酶法分离制备γ-氨基丁酸和L-天冬氨酸

以L-谷氨酸(L-G lu)和L-天冬氨酸(L-Asp)两种混合酸性氨基酸〔m(L-G lu)∶m(L-Asp)=1∶1〕为原料,利用大肠杆菌菌体内脱羧酶对L-谷氨酸的专一脱羧作用,酶法分离制备了γ-氨基丁酸和L-天冬氨酸。考察了转化体系温度、pH等影响L-谷氨酸脱羧酶活力的主要因素,实验表明,最佳工艺条件为:温度35℃,转化体系pH=5.0,ρ(菌体)=6 g/L,ρ(Tween80)=0.15 g/L,菌龄16 h,ρ(底物)=60 g/L。L-谷氨酸脱羧酶在最适转化条件下比酶活高达15 036 U。1 g湿菌体可重复使用3次共转化L-谷氨酸和L-天冬氨酸混合物30 g,其中L-谷氨酸完全转化为γ-氨基丁酸。γ-氨基丁酸及L-天冬氨酸的总收率可分别达到理论收率的88%和90%。     

用固定化L-赖氨酸脱羧酶细胞制备1,5-戊二胺

研究了4种固定化蜂房哈夫尼菌(H.alveiAS1.1009)菌体细胞的材料和方法,包括海藻酸钙包埋法、半透膜透析袋法、海藻酸钙-明胶交联包埋法和明胶包埋法。其中海藻酸钙包埋法稳定性最好,该方法最优转化条件为:在ρ(海藻酸钠)=30g/L的水溶液中,最适菌体质量浓度为ρ(菌体)=30.8g/L,100mL转化液中海藻酸钙球体体积为30mL,转化最适温度为37℃,最适pH=5.0。用该方法转化测得比酶活可达1028.9U。重复性佳:第一批固定化细胞酶活可达游离菌体的98.62%,第四批可达第一批酶活的38.68%。     

苯丙氨酸脱氨酶发酵工艺及其酶学性质研究

选育出一株具有较高苯丙氨酸脱氨酶活性的菌株巨大芽孢杆菌AS1.127-NJU10。考察了该菌的发酵产酶条件,结果表明:蔗糖为最佳碳源、酵母浸膏和NH4C l组成最佳氮源,其质量浓度分别为:ρ(蔗糖)=20 g/L,ρ(酵母浸膏)=2 g/L和ρ(NH4C l)=10 g/L;发酵培养基最适pH=6.5,培养温度为37℃;诱导物ρ(L-苯丙氨酸)=1 g/L时,酶活最高达1 070 U。同时对苯丙氨酸脱氨酶的性质进行了研究,结果表明:该酶最适pH=5.8,最适温度为40℃,反应液中添加φ(吐温-80)=0.2%和c(K+)=10-5mol/L能明显提高酶活。     

化学生物耦合法制备D-赖氨酸

L-赖氨酸经化学消旋反应后,应用蜂房哈夫尼菌(Hafnia alvei)AS1.1009对其进行生物转化,可制备D-赖氨酸,理论收率为56.6%。确定了在100℃下,以1.0mol/L氢氧化钠水溶液,用0.10摩尔比的水杨醛催化L-赖氨酸在4h内消旋,反应活化能为62187.86J/mol;对生物转化中赖氨酸脱羧酶性质研究结果表明该酶最适pH为8.0,最适温度为37℃,吐温-80质量浓度0.5g/L,菌体质量浓度10g/L,底物质量浓度为30g/L时,最高比酶活为3840U。在此优化条件下转化时间为12h。     

