树脂原位吸附促进高浓度底物不对称氧化还原合成（S）-苯基乙二醇

以近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)全细胞为催化剂,考察了添加吸附树脂对不对称氧化还原外消旋苯基乙二醇制备-(S)-苯基乙二醇(S-PED)的影响.通过树脂吸附性能考察,筛选出一种对底物有较快吸附速率和较大吸附量的树脂NKAⅡ,在反应体系中加入一定量NKAⅡ树脂,可以显著降低底物和产物对反应过程的抑制,提高反应的初始底物浓度.结合树脂对底物的吸附量和菌体反应的最适底物浓度,建立了树脂添加量随底物浓度变化的关系式,通过此公式添加树脂将溶液中底物产物总浓度控制在最适水平,从而实现高初始浓度底物,快速度反应.在40g/L初始底物浓度转化体系中加入0.74g树脂,平衡2h后,反应108h,产物S-PED的ee值和产率分别为98.1%和88.5%,产物浓度达到35.4 g/L.     

利用色氨酸酶酶法拆分D,L-丝氨酸制备D-丝氨酸

以D,L-丝氨酸为底物,采用色氨酸酶将L-丝氨酸转化为L-色氨酸,并进一步分离纯化拆分得到D-丝氨酸。该文对色氨酸酶酶法拆分条件进行了响应面优化,酶促反应最佳条件为:温度45℃,pH=8.0,反应时间18 h,底物D,L-丝氨酸质量浓度30 g/L,色氨酸酶用量为6 g/L,经过两次转化,L-丝氨酸的总转化率可达95.4%。酶促反应液经NKA-Ⅱ型大孔吸附树脂与001×7强酸性阳离子交换树脂纯化,重结晶后得到D-丝氨酸,化学纯度99.4%,α2D0=-15.3°(ρ=0.1 kg/L,2 mol/L HCl),总回收率为66.6%。     

萃取式膜生物反应器用于制备生物香草醛

用以硅橡胶复合膜为核心的萃取式膜生物反应器对生物香草醛进行了生产分离耦合化的研究。与摇瓶实验相比,在很大程度上消除了产物的抑制和香草醛的氧化损失,丁香油转化率从0.45%提高到1.04%,香草醛在下游萃取液中的最高质量浓度达到了130.10 mg/L,远高于摇瓶实验的11.13 mg/L;活性炭优化后的转化率为1.09%,下游萃取液最高质量浓度为136.48 mg/L,香草醛的HPLC峰面积比为96.77%。     

树脂分离技术在酶法制备1,3-丙二醇中的应用

从几种吸附树脂中筛选出了树脂DA201。树脂DA201对酶、辅酶吸附较少(吸附率分别为13.13%,14.5%)且对酶活无较大破坏,对产物1,3-丙二醇(1,3-PD)与二羟基丙酮(DHA)吸附较多(吸附率分别为23%,27%)。利用树脂DA201进行产物的富集分离及酶、辅酶回流再利用,实现伴有辅酶NADH再生的1,3-PD酶法连续反应。在底物浓度为1 g/L时,树脂质量浓度为底物浓度的4.8倍、吸附时间为6 h,树脂DA201对底产物有较好的吸附分离效果。在此条件下进行1,3-PD的2个批次连续制备,第1、第2批次1,3-PD转化率分别为42.9%、35.5%,总转化率为39.72%。实验结果说明,吸附树脂对底产物、酶与辅酶具有一定的分离作用,利用树脂的分离作用可有效地实现伴有辅酶再生的酶催化反应的连续进行。     

CALB脂肪酶的固定化及其拆分2-辛醇的研究

以AB-8、HZ-841、HZ-802三种大孔树脂做载体,采用物理吸附法,制备出固定化南极假丝酵母脂肪酶(CALB),并用其进行了拆分2-辛醇的研究。其中AB-8树脂做载体拆分效果最佳,其蛋白吸附量为37.94 mg/g树脂,吸附率94.86%,转酯化酶活3 000 U/g固定化酶,对映体选择性E=104。单因素优化实验得到的最佳拆分条件为:温度40℃,加酶量2.67 g/L,底物醇浓度3.76 mol/L。在该条件下,产物转化率可达50%,e.ep为97.8%。固定化pH在5.0~9.0内对拆分效果无显著影响。     

反应分离耦合酶法制备D-苹果酸

用Pimelobacter simplex DM18菌的马来酸水合酶高效转化马来酸制备D-苹果酸。为避免高浓度产物及底物对水合酶的抑制作用,利用马来酸和D-苹果酸的钙盐溶解度低的特点,以马来酸钙为底物,经水合酶催化加水转化成D-苹果酸钙,实现边反应边分离产物的反应分离耦合,同时利用钙盐和钠盐的混合反应体系提高了转化反应速率,反应36 h,可制备386g/L的D-苹果酸钙盐,相当于300 g／L D-苹果酸,转化率接近99％,光学纯度达97.03％。     

