表面活化甲壳素固定化Gibberella intermedia生物转化制备异烟酸

甲壳素及其衍生物资源来源广泛、具有生物安全性,在材料、食品、化工等领域拥有良好的应用前景。本研究首次尝试采用经表面活化的甲壳素为包埋材料对产腈水解酶的G. intermedia游离细胞进行固定化,对固定化条件进行了初步优化,选取甲壳素质量分数3%,三聚磷酸钠质量分数7%,固定化时间5 h,固定菌体浓度为20g/L时催化活力达到最高。对固定化细胞的催化应用特性进行了表征,结果表明固定化细胞对4-氰基吡啶转化反应的最适反应温度为50℃,最适pH值为7.0;最适底物浓度为125mmol/L,最大产物耐受浓度为400mmol/L,均明显优于游离细胞。探索了将制备的固定化细胞直接应用于4-氰基吡啶生物转化合成异烟酸,固定化细胞可重复利用14批次,而相应游离细胞仅为3次。     

3-氰基吡啶转烟酸菌株的筛选及发酵条件研究

从土壤中筛选出高效催化3-氰基吡啶转化烟酸的菌株NA-6,对该菌株进行形态鉴定,初步鉴定为恶臭假单胞菌.同时对发酵条件进行研究,结果表明:该菌株在温度30℃,起始pH值为7.0,3-氰基吡啶浓度为0.3％时,腈水解酶活性最大,比原始提高了1.89倍.     

壳聚糖-聚乙烯醇固定化细胞在生物转化合成烟酸中的应用

传统的腈水解酶游离催化剂在腈类化合物生物转化过程中存在易失活、稳定性低、重复利用率不高等特点，本研究采用复合固定方式对基因工程腈水解酶进行固定化以期提升其应用性能。通过固定化壳聚糖和聚乙烯醇（PVA）作为包埋材料，获得了具有高机械强度和酶活性的固定化细胞。初步探究了固定化聚乙烯醇和壳聚糖的浓度及固定剂的优选条件，分别为80g/L的PVA、40g/L的壳聚糖及60g/L三聚磷酸钠的饱和硼酸溶液；与游离细胞相比，固定化细胞的热稳定性和贮藏稳定性均显著提高，可增加约2倍；在525min的转化时间内，采用底物流加模式可转化合成烟酸208g/L。本文为复合固定化催化剂在腈化合物生物转化及烟酸合成中的应用奠定了坚实基础。     

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%。     

固定化细胞催化合成6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯工艺研究

采用硅藻土作载体,聚乙烯亚胺和戊二醛作交联剂来固定化E.coli BL21(DE3)/pCDFDuet-gdh-cr共表达菌株,以此来催化6-氰基-(5R)-羟基-3-羰基己酸叔丁酯[(5R)-1]合成6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯[(3R,5R)-2],考察了硅藻土-聚乙烯亚胺-戊二醛固定化细胞的催化性能,进一步优化了固定化细胞催化合成(3R,5R)-2工艺。结果表明:在固定化细胞用量100g/L、葡萄糖与底物质量浓度比为1:1、转化温度30℃、pH7.0、流速12mL/min、100 g/L的(5R)-1转化完全的条件下,填充床式反应器可以连续反应五个批次,转化570 g/L的(5R)-1,较搅拌式反应器提高了107.3%,较游离细胞间歇催化操作提高了185%。     

精细化工中间体2-氯烟酸的合成

2-氯烟酸是一种重要的医药和农药中间体,用途广泛.采用3步合成法,即以3-氰基吡啶和双氧水为起始原料,经氧化生成3-氰基吡啶N氧化物,再氯化生成2-氯-3-氰基吡啶,再水解生成2-氯烟酸,产物纯度99.5%,总收率70.0%以上,确定了反应物配比、反应温度、反应时间等工艺参数.     