双酶级联生物合成D-赖氨酸

建立了氨基酸消旋酶和赖氨酸脱羧酶双酶级联高效生产D-赖氨酸的方法。利用氨基酸消旋酶全细胞催化消旋L-赖氨酸得到DL-赖氨酸,去除氨基酸消旋酶后再加入赖氨酸脱羧酶,将消旋产物中的L-构型脱羧生成1,5-戊二胺和CO2,剩下D-赖氨酸;最终,通过阳离子交换树脂吸附洗脱得到D-赖氨酸。经考察双酶级联催化的最佳条件为:反应温度40℃,0.2 mol/L磷酸钾缓冲溶液(p H=5.8),底物L-赖氨酸质量浓度为50 g/L,氨基酸消旋酶全细胞和赖氨酸脱羧酶全细胞质量浓度均为10 g/L,4 mmol/L磷酸吡哆醛,0.1 g/L Triton X-100,反应时间12 h,其中消旋反应2 h和脱羧反应10 h,最终D-赖氨酸收率达42%,对映体过量值(e.e.值)=98%。     

酶法转化制备L-瓜氨酸

利用粪链球菌精氨酸脱亚胺酶转化L-精氨酸制备L-瓜氨酸。考察了菌龄、转化温度等多种因素对精氨酸脱亚胺酶活力的影响。酶法制备L-瓜氨酸的最适工艺条件是:菌体发酵时间20 h,转化温度37℃,转化液起始pH为6.0,ρ〔十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)〕=0.3 g/L使酶活提高了414%。c(Co2+)=10-3mol/L使酶活增高约50%,c(Cu2+)=10-2mol/L或c(Zn2+)=10-2mol/L使酶活下降约50%。Ca2+、Mg2+和Mn2+对酶活影响较小。     

生物转化制备D-谷氨酰胺的研究

报道了制备D-谷氨酰胺的一种新方法,即利用大肠杆菌AS1.505的L-谷氨酰胺脱羧酶立体选择性地将D,L-谷氨酰胺中L型对映体降解为4-氨基-丁酰胺,分离得到D-谷氨酰胺。同时考察了转化体系温度、pH等因素对L-谷氨酰胺脱羧酶活力的影响。实验结果表明最佳条件为:温度37℃,转化体系pH=4.8,菌体质量浓度5 g/L,吐温-80质量浓度0.15 g/L,菌龄14 h,底物质量浓度40 g/L。L-谷氨酰胺脱羧酶在最适转化条件下比酶活可以达到4 200 U,L-谷氨酰胺在8 h内完全转化成4-氨基-丁酰胺,D-谷氨酰胺收率达到理论收率的92%。     

谷氨酸脱羧酶工程菌的发酵工艺及酶学性质

对谷氨酸脱羧酶(GAD)工程菌DM201的发酵及转化条件进行优化,分析了发酵过程中异丙基-β-D-巯基半乳糖苷(IPTG)诱导条件、转化体系pH、底物浓度和金属离子等因素对谷氨酸脱羧酶活力的影响。发酵过程中最佳IPTG诱导条件为:浓度0.4mmol/L、时间5h、温度30℃;转化温度45℃,pH=4.0,ρ(L-谷氨酸)≈110g/L,镁离子在50mmol/L和5mmol/L浓度时对谷氨酸脱羧酶酶活有稳定作用,铜锌离子对其酶活的抑制作用显著。     

重组酪氨酸脱羧酶酶学性质

酪氨酸脱羧酶能以L-酪氨酸为底物脱羧生成酪胺。该文利用pET28a为载体在宿主细胞E.coli BL21(DE3)中重组表达了短乳杆菌来源的酪氨酸脱羧酶,并研究了其酶学性质,考察了起始pH、温度、辅酶、底物浓度等因素对酶活的影响。结果表明,酪氨酸脱羧酶重组表达成功,酶促反应工艺为:在1 mL转化液中含有0.18 g L-酪氨酸,0.02 g湿菌体,0.2 mol/L的醋酸缓冲溶液和0.2 mmol/L的5'-磷酸吡哆醛,40℃,pH=5.5,反应7 h,L-酪氨酸的摩尔转化率达到99%。酪氨酸脱羧酶酶活为29.2 U/g,Km值和Vmax为0.71 mmol/L和9.31mol/(L·min·g)。     

