双水相体系酶法合成L-苯丙氨酸的研究

以天冬氨酸转氨酶为催化剂,开展了双水相体系中苯丙酮酸转氨反应制备L-苯丙氨酸的研究。双水相体系质量组成为聚乙二醇4 000(20%)/Na2HPO4(16%)。苯丙酮酸钠盐、细胞和L-苯丙氨酸在双水相体系中的分配系数分别为8.03,31.7和0.74。当底物浓度为43.4 g/L时,该体系酶法合成L-苯丙氨酸得率为78.1%,比在水溶液体系中提高了27.4%。     

氯化铁催化木糖降解制备糠醛反应动力学

研究了温度在443.15～483.15K时0.1mol/L氯化铁催化木糖降解生成糠醛的反应动力学过程。首先建立并验证了反应的动力学模型,根据模型得到了木糖降解、糠醛降解和缩合反应的速率常数。由阿伦尼乌斯方程拟合得到其表观活化能分别为107.94kJ/mol、65.86 kJ/mol和26.36kJ/mol。结果表明,高温和较短反应时间有利于糠醛收率的提高,在反应温度483.15K、60min条件下,最大糠醛收率可达78%。     

草酸盐酸体系微晶纤维素水解动力学

对微晶纤维素在草酸-盐酸体系中的水解情况进行了研究,并对不同条件下反应产物中葡萄糖的质量浓度进行了测定。依据纤维素酸水解反应特点,根据Seaman模型,对微晶纤维素在草酸盐酸体系中的水解动力学规律进行了研究。动力学结果:纤维素水解和葡萄糖降解的活化能分别是58.02 k J/mol和144.2 k J/mol。升高反应温度,使纤维素水解反应速度加快,也会使葡萄糖的降解速率加快。该模型的最佳反应条件是:固液比1∶20 g/m L,草酸的质量浓度25 g/L,盐酸的质量浓度1 g/L,温度90℃,时间9 h,在此条件下,葡萄糖质量浓度为1.657 g/L。     

草酸盐酸体系微晶纤维素水解动力学

对微晶纤维素在草酸-盐酸体系中的水解情况进行了研究,并对不同条件下反应产物中葡萄糖的质量浓度进行了测定。依据纤维素酸水解反应特点,根据Seaman模型,对微晶纤维素在草酸盐酸体系中的水解动力学规律进行了研究。动力学结果:纤维素水解和葡萄糖降解的活化能分别是58.02 k J/mol和144.2 k J/mol。升高反应温度,使纤维素水解反应速度加快,也会使葡萄糖的降解速率加快。该模型的最佳反应条件是:固液比1∶20 g/m L,草酸的质量浓度25 g/L,盐酸的质量浓度1 g/L,温度90℃,时间9 h,在此条件下,葡萄糖质量浓度为1.657 g/L。     

光催化降解活性染料K-GL的动力学及其盐效应

以分散态纳米TiO2为光催化剂,在鼓泡流化床光催化反应器中对活性翠兰K-GL染料溶液进行光催化降解实验研究。通过改变光催化剂投入量、染料溶液的初始浓度和Na2SO4与NaCl的掺加,探讨了影响光催化降解K-GL的因素,运用Langrmuir-Hinshelwood动力学方程对染料降解动力学规律进行了研究。结果表明,TiO2光催化降解活性翠兰K-GL的反应遵循准一级反应动力学方程,且表观反应速率表常数随活性翠兰溶液初始浓度的升高而降低;反应的催化剂最佳投入量为0.122g/L;光催化体系中的Na2SO4对于染料K-GL的降解表现出明显的促进作用,在较低浓度下,Na2SO4的最佳添加量为0.104mol/g,且随着其浓度的升高,表观反应速率常数随之增大;而掺加不同浓度的NaCl对光催化降解K-GL有抑止作用。     

双酶偶联生物合成L-酪氨酸

多酶偶联催化是酶法制备手性药物中间体的重要方法之一。该文采用双酶偶联体系,利用天冬氨酸转氨酶全细胞催化L-天冬氨酸转氨至苯丙酮酸,生成L-苯丙氨酸,同时得到中间产物丙酮酸;反应体系中的酪氨酸酚裂解酶全细胞催化丙酮酸、苯酚和氨酶法合成L-酪氨酸。经考察确定了双酶偶联反应的最佳条件为:温度40℃,pH=8.5,底物苯丙酮酸质量浓度为25 g/L,苯丙酮酸与L-天冬氨酸摩尔比1∶1.2,天冬氨酸转氨酶与酪氨酸酚裂解酶细胞质量比1∶1,4 mmol/L PLP,0.1 g/L吐温80。30 g/L的氯化铵对双酶偶联反应有促进作用。双菌双酶偶联生物法合成L-酪氨酸,充分利用了反应副产物丙酮酸得到附加值较高的产品,对资源合理利用及绿色合成工艺具有参考意义。     

