專利名稱：一種多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)裝置及利用其制備酪蛋白磷酸肽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及酪蛋白磷酸肽的制備裝置與方法，具體涉及一種多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)
裝置及利用其制備酪蛋白磷酸肽的方法。
背景技術(shù)：
酪蛋白磷酸肽(casein phosphop印tide即CPPs)是以牛乳酪蛋白為原料經(jīng)單一 或復(fù)合酶催化水解、分離、純化而制得的含有成簇磷酸絲氨酸的一種天然生物活性多肽。
酪蛋白磷酸肽可作為無機(jī)離子的載體，它在pH呈中性至微堿性的動(dòng)物小腸下端， 能與Ca2+、 Fe"和Zn2+等金屬離子結(jié)合，阻止金屬離子與磷酸根產(chǎn)生沉淀，使小腸內(nèi)可溶性 的鈣、鐵和鋅的濃度增加，從而促進(jìn)這些必需金屬離子的吸收和利用。此外，在動(dòng)物和人的 實(shí)驗(yàn)中，CPPs表現(xiàn)出抗齲齒、抗骨丟失、增強(qiáng)受精和胚胎發(fā)育等作用。 我國(guó)居民平均每日鈣攝入量只有405. 4mg，只占每日推薦量的50 %左右，在有些 地區(qū)兒童佝僂病的發(fā)病率高達(dá)40%，骨質(zhì)疏松癥也是困擾老人的常見疾病之一，因此對(duì)我 國(guó)來說，全民補(bǔ)f丐顯得尤其重要。而補(bǔ)f丐時(shí)不僅要注重f丐的攝入，更要注重f丐的吸收。而 CPPs由于能夠促進(jìn)鈣吸收的這一功能，其市場(chǎng)應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊。 酪蛋白磷酸肽的核心結(jié)構(gòu)為-Ser (P)-Ser (P)-Ser (P)-Glu-Glu-，這一序列也正是 CPPs的功能基因，其含量的多少與CPPs的功能特性直接相關(guān)。因此，不同分子量的CPPs展 現(xiàn)出不同的品質(zhì)及功能特性。目前，未有一種方法能對(duì)酪蛋白磷酸肽產(chǎn)品分子量進(jìn)行控制。
目前，酪蛋白磷酸肽的主要生產(chǎn)方法是酶解法，即在普通水解罐中用蛋白酶對(duì)底 物酪蛋白進(jìn)行水解，水解結(jié)束后，高溫滅酶，再調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH使未水解的酪蛋白沉淀，離心 后噴霧干燥或者使用乙醇鈣沉淀法制得。工藝過程中主要存在如下問題(l)酶不能循環(huán) 利用，酶量消耗大，生產(chǎn)成本高。(2)底物水解不完全，未反應(yīng)的底物被離心后去除，浪費(fèi)生 產(chǎn)原料。(3)產(chǎn)品純度低，一般噴霧干燥后得到的產(chǎn)品純度僅在12%左右，完全滿足不了市 場(chǎng)要求。也有報(bào)道用反應(yīng)分離耦合方法來制備酪蛋白磷酸肽，但是其蛋白酶沒有被固定化， 不能重復(fù)利用，增加了生產(chǎn)成本。(4)不能控制產(chǎn)品品質(zhì)，不能對(duì)酪蛋白磷酸肽的分子量進(jìn) 行控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)裝置，利用該反應(yīng)器 可同時(shí)制備出不同分子量的產(chǎn)品。 本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供利用上述多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器制備酪蛋白 磷酸肽的方法，該方法可同時(shí)制備出不同分子量和不同品質(zhì)純度的酪蛋白磷酸肽，極大的 提高了生產(chǎn)效率。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下 —種多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)裝置，它包含N級(jí)串聯(lián)的固定化酶膜反應(yīng)器和一個(gè)納濾裝置；每一級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器以聚砜多孔材料為支撐在反應(yīng)器內(nèi)部形成圓筒，將反應(yīng)器 分隔為圓筒內(nèi)和圓筒外兩個(gè)空間，以聚酯無紡布增強(qiáng)上述圓筒結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，將截留分子量 為1000 10000Da的膜裝填在上述圓筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，膜內(nèi)側(cè)表面上固定有蛋白酶；納濾裝 置中設(shè)有截留分子量為100 500Da的納濾膜；第1級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒外部通過管 道與第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部相連通，第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒外部通過管 道與第3級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部相連通，以此類推，直至第N級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器， 第N級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒外部通過管道與納濾裝置相連通，第2級(jí)至第N級(jí)固定化酶 膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部分別通過管道與納濾裝置相連通，上述管道都設(shè)有閥門；第1級(jí)固定化 酶膜反應(yīng)器至第N級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器，其膜的截留分子量依次遞減；所述的N取2 100 的整數(shù)。 