生物法转化分离耦合制备γ-癸内酯

研究通过添加树脂AB-8吸附转化产物以降低高浓度产物对Yarrowia lypolitica细胞的毒性,进而提高产量。确定了蓖麻油添加量25 g/L、树脂量7.5%、pH值7.5的最佳优化工艺,产物的最大比生成速率提高36%且达到最大值后降低较慢,有利于产物积累,56 h后总产量达到2.17 g/L,耦合工艺在提高产量的同时又能较好地实现产物的分离。     

重组大肠杆菌苯丙氨酸解氨酶稳定性和反式肉桂酸的转化

为了提高反式肉桂酸合成L-苯丙氨酸的产率,研究了效应物、还原剂和金属离子对重组大肠杆菌苯丙氨酸解氨酶(PAL)稳定性的影响,并利用响应面法优化了反式肉桂酸的转化条件.结果表明,体积浓度为10%的甘油水溶液可以显著提高酶稳定性,巯基乙醇、蔗糖、Mg2 能提高比酶活,但Cu2 和 Co2 使PAL失活.响应面分析结果表明,当pH为9.85,肉桂酸浓度为6.058 g/L, 底物与酶量的体积比率为3.3时, 反式肉桂酸转化率为80.5 %,比不优化条件下的转化率提高了15.7%.     

酵母耦合原位分离技术不对称合成(R)-扁桃酸甲酯

以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae AS2.1392)全细胞为催化剂不对称还原苯甲酰甲酸甲酯合成(R)-扁桃酸甲酯,该催化剂催化速度快、操作稳定性好。研究了底物和产物浓度对反应初速度的影响,建立了底物和产物抑制模型,并采取分批加入底物和添加树脂的方式解除底物和产物抑制。通过考察不同树脂对底物和产物的吸附量以及对生物还原反应的影响,筛选出了一种较适合的大孔吸附树脂NKA-Ⅱ。在优化的树脂加入量和加入模式下,当底物浓度为180mmol/L时,产物产率由35.0%提高到71.2%,对映体过量值(ee)保持在95%左右。     

酶法拆分N-乙酰-D,L-蛋氨酸转化条件优化

重组大肠杆菌BL21/pET22b-argE表达的N-乙酰鸟氨酸脱酰基酶(NAOase)可用于脂肪族氨基酸的手性拆分.水解N-乙酰-D,L-氨基酸中的L-型底物,N-乙酰-D,L-蛋氨酸为其最合适的底物.为了确定NAOase拆分N-乙酰-D,L-蛋氨酸合适的转化条件,考察了反应温度、pH值、Co2+浓度、转化时间、底物浓度和加酶量对产物的影响.结果表明,合适的反应条件为37℃,pH值7.0,Co2+ 1 mmol/L,转化时间20 min,底物浓度150 mmol/L,菌泥5 g/L.在上述反应条件下,N-乙酰-D,L-蛋氨酸的转化率可达81.4%.     

树脂原位吸附提高酒明串珠菌不对称合成(R)-2-辛醇的催化效率

通过运用原位吸附技术构建水/树脂反应系统,利用树脂的原位吸附来提高酒明串珠菌Oenococcus oeni CECT 4730不对称合成(R)-2-辛醇的催化效率。通过比较6种不同型号的吸附树脂对反应的影响,选出了最适的树脂AB-8。通过考察树脂的用量及水/树脂相中底物浓度对反应的影响,发现反应体系中加入一定量合适的吸附树脂,能够显著减小底物和产物的抑制,大幅度的提高初始底物浓度和反应产率。AB-8树脂加量为15g/L的水/树脂系统中,底物浓度为30g/L时,反应产率达到58%,较之水相系统提高了1.7倍。     

米曲霉菌体光学拆分N-乙酰-DL-苯甘氨酸的动力学研究

用液相培养基培养的米曲霉菌体直接拆分N 乙酰 DL 苯甘氨酸,并对该酶促反应进行了初步研究。考察了反应温度、pH值、金属离子、底物浓度、产物浓度等因素对反应的影响。结果表明,酶促反应的最适反应温度和pH值分别为52℃和7.0,当底物浓度小于200mmol·L-1时,反应符合Michaelis Menten方程,当底物浓度大于200mmol·L-1时,反应存在底物抑制现象。进一步研究发现水解反应也存在着产物抑制现象。     