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。     

外加剂对提高固定化细胞制备L-苯丙氨酸能力的作用

在固定化细胞制备L -苯丙氨酸的研究体系中 ,以卡拉胶为固定化载体 ,所得的固定化细胞在使用过程中的催化稳定性较差 ,难以满足大规模生产的需要。故在卡拉胶包埋固定E .coli细胞过程中 ,对交联剂的处理方式和吸附剂的添加进行了研究。研究发现 ,复合交联剂对固定化细胞的处理能使固定化细胞的转化能力明显提高 :多乙烯多胺 (质量分数 0 .2 5 % )和已二胺 (质量分数 0 .2 5 % )对固定化细胞的组合处理 ,固定化细胞的转化能力提高了 3 1.6%。在细胞包埋过程中添加质量分数 4%的吸附剂E ,固定化细胞的转化能力提高了近 5 2 %。     

Acinetobacter johnsonii G2细胞的固定化及其非水相介质中催化合成葛根素糖苷

利用海藻酸钠包埋法固定化Acinetobacter johnsonii G2细胞,在非水相介质中生物催化葛根素合成葛根素糖苷,考察了细胞的固定化条件、转化条件以及固定化细胞的操作稳定性。结果表明,最佳固定化条件为:海藻酸钠质量分数为2%,氯化钙质量分数为2%,细胞包埋量的体积分数为50%;最佳转化条件为:温度为40℃,p H为6.47,二甲基亚砜体积分数为20%。在最佳条件下,葛根素在催化体系中质量浓度提高至31.92 g/L,产率达93%,且固定化细胞的重复使用稳定性好。与游离细胞相比,固定化细胞对p H、温度及有机溶剂表现出更强的稳定性,且在非水相介质中催化效率更高。     

氧化葡萄糖酸杆菌的固定化及在鼓泡式反应器中制备乙醇酸

考察了包埋法固定氧化葡萄糖酸杆菌的过程,并且研究了利用该固定化细胞在鼓泡塔生物反应器中转化乙二醇制备乙醇酸。固定化的最优条件为:聚乙烯醇的最佳质量分数为8%,海藻酸钠为0.8%,最适湿细胞包埋量为每毫升凝胶0.27 g。固定化细胞对酸碱的抗性和热稳定性均较游离细胞有所提高。利用固定化细胞在鼓泡式反应器中转化乙二醇制备乙醇酸,在乙二醇质量浓度70 g/L的条件下,首批转化率达到92.6%,并且可以实现连续转化6个批次,平均转化率在85%以上。     

海藻酸钠明胶协同固定化黑曲霉脂肪酶

以海藻酸钠明胶为复合载体,采用包埋法制备固定化黑曲霉脂肪酶,考察了海藻酸钠、明胶浓度等因子对固定化效果的影响,比较固定化酶和游离酶对温度、pH等条件的稳定性。结果表明,制备固定化黑曲霉脂肪酶的最优条件为:海藻酸钠、明胶浓度分别为1.25%和0.5%,CaC l2浓度为10%,给酶量为450 IU/g;固定化酶最适温度为35℃,最适pH为9.0,常见有机溶剂和金属离子对固定化酶的活力影响较小。     

聚乙烯醇包埋固定Burkholderia cepecia JS-02细胞的研究

用聚乙烯醇(PVA)凝胶包埋固定法对BurkholderiacepeciaJS-02细胞进行了固定化,所得凝胶具有良好的机械性和稳定性。固定化凝胶最佳质量分数为9%,最适湿细胞包埋量为0 28g/mL,固定化JS-02细胞酶活回收率为75%,连续反应6批后,固定化细胞活力为初始活力的86%。固定化细胞的最适pH为9 0,最适温度为50℃,固定化细胞的储存稳定性及操作稳定性高于游离细胞。     

3—甲基吡啶气相催化氧化制烟酸的研究

<正>研制了活性高选择性好的NC85—8催化剂,用于3-甲基吡啶气相催化氧化制烟酸。在单管模型试验装置中评价,在反应条件为空速1000～1300hr~-1,3-甲基吡啶浓度30～35g/NM~3,热点温度275～280℃,3-甲基吡啶:水=1:10～20时,3-甲基吡啶转化率87.7～90.5％,粗烟酸重量收率87.7～97.1％,接近国外近年来文献报导的最高水平。     