其中，所述截留分子量為1000 lOOOODa的膜為聚酰胺復(fù)合膜、醋酸纖維膜和聚 碳酸酯復(fù)合膜中的任意一種。 其中，所述固定化酶膜反應(yīng)器裝有控溫夾套。 其中，所述固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部設(shè)有攪拌槳。 其中，所述蛋白酶為堿性蛋白酶(Alcalase)、胰酶(Trypsin)、木瓜蛋白酶 (Papain)、中性蛋白酶(Neutrase)、復(fù)合蛋白酶(Protemax)中的任意一種或幾種。
上述蛋白酶固定在膜上的方法為采用凝膠化法將蛋白酶固定化在膜內(nèi)側(cè)表面 上。即用膜組件在操作壓力為0. 01 0. 08M Pa，循環(huán)流量10 30L/h的條件下超濾蛋白 酶溶液，由于酶分子不能透過膜而在膜表面沉積，當(dāng)膜_液兩相界面處酶蛋白的濃度達(dá)到 凝膠化濃度時(shí)，酶便以一薄膜凝膠層的形式固定在膜的表面，從而實(shí)現(xiàn)酶在膜上面的固定 化。所述的蛋白酶溶液是通過將蛋白酶溶解于PH6. 0 9. 0的磷酸緩沖液中制成。
其中，所述N取2 5的整數(shù)。 利用上述多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)裝置制備酪蛋白磷酸肽的方法，將酪蛋白溶液注入 到第1級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部，進(jìn)行酶解反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，通過超濾將圓筒內(nèi)部液 體中分子量小于第1級(jí)膜分子量的物料轉(zhuǎn)換到圓筒外部，再通過管道將第1級(jí)固定化酶膜 反應(yīng)器圓筒外部的物料注入第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部，進(jìn)行酶解反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束 后，通過超濾將圓筒內(nèi)部液體中分子量小于第2級(jí)膜分子量的物料轉(zhuǎn)換到圓筒外部，以此 類推，直至第N級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器，將第N級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒外部液體通過管道注 入納濾裝置中，經(jīng)納濾脫鹽濃縮得到分子量小于第N級(jí)膜分子量且大于納濾膜分子量的酪 蛋白磷酸肽；同時(shí)可在第2級(jí)至第N級(jí)中的每一級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器進(jìn)行超濾后將該級(jí)固 定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部的物料注入納濾裝置中，經(jīng)納濾脫鹽濃縮得到分子量小于該級(jí)之 前一級(jí)膜分子量且大于該級(jí)膜分子量的酪蛋白磷酸肽，第1級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部 可補(bǔ)充酪蛋白溶液重復(fù)反應(yīng)。 其中，所述的酪蛋白溶液，濃度為40 150g/L，pH為6. 5 9. 5。 其中，每一級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為30 6(TC，攪拌速度為50
250rpm，酶解反應(yīng)時(shí)間為1 3h。 其中，每一級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器超濾壓力為0. 01 0. 08M Pa。
上述反應(yīng)可連續(xù)進(jìn)行，也可以間歇性進(jìn)行。
有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
(1)采用凝膠化法將酶固定在膜上形成固定化酶膜反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)酶的重復(fù)利用，降 低了生產(chǎn)成本。 (2)固定化的酶膜反應(yīng)器集生產(chǎn)分離與一體，同步實(shí)現(xiàn)反應(yīng)催化和產(chǎn)物分離，簡(jiǎn)化 了酪蛋白磷酸肽的生產(chǎn)步驟，提高了生產(chǎn)效率。 (3)通過不同級(jí)數(shù)的酶膜反應(yīng)器串聯(lián)，并用不同截留分子量的超濾膜和納濾膜組 合分離酪蛋白磷酸肽，可同時(shí)得到不同分子量大小的磷酸肽產(chǎn)品，可以隨時(shí)根據(jù)客戶要求 生產(chǎn)不同品質(zhì)的產(chǎn)品。 (4)節(jié)約了原料，一級(jí)反應(yīng)器中未被水解的底物酪蛋白經(jīng)第二次反應(yīng)時(shí)被利用，避 免了原料的浪費(fèi)，直接降低了反應(yīng)成本。 (5)本發(fā)明所涉及的反應(yīng)條件溫和，能耗低，固定化酶膜反應(yīng)器可以重復(fù)使用和連 續(xù)化生產(chǎn)，極大的提高酶的利用率和產(chǎn)品的純度，適合大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)的要求。