L-精氨酸助溶菌酶复性过程动力学研究

通过测定复性后酶活性和计算蛋白复性收率,研究了L-精氨酸助溶菌酶的最佳复性条件,利用蛋白质的复性和聚集反应竞争三态动力学模型描述了L-精氨酸助溶菌酶复性动力学,在溶菌酶浓度为100~500μg.mL-1、L-精氨酸浓度为0~1.0 mol.L-1的条件下,分析了溶菌酶浓度及L-精氨酸浓度对复性动力学常数的影响。结果表明,L-精氨酸助溶菌酶复性符合三级聚集反应动力学,L-精氨酸的主要作用是抑制蛋白聚集体的生成速率,从而达到抑制蛋白沉淀、提高复性收率的效果。     

酶法转化体系中L-苯丙氨酸的络合萃取

L-苯丙氨酸的分离提取对于促进酶法制备工艺的产业化进程具有重要价值。利用络合萃取分配系数、分离选择性高的特点,对苯丙酮酸酶法制备L-苯丙氨酸转化体系中L-苯丙氨酸的络合萃取进行了研究。以二(2-乙基己基)磷酸为萃取剂,研究了水相平衡pH、萃取剂浓度和稀释剂的种类对分配系数的影响;并利用D2EHPA-正辛醇体系对酶法制备L-苯丙氨酸的转化液进行了络合萃取研究,经4次萃取和1次反萃,L-苯丙氨酸的萃取率达到98 15%;经1次反萃,L-苯丙氨酸的收率达94 33%。     

DL-苯丙氨酸的酶法拆分研究

利用氨基酰化酶能立体专一地水解氨基酰化物的特点,选择性地水解N-乙酰-L-苯丙氨酸得到L-苯丙氨酸,经分离后再水解N-乙酰-D-苯丙氨酸得到D-苯丙氨酸。研究中分别考察了pH值、温度、酶用量、底物浓度和钴离子对反应的影响。在优选条件下(底物浓度为0.1mol·L-1,pH7.0,温度37℃,酶用量为w(酶)/w(底物)=1∶41.4,加入浓度为1×10-3mol/L的Co2+,将N-乙酰-D-苯丙氨酸用有机溶剂结晶和盐酸水解10h)得到光学纯度OP=98.8%的L-苯丙氨酸,收率70.3%;OP=96%的D-苯丙氨酸,收率63%。     

苯丙氨酸及苯丙酮酸对Lactobacillus sp. SK007合成苯乳酸的影响

从自然发酵泡菜中分离筛选到一株乳杆菌(Lactobacillus sp.)SK007，研究了Lactobacillus sp. SK007利用苯丙氨酸合成苯乳酸的过程，结果发现，在MRS培养基中最高可产生0.55 mmol/L苯乳酸，苯丙氨酸剩余94%，但检测不到中间产物苯丙酮酸，这表明苯丙氨酸的转氨反应是苯乳酸合成的限速步骤. 用苯丙酮酸代替苯丙氨酸作为底物可有效突破这一瓶颈，进一步优化了Lactobacillus sp. SK007利用苯丙酮酸合成苯乳酸的发酵条件. 当苯丙酮酸为18.3 mmol/L, 30℃静置培养24 h，苯乳酸产量可达10.25 mmol/L.     

乳酸脱氢酶的分离纯化及其催化合成苯乳酸的研究进展

对乳酸脱氢酶的来源、分离纯化及其催化合成苯乳酸的研究进行了综述。首先,分析了乳酸脱氢酶的微生物来源,重点对乳酸菌中乳酸脱氢酶的分离方法及相关研究现状进行了总结,认为采用晶胶层析方法可直接一步从破胞液中分离高纯度的乳酸脱氢酶;然后,分析了乳酸脱氢酶催化苯丙酮酸的核心反应机理、最适条件及其工程改造,讨论了pH、温度、耐热性等参数对乳酸脱氢酶催化苯丙酮酸的影响,表明不同菌种乳酸脱氢酶催化苯丙酮酸最适pH和温度有很大差异;最后,对比了乳酸脱氢酶酶法合成苯乳酸相关工程改造的研究工作,指出基因修饰能有效提高乳酸脱氢酶酶法对苯丙酮酸的催化能力,同时乳酸脱氢酶与辅酶共表达体系的构建是下一步研究的重点方向。     

L-苯丙氨酸的生物合成

L-苯丙氨酸属于芳香族氨基酸，在生物体内存在着复杂的合成路线。本文根据L-苯丙氨酸的生物合成过程以及在生物体内的代谢特点，阐述利用生物合成法实现工业化生产L-苯丙氨酸的可行路线。     

利用转氨反应制备L－苯丙氨酸

利用选择性培养基筛选到一株具有高转氨酶活性的大肠杆菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｔ），能够高效地把苯丙酮酸和Ｌ－天冬氨酸转化成Ｌ一苯丙氨酸，利用游离细胞转化苯丙酮酸，反应６ｈ，可生成７０ｇ／ＬＬ－苯丙氨酸，转化率达９０％。利用固定化细胞转化苯丙酮酸，反应８ｈ可生成５９．６ｇ／ＬＬ－苯丙氨酸，转化率达７３％。     

