[发明专利]一种在生物反应器内利用半疏水晶胶基全细胞催化剂合成苯乳酸的方法

说明书

本发明公开了一种在生物反应器内利用半疏水晶胶基全细胞催化剂合成苯乳酸的方法，所述的方法是在搅拌式生物反应器内，以半疏水阴离子交换晶胶作为载体，通过将副干酪乳杆菌细胞固载在晶胶上形成高菌体浓度的全细胞催化剂，将晶胶投入生物反应器内进行悬浮培养，通过减轻底物抑制，提高转化过程的生物量，进而提高苯乳酸的产量。本发明提供的方法比常规游离细胞转化所得的苯乳酸的产量高，转化过程简单，操作方便，安全性好，放大容易，在苯乳酸制备领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于生物化工领域，具体涉及一种在生物反应器内利用半疏水晶胶基全细胞催化剂合成苯乳酸的方法。

背景技术

苯乳酸是一种新型高值有机酸，有很好的抗菌抑菌作用，也是合成聚苯乳酸新材料的重要单体，被广泛应用于食品、化工、生物、制药等领域。

目前苯乳酸的制备方法存在一定的弊端，化学合成法路径复杂，易产生副产物、环境污染严重；传统生物合成法成本高、产率低，高产菌株缺乏。

利用超大孔隙晶胶载体固载副干酪乳杆菌细胞形成生物催化剂，在生物反应器内转化合成苯乳酸副产物较少、对环境污染小、成本较低、催化效率较高，为苯乳酸的合成提供了新的方向。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明目的在于提供一种在生物反应器内利用半疏水晶胶基全细胞催化剂合成苯乳酸的方法。

所述的一种在生物反应器内利用半疏水晶胶基全细胞催化剂合成苯乳酸的方法，其特征在于将副干酪乳杆菌细胞固载在半疏水阴离子交换晶胶上形成高浓度全细胞催化剂，然后将固载有副干酪乳杆菌细胞的晶胶投入到含有转化液的搅拌式生物反应器内进行悬浮培养，催化转化合成苯乳酸。

所述的一种在生物反应器内利用半疏水晶胶基全细胞催化剂合成苯乳酸的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

1）将副干酪乳杆菌菌株在MRS培养基中经过两次活化得到种子液，将种子液接至MRS培养基中，进行静置培养；

2）将干燥的半疏水阴离子交换晶胶投入步骤1）所得含有种子液的MRS培养基中，静置培养得到种子晶胶；

3）将步骤2）所得种子晶胶再次投入MRS培养基中，继续静置培养得到高浓度全细胞催化剂，所述高浓度全细胞催化剂为固载了副干酪乳杆菌细胞的晶胶；

4）将步骤3）所得高浓度全细胞催化剂透性化处理后，投入到含有转化液的搅拌式生物反应器内进行悬浮培养，通过全细胞催化将转化液中的苯丙氨酸转化合成苯乳酸。

所述的一种在生物反应器内利用半疏水晶胶基全细胞催化剂合成苯乳酸的方法，其特征在于所述的半疏水阴离子交换晶胶为聚甲基丙烯酸羟乙酯-甲基丙烯酸丁酯基阴离子交换球状晶胶载体，其直径2.0~5.0mm，有效孔隙率为74%~85%。

所述的一种在生物反应器内利用半疏水晶胶基全细胞催化剂合成苯乳酸的方法，其特征在于步骤1）种子液接种到MRS培养基中，种子液的体积为MRS培养基体积的1~3%，优选为2%；步骤1）中，培养的温度为33~37℃，优选为35℃，静置培养的时间为10~14 h，优选为12 h。

所述的一种在生物反应器内利用半疏水晶胶基全细胞催化剂合成苯乳酸的方法，其特征在于步骤2）半疏水阴离子交换晶胶投入到MRS培养基中，所述晶胶的体积为MRS培养基体积的4~8%，优选为6%；步骤2）中，静置培养的温度为33~37 ℃，优选为35 ℃，静置培养的时间为14~18 h，优选为16 h。

所述的一种在生物反应器内利用半疏水晶胶基全细胞催化剂合成苯乳酸的方法，其特征在于步骤3）种子晶胶载体投入到MRS培养基中，静置培养的时间为36~60 h，优选为48 h。

所述的一种在生物反应器内利用半疏水晶胶基全细胞催化剂合成苯乳酸的方法，其特征在于步骤4）固载了副干酪乳杆菌细胞的晶胶投入到转化液中，所述晶胶体积为所述转化液体积的1~5%，优选为2%。