酶法制备D-谷氨酸和γ-氨基丁酸的工艺研究

考察了大肠杆菌AS1．505的L-谷氨酸脱羧酶对L-谷氨酸的专一脱羧作用,分析了转化体系温度、pH值等因素对L-谷氨酸脱羧酶活力的影响。实验结果表明最佳工艺为：温度37℃,转化体系pH值4．8,茵体浓度6g／L,吐温-800．15g／l,菌龄14h,底物浓度50g／L。L-谷氨酸脱羧酶在最适转化条件下比酶活可以达到15036U。1g湿菌体可重复使用3次共转化DL-谷氨酸25g,其中L-谷氨酸可以完全转化为γ-氨基丁酸。D-谷氨酸及γ-氨基丁酸的总收率可以分别达到理论收率的87％和85％。     

假单胞菌AB93066产鼠李糖脂发酵条件的优化

通过单因素实验和正交实验对铜绿假单胞杆菌AB93066产鼠李糖脂(RL)的摇瓶发酵培养基配方和产生规律进行了研究。结果表明,最佳培养基配方为:ρ(酵母膏)=0.2 g/L,ρ(豆油)=120 g/L,ρ(NaNO3)=6.5 g/L,ρ(KH2PO4)=1.0 g/L,ρ(Na2HPO4.12H2O)=1.0 g/L,ρ(MgSO4.7H2O)=0.1 g/L,ρ(FeSO4.7H2O)=0.2 g/L,pH=6.0。RL的收获期在发酵后156~168 h最佳。发酵生产RL的扩大实验表明,在最优发酵条件下RL的产量可达56 g/L以上,提取后的RL可将去离子水的表面张力降至29.01 mN/m。用高效液相色谱/质谱联用仪进一步分析了所提取的RL的组成,它分别为二鼠李糖脂(R1)和单鼠李糖脂(R2)两种同系物。R1和R2的表观临界胶束浓度(CMC)分别为0.03 mmol/L和0.04 mmol/L。     

豆奶生产废水处理实例

采用气浮-水解酸化-五级生物接触氧化工艺处理豆奶类生产废水,在进水ρ(CODCr)=2000～4000mg/L,ρ(BOD5)=1000～1500mg/L,ρ(SS)=2000～3500mg/L,ρ(NH3-N)=38mg/L,ρ(动植物油)=250～300mg/L时,处理后出水的ρ(CODCr)<130mg/L,ρ(BOD5)<60mg/L,ρ(SS)<100mg/L,ρ(NH3-N)<20mg/L,ρ(动植物油)<20mg/L。该工艺运行便利,剩余污泥量小。     

复合载体固定化大肠杆菌制备γ-氨基丁酸

用卡拉胶与明胶复合载体固定大肠杆菌,优化了固定化细胞的制备条件,并利用该复合载体固定大肠杆菌细胞进行酶法制备γ-氨基丁酸的研究。实验结果表明,最佳工艺条件为:m(卡拉胶):m(明胶)=3:2,ρ(混合胶)=12g/L,ρ(KCl)=60g/L,固定化时间为3h,ρ(菌体)=80g/L,反应温度为37℃,转化体系pH=4.8,ρ(底物)=40g/L。固定化细胞在最适条件下比酶活高达10740U。包埋1.0g湿菌体的固定化细胞重复使用7次,可把42gL-谷氨酸完全转化为γ-氨基丁酸。     