圖1為本發(fā)明的多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)裝置示意圖。 其中1為控溫夾套；2為攪拌槳；3為膜組件(即圓筒)；4為固定化酶膜反應(yīng)器；5 為產(chǎn)品儲(chǔ)罐；6為閥門；7納濾裝置。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí) 施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結(jié)果僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限 制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
實(shí)施例1 : 圖1為本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例，從圖中可以看出，該多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)裝 置，包含3級(jí)串聯(lián)的固定化酶膜反應(yīng)器4和一個(gè)納濾裝置；每一級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器以聚砜 多孔材料為支撐在反應(yīng)器內(nèi)部形成圓筒3，將反應(yīng)器分隔為圓筒內(nèi)和圓筒外兩個(gè)空間，以聚 酯無紡布增強(qiáng)上述圓筒結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，將截留分子量為1000 10000Da的膜裝填在上述圓筒 結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，膜內(nèi)側(cè)表面上固定有蛋白酶；納濾裝置中設(shè)有截留分子量為100 500Da的納 濾膜；第1級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒外部通過管道與第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部相 連通，并通過閥門6a控制管道開合；第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒外部通過管道與第3級(jí) 固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部相連通，并通過閥門6b控制管道開合；第3級(jí)固定化酶膜反應(yīng) 器圓筒外部通過管道與納濾裝置7相連通，并通過閥門6c控制管道開合；第2級(jí)固定化酶 膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部通過管道與納濾裝置7相連通，并通過閥門6d控制管道開合；第3級(jí)固 定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部通過管道與納濾裝置7相連通，并通過閥門6e控制管道開合；第 1級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器至第3級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器，其膜的截留分子量依次遞減。每一個(gè)固 定化酶膜反應(yīng)器還裝有控溫夾套l，并且在圓筒內(nèi)部設(shè)有攪拌槳2。 圖l只顯示了本發(fā)明的一種實(shí)施方式，當(dāng)然固定化酶膜反應(yīng)器的數(shù)量不僅僅是3 個(gè)，可以是2以上的任意個(gè)，無論固定化酶膜反應(yīng)器的數(shù)量如何變化，其連接關(guān)系和連接原 理是類似于圖1顯示的裝置的，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易理解，按照?qǐng)D1的結(jié)構(gòu)原理，將N個(gè) 固定化酶膜反應(yīng)器及納濾裝置連接起來，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
根據(jù)圖1的裝置，將截留分子量為8000、6000、3000Da的聚酰胺復(fù)合膜分別置于第
1、2、3級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)側(cè)，將截留分子量為350Da的納濾膜置于納濾裝置中。當(dāng)
然，本發(fā)明并不局限于上述截留分子量和上述材質(zhì)的膜，任何截留分子量和材質(zhì)的膜都可
以適用于本發(fā)明，只要保證膜的截留分子量按液流方向依次遞減即可。 稱取5g木瓜蛋白酶，溶于1L pH 7. 0的磷酸緩沖液中，將酶液倒入固定化酶膜反
