10-15cm，所述碳纤维球的直径为0.6-2cm；

进一步，步骤b中，所述不锈钢空心球的两半球为螺纹连接，所述两半球中的一个半球开口外缘部表面设置有外螺纹，另一半球的开口内缘部表面设置有内螺纹；