固定化赭曲霉、犁头霉双霉协同转化甾苷元C_（11）α-羟基化研究

研究了用固定化赭曲霉(Aspergillus ochraceus)、淡紫色犁头霉(Absidia sp.A28)双霉协同生物转化C21甾苷元的C11α-羟基化的条件.确定优化的细胞固定化条件为:4%的海藻酸钠包埋15%的湿菌体,在4%的氯化钙溶液中固定化1 h;优化的羟基化转化条件为:固定化菌体的最佳培养周期为48 h、甾苷元浓度为9 g·L-1、pH值为8.0、转化温度为28℃.连续转化3批,转化率均超过88.5%.转化获得的C11α-羟基化甾苷元粗品经乙酸乙酯提取分离,3次重结晶后,采用质谱、核磁共振、元素分析等手段进行结构表征.确认所制备的物质为C11α-羟基化甾苷元,其熔点为240℃,纯度为99.7%,呈浅黄色,表面光滑,在乙酸乙酯中的比旋光度为-12.6°(25℃).     

固定化重组大肠杆菌细胞催化合成(R)-环氧氯丙烷

采用包埋法对重组大肠杆菌E.coli BL21进行了固定化研究,确定海藻酸钙是较好的固定化载体。考察了海藻酸钠质量分数、CaCl2质量分数、钙化时间、细胞包埋量以及固定化颗粒直径对固定化细胞活性和机械强度的影响,确定优化的制备条件为:海藻酸钠的质量分数为2.0%,CaCl2的质量分数为2%,钙化10 h,包埋菌体的质量浓度为0.05 g/mL,颗粒直径为2.7 mm。与游离细胞相比,固定化细胞的热稳定性和pH稳定性有明显提高。利用固定化重组大肠杆菌细胞催化拆分体积分数为1.5%的外消旋环氧氯丙烷,得到(R)-环氧氯丙烷的产率和光学纯度(对映体过量)分别为36.3%和100%。固定化细胞重复4批仍保持80%以上的活力,显示了良好的操作稳定性。     

2-氯烟酸的合成

以3-氰基吡啶为原料,经氧化、氯化和水解反应合成了2-氯烟酸,优化了各步反应条件,产品纯度为99.5%,总收率达77.2%。产品结构经红外光谱和质谱进行了表征。     

2-氯烟酸的合成

以3-氰基吡啶为原料,经氧化、氯化和水解反应合成了2-氯烟酸,优化了各步反应条件,产品纯度为99.5%,总收率达77.2%。产品结构经红外光谱和质谱进行了表征。     

2-氯烟酸的合成

综述了2-氯烟酸的合成工艺,并提出了改进的工艺路线。3-氰基吡啶先经乙酰丙酮酸钼催化氧化得到烟酸N-氧化物,再经有机碱和苯磷酰二氯作用下,三氯氧磷氯化得到2-氯烟酸,总收率95.0%。     

苯酚降解菌的固定化及其降解特性的研究

以海藻酸钠为载体,对苯酚降解菌进行细胞固定化,并对其降解特性进行了研究。通过单因素实验确定较佳的固定化条件为:海藻酸钠质量浓度3.0%、CaCl2质量浓度4.0%、湿菌体量0.4 g/10 mL海藻酸钠溶液;固定化细胞降解苯酚的最适条件为:温度30℃、pH值7.0、NaCl质量浓度低于2.5%,该菌株固定化细胞的降解苯酚能力和耐受苯酚能力均大于游离细胞,800 mg.L-1苯酚降解48 h,降解率可达99%以上。     

固定化微生物技术处理费托合成废水研究

采用固定化复合菌对煤间接制油费托合成废水进行生化处理,考察固定化微生物技术对费托合成废水中CODCr和NH_3-N的去除效果,并确定最佳的反应参数。结果表明,在初始pH值为7.0,固定化复合菌投加量为90 g/L,温度为30℃的最佳条件下,恒温振荡96 h后,废水中CODCr、NH_3-N的质量浓度分别由初始的10 512.3、30.0 mg/L降至2 094.0、4.7 mg/L,去除率分别为80.08%、84.47%。在合适的CODCr浓度范围内,固定化复合菌对废水的处理效果显著。说明固定化微生物技术对煤间接制油费托合成废水具有良好的处理效果。