[发明专利]一种用于固定化乳糖酶的生物转化反应器及低乳糖牛乳的制备方法

权利要求书

1.一种用于固定化乳糖酶的生物转化反应器，包括反应器罐体（1）和搅拌器（2），其特征在于，所述生物转化反应器还包括固定槽（3），所述反应器罐体（1）的顶盖上设置有进料口（1-1）、出料口（1-2）和冷凝管（1-3）接口，所述搅拌器（2）与位于反应器罐体上方的发动机（1-4）连接，搅拌器（2）上设置有搅拌桨，所述固定槽（3）位于反应器罐体的底部，与所述反应器罐体（1）可拆卸连接，其中装有磁铁或电磁铁用于回收固定化乳糖酶。

2.根据权利要求1所述的用于固定化乳糖酶的生物转化反应器，其特征在于，所述冷凝管为U型冷凝管。

3.根据权利要求1所述的用于固定化乳糖酶的生物转化反应器，其特征在于，所述反应器罐体的顶盖上设置有透气孔（1-5）。

4.根据权利要求1所述的用于固定化乳糖酶的生物转化反应器，其特征在于，所述固定槽与反应器罐体之间，采用卡套、螺纹或法兰的方式可拆卸的连接。

5.根据权利要求1所述的用于固定化乳糖酶的生物转化反应器，其特征在于，所述生物转化反应器采用耐温、透明的PC材料制成。

6.一种基于用于固定化乳糖酶的生物转化反应器的低乳糖牛乳的制备方法，所述生物转化反应器包括反应器罐体（1）、搅拌器（2）和固定槽（3），所述反应器罐体（1）的顶盖上设置有进料口（1-1）、出料口（1-2）和冷凝管（1-3）接口，所述搅拌器（2）与位于反应器罐体上方的发动机（1-4）连接，搅拌器（2）上设置有搅拌桨，所述固定槽（3）位于反应器罐体的底部，与所述反应器罐体（1）可拆卸连接，其中装有磁铁或电磁铁用于回收固定化乳糖酶；其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

A．带磁性的固定化乳糖酶的合成

以多孔性带有作用基的磁性纳米材料作为载体，利用化学键来连接乳糖酶，得到带磁性的固定化乳糖酶；

B．乳糖酶解

将上述固定化乳糖酶投放于所述生物转化反应器中，再通过进料口（1-1）向生物转化反应器中加入原料乳，开启发动机（1-4）保持搅拌器（2）运转进行酶转化反应；

C．回收固定化乳糖酶

酶转化反应结束后，利用固定槽（3）中的磁铁或电磁铁吸附带磁性的固定化乳糖酶，处理后的原料乳从出料口（1-2）泵出，即得到低乳糖牛乳。

7.根据权利要求6所述的基于用于固定化乳糖酶的生物转化反应器的低乳糖牛乳的制备方法，其特征在于，步骤A中所述多孔性带有作用基的磁性纳米材料为DEAE-纤维素或聚苯胺纳米材料。

8.根据权利要求6所述的基于用于固定化乳糖酶的生物转化反应器的低乳糖牛乳的制备方法，其特征在于，当选用DEAE-纤维素作为固定载体时，固定化载体的合成方法为：将DEAE-纤维素和四氧化三铁在含有过硫酸铵的HCl溶液环境中震荡，合成磁性的DEAE-纤维素固定化载体。

9.根据权利要求6所述的基于用于固定化乳糖酶的生物转化反应器的低乳糖牛乳的制备方法，其特征在于，当选用聚苯胺纳米材料作为固定载体时，固定化载体的合成方法为：将过硫酸铵加入到苯胺溶液中，进行高分子聚合反应，同时加入四氧化三铁，震荡混匀，合成带有磁性的聚苯胺固定化载体。

10.根据权利要求6-9任一项所述的基于用于固定化乳糖酶的生物转化反应器的低乳糖牛乳的制备方法，其特征在于，乳糖酶固定化的方法为：将固定化载体加入到乳糖酶溶液中震荡，使乳糖酶吸附到固定化载体上，然后加入戊二醛继续震荡进行反应，用吸铁石吸住固定化酶，上清移到新的管中，加Tris 缓冲液震荡洗涤固定化酶，去除上清液，再加Tris缓冲液震荡，进行固定化酶表面活性集团的去除，之后利用磷酸缓冲液洗涤，充分洗掉没有固定上的自由酶，从而得到固定化乳糖酶。