固定化酶柱与固定化菌体柱耦联——高效拆分乙酰-DL-蛋氨酸

摘要

本文首次将固定化菌体与固定化酶实现了耦联,用于拆分乙酰-DL-蛋氨酸.先用固定化菌体在间歇振荡反应器内对乙酰-DL-蛋氨酸进行初拆分,再用固定化酶在填充床反应器内进行高效拆分.包括以下内容:氨基酰化酶固定化载体的筛选.考察了十四种不同型号、性能的弱碱性大孔树脂固定化酶活,研究发现,DEAE-D/H-Ⅲ固定化氨基酰化酶的效果最好,固定化酶活1356.41U/g.研究了不同给酶量下DEAE-D/H-Ⅲ固定化酶活力收率.结果表明:酶液浓度115U/g时,酶活力收率最高,为59.49﹪.具体分析了此固定化酶性质.结果表明,最佳pH、酶活最高时的反应温度和CO<'2+>浓度分别为6.5、65℃和5×10<'-4>mol/L.同时考察了固定化酶的稳定性、再生性.在37℃下,固定化酶连续拆分乙酰-DL-蛋氨酸30天,酶活力降为最初的72.6﹪.失活的固定化酶经洗脱、再生后,酶活达1380.64U/g,达到新树脂固定化效果,证明载体再生性较好.米曲霉菌体(Aspergillus oryzae3042)的液体培养和固定化研究.选用豆汁培养基,参照文献规定的培养条件进行培养,经冷冻干燥机干燥后菌体酶活2039U/g.采用甲醛和明胶固定化后的菌体酶活1708.68U/g,固定化效率为83.76﹪.研究固定化菌体拆分乙酰-DL-蛋氨酸的性质.结果表明最佳pH、酶活最高时的反应温度和CO<'2+>浓度分别为8.0、65℃和5×10<'-4>4mol/L. 固定化酶和固定化菌体动力学研究.考察了底物浓度、产物浓度对拆分反应的影响.研究表明:固定化酶底物抑制浓度0.4 mol/L,低底物浓度下拆分反应符合米氏方程,米氏常数Km为6.19mmol/L,不存在产物抑制；固定化菌体底物抑制浓度0.2 mol/L,产物抑制浓度0.01 mol/L,低浓度下拆分反应符合米氏方程,米氏常数Km为7.76mmol/L.间歇振荡反应器和填充床反应器模型建立.得出间歇振荡反应器在指定拆分率下的反应时间；对填充床模型进行了验证,结果表明,当底物浓度0.2 mol/L时,填充床反应器出口处测得的实验数据与模型求解曲线吻合得很好.

目录

文摘

英文文摘

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第一章文献综述

1.1 L-蛋氨酸的性质及市场分析

1.2 L-蛋氨酸的临床应用

1.3 L-蛋氨酸的生产方法

1.4氨基酰化酶的性质和来源

1.5酶和菌体固定化

1.6固定化酶(菌体)性质

1.7固定化酶(菌体)动力学

1.8耦联反应器

1.9本文研究内容和创新点

第二章氨基酰化酶固定化载体的筛选

2.1实验材料和方法

2.1.1实验试剂与仪器

2.1.2实验方法

2.2结果与讨论

2.2.1 DEAE-D/H型树脂特性参数测定

2.2.2固定化载体筛选

2.2.3树脂SEM图片

2.2.4DEAE-D/H树脂结构比较和分析

2.2.5孔径和孔容分布

2.3小结

第三章DEAE-D/H-Ⅲ固定化酶及固定化酶性质研究

3.1实验材料和方法

3.1.1实验试剂及仪器

3.1.2固定化方法

3.1.3固定化酶的性质

3.2结果分析与讨论

3.2.1 DEAE-D/H-Ⅲ固定化条件

3.2.2固定化酶性质

3.3小结

第四章米曲霉菌体的液体培养和固定化性质研究

4.1实验材料与方法

4.1.1实验试剂与仪器

4.1.2培养基及培养条件

4.1.3菌体固定化

4.1.4菌体酶活测定

4.1.5固定化菌体性质

4.2结果与讨论

4.2.1菌体培养

4.2.2菌体固定化

4.2.3固定化菌体性质

4.3小结

第五章固定化酶(菌体)动力学

5.1反应动力学模型

5.1.1本征动力学

5.1.2表观动力学

5.1.3抑制存在下动力学

5.2实验材料与方法

5.2.1实验试剂与仪器

5.2.2实验操作与方法

5.3结果与讨论

5.3.1固定化酶动力学

5.3.2固定化菌体动力学性质

5.4总结

第六章固定化酶柱和固定化菌体柱耦联反应器

6.1实验材料与方法

6.1.1实验试剂及仪器

6.1.2填充床参数的测定

6.1.3拆分实验

6.2结果与讨论

6.2.1间歇振荡反应时间计算模型

6.2.2间歇振荡反应时间计算

6.2.3填充床停留时间分布(RTD)

6.2.4填充床连续拆分模型

6.2.5填充床模型验证

6.3小结

第七章结论与建议

参考文献

发表论文和科研情况说明

附录

致 谢