應(yīng)器圓筒內(nèi)，在操作壓力0. 05M Pa，循環(huán)流量lOL/h的條件下進(jìn)行超濾，由于酶分子不能透
過膜而在膜表面沉積，當(dāng)膜_液兩相界面處酶分子的濃度達(dá)到凝膠化濃度時(shí)，酶便以一薄
膜凝膠層的形式固定在膜的表面，從而實(shí)現(xiàn)酶在膜上面的固定化。當(dāng)然酶的種類也不局限
于上述的木瓜蛋白酶，只有是具有水解酪蛋白為酪蛋白磷酸肽能力的酶都可以使用，且都
在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。 以下實(shí)施例均使用本實(shí)施例中的裝置。
實(shí)施例2 : 稱取500g酪蛋白，加入10L 0. 05M NaOH溶液置于儲(chǔ)液罐中，加熱并不斷攪拌使得 酪蛋白完全溶解，待酪蛋白完全溶解后用5M NaOH溶液將反應(yīng)液的pH調(diào)至7. 0。
將酪蛋白溶液注入第1級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)，開啟循環(huán)冷卻加熱裝置，將 反應(yīng)溫度控制在50°C，同時(shí)開啟攪拌槳，調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速為lOOrpm，開始酶解反應(yīng)，反應(yīng)過程 中用5M NaOH溶液將反應(yīng)液的pH恒定在7. 0。水解2h后，開啟超濾裝置，超濾操作壓力為 0. 05Mpa，循環(huán)流量10L/h。將水解產(chǎn)生的分子量低于8000Da的酪蛋白磷酸肽透過，轉(zhuǎn)換到 圓筒的外部，開啟閥門6a，使分子量低于SOOODa的酪蛋白磷酸肽流入到第2級(jí)固定化酶膜 反應(yīng)器圓筒內(nèi)，未透過第1級(jí)膜的底物酪蛋白以及大分子多肽則留在酶膜反應(yīng)器中繼續(xù)水 解，同時(shí)根據(jù)超濾透過的液體量補(bǔ)加同量的pH 7. 0的酪蛋白溶液繼續(xù)反應(yīng)。
待第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)的液體達(dá)到5L左右后，打開第2級(jí)攪拌槳， 開始水解反應(yīng)，反應(yīng)條件與第1級(jí)相同。約水解1小時(shí)后開啟超濾裝置，超濾操作壓力為 0. 05Mpa，循環(huán)流量10L/h。將水解產(chǎn)生的分子量低于6000Da的酪蛋白磷酸肽透過，轉(zhuǎn)換到 圓筒的外部，開啟閥門6b，使分子量低于6000Da的酪蛋白磷酸肽流入到第3級(jí)固定化酶膜 反應(yīng)器圓筒內(nèi)。第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)為分子量在6000 8000Da之間的酪蛋白 磷酸肽。 待第3級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)的液體達(dá)到3L左右后，打開第3級(jí)攪拌槳，
開始水解反應(yīng)，反應(yīng)條件與第1級(jí)相同。約水解1小時(shí)后開啟超濾裝置，超濾操作壓力為
0. 05Mpa，循環(huán)流量10L/h。將水解產(chǎn)生的分子量低于3000Da的酪蛋白磷酸肽透過，轉(zhuǎn)換到
圓筒的外部，開啟閥門6c，使分子量低于3000Da的酪蛋白磷酸肽流入到納濾裝置中。第2
級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)為分子量在3000 6000Da之間的酪蛋白磷酸肽。 將開啟納濾裝置，用于產(chǎn)品的濃縮及脫鹽，操作壓力0. 15Mpa，當(dāng)脫水率達(dá)50X，
結(jié)束納濾。納濾濃縮液為分子量在350 3000Da的酪蛋白磷酸肽產(chǎn)品。 也可開啟閥門6d，直接將第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)液體注入納濾裝置中，
經(jīng)納濾脫鹽濃縮得到分子量在6000 8000Da的酪蛋白磷酸肽產(chǎn)品。 也可開啟閥門6e，直接將第3級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)液體注入納濾裝置中， 經(jīng)納濾脫鹽濃縮得到分子量在3000 6000Da的酪蛋白磷酸肽產(chǎn)品。
經(jīng)檢測(cè)，上述3種酪蛋白磷酸肽的指標(biāo)如下
分子量8000 6000Da的酪蛋白磷酸肽純度22. 81%，蛋白含量93. 07%， N含
量14. 59%、P含量0. 99% ; 分子量3000 6000Da的酪蛋白磷酸肽純度44. 19%，蛋白含量92. 40X，N含
量14. 48%、P含量1. 47% ; 分子量350 3000Da的酪蛋白磷酸肽純度67. 25%，蛋白含量91. 71%， N含 量14. 37%、P含量1. 86%。
實(shí)施例3 : 稱取400g酪蛋白，加入8L 0.05M NaOH溶液置于儲(chǔ)液罐中，加熱并不斷攪拌使得 酪蛋白完全溶解，待酪蛋白完全溶解后用5M NaOH溶液將反應(yīng)液的pH調(diào)至7. 0。