从牛眼玻璃体中分离纯化透明质酸的新方法

为了得到一种简便的从动物组织中分离纯化透明质酸(HA)的新方法,用牛眼玻璃体为原料,对HA的分离纯化进行了研究。在ρ(NaHCO3)=7.56 g/L和ρ(Na2CO3)=1.06 g/L的碱性缓冲水溶液中,用胰蛋白酶水解牛眼HA提取物中的蛋白质,经氯苯除杂后,用乙醇析出并分离得到HA初级沉淀物,将其溶解于ρ(NaC l)=11.6 g/L,ρ(NaH2PO4.12H2O)=0.45 g/L,ρ(Na2HPO4.2H2O)=0.06 g/L的含盐磷酸盐水溶液中,再用3倍体积的乙醇析出并分离得到HA的首次纯化沉淀物,此纯化阶段分离系数(α)=19.03,蛋白质和HA中w(HA)=63.9%,HA回收率91.84%。其次,用含盐磷酸盐水溶液溶解HA的首次纯化沉淀物,再加入ρ(活性炭)=50 g/L及ρ(高岭土)=100 g/L进行吸附纯化,此纯化阶段分离系数(α)=27.69,HA回收率94.0%,w(DNA)=0%,蛋白质和HA中w(HA)=98.0%。最后,经50 000 Da透析袋用去离子水透析4 h,用乙醇析出并分离得到纯化了的HA沉淀,此纯化阶段分离系数(α)=17.64,HA回收率93.5%。最终HA沉淀经冷冻干燥后获白色粉末状HA纯化品,无水HA纯化品中w(HA)=99.77%,HA相对分子质量Mη=6.3×105。该方法牛眼玻璃体质量扩大至2 000 mL的扩试结果与小试结果相近。该文报道工作的新颖性,已为2007年4月18日由陕西省科学技术信息研究所查新中心出具的第2007360-3号《科技查新报告》所证实。     

固定化细胞酶法拆分DL-精氨酸

以DL-精氨酸为原料,用固定化细胞酶法拆分DL-精氨酸,并对拆分条件进行了研究。结果表明:最适反应温度55℃,最适pH=6.0,c(DL-精氨酸)=0.3 mol/L,ρ(菌体)=30 g/L,拆分反应10 h,拆分率达98%以上。连续反应10批次,固定化细胞仍保留最高酶活力的75%。产物经分离纯化,D-精氨酸收率达84.0%,[α]2D5=-27.4°〔ρ(D-精氨酸)=20 g/L,5 mol/L盐酸〕。     

聚丙烯酸类超强吸水剂的合成与性能研究

以丙烯酸烯丙酯作为交联剂、丙烯酸(AA)为单体、过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用溶液聚合法合成了一种聚丙烯酸类超强吸水剂。研究了合成条件对吸水性能的影响:当ρ(丙烯酸烯丙酯)=0 594g/L,ρ(KPS)=0 178g/L,单体中和度x(丙烯酸钠)=90%,c(丙烯酸钠)=4 17mol/L,聚合温度为60℃时,制得的聚合物每克吸去离子水最高达到1360mL,吸盐水(生理盐水)162mL。所得的聚合物具有良好的吸水可逆性,30min的吸水量可以达到饱和吸水量的90%。制得聚合物的热重分析表明,未吸水的该聚合物在350℃开始分解。聚合物吸水前后XRD测试结果显示:吸水前聚合物结构基本无规整性,吸水后膨胀使主链展开,结构趋于规整。     

水解-接触氧化工艺处理纺织综合废水

广东省溢达纺织有限公司纺织综合废水水质参数:pH=10～14,ρ(CODCr)=1000~1500mg/L,ρ(BOD5)=300~450mg/L,ρ(SS)=300mg/L,ρ(S2-)=3mg/L,水温40~50℃,色度400~600倍。采用水解酸化-生物接触氧化法处理,运行结果表明,处理后出水:pH=7～8,ρ(CODCr)=89mg/L,ρ(BOD5)=20mg/L,ρ(SS)=54mg/L,ρ(S2-)=0.8mg/L,色度31倍,符合排放要求。     

荧光辅助糖电泳的优化

荧光辅助糖电泳(FACE)是一种快捷、花费少的分离糖类方法。寡糖首先经8-氨基萘-1,3,6-三磺酸(ANTS)胺化还原衍生,该反应过程在所给实验条件下需要16 h。然后,经ANTS衍生的寡糖在ρ(丙烯酰胺)=0.32 g/mL、ρ(双丙烯酰胺)=0.024 g/mL组成的碱性分离胶上电泳从而得以分离。该方法无需专门的仪器和操作熟练的技术人员。