组成型天冬氨酸转氨酶基因工程菌的构建与高效表达

天冬氨酸转氨酶AspAT是苯丙酮酸转氨制备L-苯丙氨酸的关键酶. 本研究将大肠杆菌中天冬氨酸转氨酶基因aspC克隆到3种不同质粒中，构建组成型表达质粒pUC/P-aspC, pSE/P-aspC, pET/P-aspC，并分别转化至6种常用的大肠杆菌宿主中. 通过对18种重组子的生长及产酶情况的分析，比较了各种重组子生长压力、质粒稳定性与表达酶活的关系，并经SDS-PAGE电泳分析AspAT的表达量，筛选出高产AspAT的重组子BL21(pET/P-aspC)，以该工程菌发酵液直接作为酶液，以天冬氨酸和苯丙酮酸(20 g/L)为底物，发酵液与底物以1:3的体积比转化生成L-苯丙氨酸16.2 g/L，转化率高达80.1%. 该体系表达无需诱导，转化无需添加辅酶PLP，展现了良好的产业化前景.     

优选高压注浆机主控参数——应用遗传算法、优化设计和神经网络耦合技术

论述了遗传算法、优化设计及神经网络的耦合技术,以压力注浆机的主控制参数作为样本,采用这种耦合技术,将实际工程参数转化为遗传进化样本,再通过优化技术变成最优样本,来训练神经网络系统,旨在提高控制参数质量.     

Membrane Microfiltration Fermentation of Glucose Oxidase with Cell Recycling

Membrane microfiltration fermentation(MMF) with cell recycling was successfully ap-plied to the production of glucose oxidase(GOD).A plate microfiltration module was found suitablefor such purpose.By feeding whole medium in MMF,the productivity of GOD was much higherthan that by feeding glucose alone.With increasing dilution rate the enzyme productivity increasedand average enzyme activity decreased.The enzyme productivity of MMF under D=0.12h~(-1)and0.2Oh~(-1) were 3871 and 3945 U.h~(-1)respectively,which was about 3 times as that of batch fermen-tation(BF)and the average enzyme activity was still as high as 37 U.mL~(-1)under D=0.12h~(-1).The relative efficiency of MMF applied to low yield strain was higher than that applied to high yieldstrain.     

两菌双酶法由苯丙酮酸生产L-苯丙氨酸

大肠杆菌ＥＰ８－１０经培养后产生高活力转氨酶和低活力的天冬氨酸酶,而Ｅ．ｃｏｌｉＥＡ－１则产生高活力天冬氨酸酶和很低的转氨酶,耦合ＥＰ８－１０中转氨酶和ＥＡ－１中Ａｓｐ酶作用,由苯丙酮酸和富马酸生成Ｌ－苯丙氨酸,该体系最佳条件为：ＥＡ－１和ＥＰ８－１０两种细胞质量比为０．６∶１,ｎ（ＰＰＡ）／ｎ（Ｆｕ）＝１∶１．２（ｍｏｌ比）,当ＰＰＡ浓度为０．２４ｍｏｌ／Ｌ时,反应６ｈ,可生成３８．５ｇ／ＬＬ－Ｐｈｅ。     

亚苄基海因水解制备苯丙酮酸过程的色-质联用分析

针对亚苄基海因水解体系建立了一种高效实用的液相色谱分析方法,为生产工艺控制提供了依据,并应用液-质联用技术对此体系中的未知副产物进行了初步检测。具体液相色谱条件为:流动相:乙腈 -5mmol·L-1乙酸盐缓冲液(用醋酸调pH4 5 ),流速 0 5mL·L-1;梯度洗脱;色谱柱:AgilentEclipseXDB-C8, 5μm, 4 6×150mm, 20℃;二极管阵列检测器,检测波长: 204nm。色-质联用中质谱条件为:ESI离子源,负离子模式;气帘气流量1 03×105 Pa,电喷雾电压-4 200V,离子源温度 500℃,辅助雾化气 1 37×105 Pa,干燥气 4 13×105 Pa,相对分子质量检测范围:m/z40~600。液相色谱法测定亚苄基海因和苯丙酮酸的线性相关系数为0 999 05和0 999 86,亚苄基海因和苯丙酮酸的平均回收率为 101 45 %和 97 23 %,相对标准偏差为 1 002%和0 833 8%。精密度以相对标准偏差来表示,分别为0 591 9 % 和0 648 2 %。结果表明,该液相色谱分析方法简便、快速,结果准确,可以用于苯丙酮酸生产的质量控制。     

苯丙酮酸钠反应结晶过程的数学模拟

建立了苯丙酮酸钠反应结晶过程的数学模型,研究了在苯丙酮酸醚萃取液中滴加稀碱溶液的反应结晶过程;对该过程涉及的湍流扩散宏观返混及界面化学反应进行分析,提出了一种简化、有效的混合模型;并考虑了结晶的团聚和破碎作用;运用离散化的粒数平衡方程可求解得到ＣＳＤ（晶体粒度分布）。该模型得到了实验数据的支持,为进一步的过程优化提供了依据。