將酪蛋白溶液注入第1級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)，開啟循環(huán)冷卻加熱裝置，將 反應(yīng)溫度控制在55°C，同時(shí)開啟攪拌槳，調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速為150rpm，開始酶解反應(yīng)，反應(yīng)過程 中用5M NaOH溶液將反應(yīng)液的pH恒定在8. 0。水解3h后，開啟超濾裝置，超濾操作壓力為 0. 05Mpa，循環(huán)流量10L/h。將水解產(chǎn)生的分子量低于8000Da的酪蛋白磷酸肽透過，轉(zhuǎn)換到 圓筒的外部，開啟閥門6a，使分子量低于8000Da的酪蛋白磷酸肽流入到第2級(jí)固定化酶膜 反應(yīng)器圓筒內(nèi)，未透過第1級(jí)膜的底物酪蛋白以及大分子多肽則留在酶膜反應(yīng)器中繼續(xù)水 解，同時(shí)根據(jù)超濾透過的液體量補(bǔ)加同量的pH 7. 0的酪蛋白溶液繼續(xù)反應(yīng)。
待第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)的液體達(dá)到5L左右后，打開第2級(jí)攪拌槳， 開始水解反應(yīng)，反應(yīng)條件與第1級(jí)相同。約水解1小時(shí)后開啟超濾裝置，超濾操作壓力為 0. 05Mpa，循環(huán)流量10L/h。將水解產(chǎn)生的分子量低于6000Da的酪蛋白磷酸肽透過，轉(zhuǎn)換到 圓筒的外部，開啟閥門6b，使分子量低于6000Da的酪蛋白磷酸肽流入到第3級(jí)固定化酶膜 反應(yīng)器圓筒內(nèi)。第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)為分子量在6000 8000Da之間的酪蛋白 磷酸肽。 直接打開閥門6e，使來自第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒外的液體不經(jīng)水解反應(yīng)直
接注入納濾裝置，開啟納濾裝置，用于產(chǎn)品的濃縮及脫鹽，操作壓力O. 15Mpa，當(dāng)脫水率達(dá)
50%，結(jié)束納濾。納濾濃縮液為分子量在350 6000Da的酪蛋白磷酸肽產(chǎn)品。 也可開啟閥門6d，直接將第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)液體注入納濾裝置中，
經(jīng)納濾脫鹽濃縮得到分子量在6000 8000Da的酪蛋白磷酸肽產(chǎn)品。 經(jīng)檢測(cè)，上述2種酪蛋白磷酸肽的指標(biāo)如下 分子量6000 8000Da的酪蛋白磷酸肽純度24. 21%，蛋白含量93. 37%， N含
量14. 63%、P含量0. 95% ; 分子量350 6000Da的酪蛋白磷酸肽純度49. 80%，蛋白含量91. 23%， N含 量14. 30%、P含量1. 43%。
權(quán)利要求
一種多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)裝置，其特征在于它包含N級(jí)串聯(lián)的固定化酶膜反應(yīng)器和一個(gè)納濾裝置；每一級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器以聚砜多孔材料為支撐在反應(yīng)器內(nèi)部形成圓筒，將反應(yīng)器分隔為圓筒內(nèi)和圓筒外兩個(gè)空間，以聚酯無紡布增強(qiáng)上述圓筒結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，將截留分子量為1000～10000Da的膜裝填在上述圓筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，膜內(nèi)側(cè)表面上固定有蛋白酶；納濾裝置中設(shè)有截留分子量為100～500Da的納濾膜；第1級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒外部通過管道與第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部相連通，第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒外部通過管道與第3級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部相連通，以此類推，直至第N級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器，第N級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒外部通過管道與納濾裝置相連通，第2級(jí)至第N級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部分別通過管道與納濾裝置相連通，上述管道都設(shè)有閥門；第1級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器至第N級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器，其膜的截留分子量依次遞減；所述的N取2～100的整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)裝置，其特征在于所述截留分子量為 1000 10000Da的膜為聚酰胺復(fù)合膜、醋酸纖維膜和聚碳酸酯復(fù)合膜中的任意一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)裝置，其特征在于所述固定化酶膜反應(yīng) 器裝有控溫夾套。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)裝置，其特征在于所述固定化酶膜反應(yīng) 器圓筒內(nèi)部設(shè)有攪拌槳。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)裝置，其特征在于所述蛋白酶為堿性蛋 白酶、胰酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、復(fù)合蛋白酶中的任意一種或幾種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)裝置，其特征在于所述N取2 5的整數(shù)。