发酵法制备天然香兰素的研究

香兰素是应用最为广泛的香料之一。以阿魏酸为底物,通过微生物发酵法制备天然香兰素,研究中分别考察了不同氮源、补料量和补料方式等因素对阿魏酸转化率的影响,通过发酵条件优化,香兰素最终浓度达到15g/L,发酵单位达到国际先进水平。通过相应的萃取、结晶过程获得的天然香兰素产品,质量达到了国际标准。     

聚马来酸水相合成及防垢性能

以水为溶剂,w(H2O2)=30%的双氧水为引发剂,在过渡金属离子催化作用下合成了聚马来酸,以溴值、防垢率为指标确定了催化剂、引发剂及反应温度等合成条件。实验结果表明,在催化剂用量为30μg/g(单体)、m(引发剂)∶m(马来酸酐)=1∶2、引发剂滴加3h、反应温度100℃条件下的合成产物,溴值低于150mg/g,产品质量浓度为8mg/L时,防垢率达93 52%;产品与1 羟基亚乙基二膦酸(HEDP)按质量比1∶1复配后,总的质量浓度2mg/L时防垢率即可达90 0%以上,具有明显的协同效应。     

紫外-可见分光光度法测定奶粉中的香兰素含量

采用紫外-可见分光光度法测定了几种奶粉中的香兰素含量。在最大吸收波长435.0nm处,其吸光度与香兰素含量呈正比,线性方程为y=7.493 42x+0.001 3(r=0.999 7),线性范围为0.010 4～0.165 2g/L,加标回收率为98.6%,RSD为0.34%。该方法重现性好,适用于食品中香兰素含量的测定。     

离子液体/缓冲液两相体系中热带假丝酵母不对称还原制备(S)-1-[3,5-双(三氟甲基)苯基]乙醇

研究了1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM]PF6/缓冲液两相体系中,热带假丝酵母104细胞催化3,5-双三氟甲基苯乙酮不对称还原制备(S)-1-[3,5-双(三氟甲基)苯基]乙醇的反应过程。通过考察影响生物还原反应的主要因素,如离子液体浓度、辅助底物种类和浓度、底物浓度、菌体浓度和转化时间等,发现上述因素对产率影响较大,但基本不影响产物手性醇的光学纯度。优化得到的较佳还原反应条件为:[BMIM]PF6体积分数5%,辅助底物为60 g L 1异丙醇,底物3,5-双三氟甲基苯乙酮浓度70 mmol L 1,菌体浓度350 g L 1,转化时间24 h。在优化条件下,产率达82.5%,产物(S)-1-[3,5-双(三氟甲基)苯基]乙醇的对映体过量值大于99.9%。与水相转化相比,采用[BMIM]PF6/缓冲液两相体系进行3,5-双三氟甲基苯乙酮的生物不对称还原可有效提高底物浓度和产率,且反应时间缩短了6 h。     

茶皂素的纯化及抑制酪氨酸酶活性的研究

研究了茶皂素的纯化及纯化产物体外对马铃薯酪氨酸酶催化L-DOPA合成多巴醌的抑制作用及其机理。结果表明质量浓度为100 g/L时,市售茶皂素、经大孔树脂纯化的茶皂素TS及2种层析分离得到的茶皂素TS1和TS2对酪氨酸酶的抑制率分别为51.29%,90.06%,94.13%和82.47%;TS和TS1对酪氨酸酶IC50分别为48和40 g/L,抑制作用表现为可逆竞争性抑制,对酪氨酸酶的抑制常数分别为137和101 g/L。     

生物催化不对称还原方法生产S-4-氯-3-羟基丁酸乙酯

通过筛选得到不对称还原4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)合成(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯(S-CHBE)对映选择性好的微生物菌株出芽短梗霉菌(Aureobasidium pullulans)SW0202. 对其还原反应条件进行优化,得到最佳转化条件为：初始细胞浓度0.32 g/mL(以湿菌体计),底物浓度20 g/L,pH 7.0,温度30℃. 在此优化条件下,产物浓度达20.32 g/L,摩尔转化率为79.6%,产物对映体过量值e.e.为97.8%. 分批添加底物可显著减小底物的抑制作用.     

亚硫酸氢钠反萃取法提取香兰素工艺特性研究

利用特征反应,采用亚硫酸氢钠溶液将香兰素转入水相,再用醋酸丁酯进行二次酸化萃取,从而达到分离提纯香兰素的目的。研究表明,亚硫酸氢钠法提取香兰素的反萃取和酸化萃取过程具有良好的选择性和较高的收率,且酸化萃取受ｐＨ和香兰素浓度影响较大,在５ｇＬ以下萃取困难。