7. 利用權(quán)利要求1所述多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)裝置制備酪蛋白磷酸肽的方法，其特征在 于將酪蛋白溶液注入到第1級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部，進(jìn)行酶解反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，通 過超濾將圓筒內(nèi)部液體中分子量小于第1級(jí)膜分子量的物料轉(zhuǎn)換到圓筒外部，再通過管道 將第1級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒外部的物料注入第2級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部，進(jìn)行 酶解反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，通過超濾將圓筒內(nèi)部液體中分子量小于第2級(jí)膜分子量的物料轉(zhuǎn) 換到圓筒外部，以此類推，直至第N級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器，將第N級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒 外部液體通過管道注入納濾裝置中，經(jīng)納濾脫鹽濃縮得到分子量小于第N級(jí)膜分子量且大 于納濾膜分子量的酪蛋白磷酸肽；同時(shí)可在第2級(jí)至第N級(jí)中的每一級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器 進(jìn)行超濾后將該級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部的物料注入納濾裝置中，經(jīng)納濾脫鹽濃縮得 到分子量小于該級(jí)之前一級(jí)膜分子量且大于該級(jí)膜分子量的酪蛋白磷酸肽，第1級(jí)固定化 酶膜反應(yīng)器圓筒內(nèi)部可補(bǔ)充酪蛋白溶液重復(fù)反應(yīng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備酪蛋白磷酸肽的方法，其特征在于所述的酪蛋白溶液， 濃度為40 150g/L， pH為6. 5 9. 5。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備酪蛋白磷酸肽的方法，其特征在于每一級(jí)固定化酶膜反 應(yīng)器的反應(yīng)溫度為30 6(TC，攪拌速度為50 250rpm，酶解反應(yīng)時(shí)間為1 3h。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備酪蛋白磷酸肽的方法，其特征在于每一級(jí)固定化酶膜 反應(yīng)器超濾壓力為0. 01 0. 08MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多級(jí)固定化酶膜反應(yīng)裝置，它包含N級(jí)串聯(lián)的固定化酶膜反應(yīng)器和一個(gè)納濾裝置；每一級(jí)固定化酶膜反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有圓筒，將截留分子量為1000～10000Da的膜裝填在上述圓筒內(nèi)側(cè)，膜內(nèi)側(cè)表面上固定有蛋白酶；納濾裝置中設(shè)有截留分子量為100～500Da的納濾膜；第1級(jí)反應(yīng)器圓筒外部與第2級(jí)反應(yīng)器圓筒內(nèi)部相連通，以此類推，第N級(jí)反應(yīng)器圓筒外部與納濾裝置相連通，第2級(jí)至第N級(jí)反應(yīng)器圓筒內(nèi)部分別與納濾裝置相連通；第1級(jí)至第N級(jí)反應(yīng)器，其膜的截留分子量依次遞減。本發(fā)明還公開了利用上述裝置制備酪蛋白磷酸肽的方法。通過本發(fā)明可以同時(shí)制備出不同分子量和品質(zhì)的酪蛋白磷酸肽，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過程，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C12M1/40GK101768551SQ20101902602
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者應(yīng)漢杰, 張磊, 徐李鵬, 柏建新, 熊健, 陳勇, 黃小權(quán) 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué);南京同凱兆業(yè)生物技術(shù)有限責(zé)任公司