CN101914583A - 一种添加脂肪醇聚氧丙烯醚制备l-丙氨酸的方法 - Google Patents
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Abstract
一种添加脂肪醇聚氧丙烯醚制备L-丙氨酸的方法，包括菌种培养、发酵产酶和酶促转化反应、产品提取和精制步骤，所述发酵产酶是将活化的菌种接入添加0.05-2ml的脂肪醇聚氧丙烯醚pH7.0的发酵产酶培养基中，30℃条件下培养24h，得到发酵液，即酶液，所述酶促转化反应是在所述酶液中添加0.05-3ml的脂肪醇聚氧丙烯醚，pH值为4.5-7.5，温度为25℃-45℃的条件下进行酶促转化反应，生成L-丙氨酸粗品。该生产工艺简单、易于操作，适宜于大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于生化工程和酶工程技术领域。具体涉及一种添加脂肪醇聚氧丙烯醚制备L-丙氨酸的方法。
背景技术
L—丙氨酸(L-Alanine)亦称α—氨基丙酸，是生命体内与糖代谢密切相关、需求量较多的氨基酸之一，已在医药、食品及化工等行业中得到广泛应用，如用作制造氨基酸营养输液、维生素B6、合成泛酸钙、氨基酸纤维和其它有机化合物的原料，还可作为呈鲜剂、调味剂、酸味剂、抗氧化剂、诱食剂、除草剂，也是合成低热营养甜味剂-阿力甜的主要原料。其生产已成为继谷氨酸、赖氨酸之后的又一重要的氨基酸产业。
在国外，日本的味之素公司从1978年开始规模化生产L-丙氨酸，方法也由提取法，化学合成法，发展到以L-天冬氨酸(L-Asp)为原料，采用L-天冬氨酸-β-脱羧酶转化的生物反应法生产。采用化学合成法收率，本高，产品质量差，并且存在严重的污染性，而采用生物反应法由于简洁的工艺流程，较少的设备投资引起研究和投资者的关注并逐渐采用。
目前普遍使用的整体细胞酶催化L-丙氨酸生产工艺中，制酶技术水平的高低是一个关键，它占据了生产成本的较大比重。由于生产菌种的特性决定了有部分L-天冬氨酸-β-脱羧酶是存在菌体内的。如用诸如超声波等处理菌体细胞时，细胞壁被破坏，酶释放出来，酶活力显著提高。但现有生产工艺条件限定了不能采用破壁技术，因此这部份所谓的胞内酶，在生产中是没有被利用而浪费掉，非常可惜。所以，如何改进制酶工艺，降低制酶和生产成本是现有生产工艺改进的重点方向。
脂肪醇聚氧丙烯醚是一种非离子表面活性剂，浅黄色透明油状液体，难溶于水，易溶于丙酮和其他有机溶剂，能显著降低溶剂表面张力和液-液界面张力，具有亲水、亲油的性质，能起乳化、分散、增溶、洗涤等一系列作用，是一种良好的乳化剂、组织改良剂和润滑剂。在菌种产酶或酶促反应时添加一定量的脂肪醇聚氧丙烯醚，可以显著提高L-天冬氨酸-β-脱羧酶胞外酶活力及酶促转化反应的稳定性，增加酶的实际使用效率。此技术呈现较好的应用前景，它可以在不需要改变原有工艺路线和设备的情况下，以较低的成本，增加有效酶的产量，从而提高单批次投料量，缩短反应时间，提高现有设备利用率和产能，同时显著地降低生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用脂肪醇聚氧丙烯醚改进的L-丙氨酸制备方法，它能够克服现有技术中的不足，提高有效酶活力及酶促转化反应的稳定性，缩短反应周期，提高设备利用率和产能，降低生产成本。
为实现本发明的目的，所采用的技术方案为：
一种添加脂肪醇聚氧丙烯醚制备L-丙氨酸的方法，包括如下步骤：
1)菌种培养
将从中国工业微生物菌种保藏管理中心购买的假单胞菌(Pseudomonasdacunhae)菌种(保藏号：20147)，接入pH7.0的斜面培养基，30℃条件下培养24h，得到活化的菌种。
所述斜面培养基为：蛋白胨1g，牛肉膏0.5g，酵母膏0.5g，氯化钠0.5g，琼脂2g，水100ml。
2)发酵产酶
将所述活化的菌种接入pH 7.0的发酵产酶培养基中，30℃条件下培养24h，得到发酵液，即酶液。
所述发酵产酶培养基为：富马酸15g，葡萄糖15g，蛋白胨8.5g，玉米浆6.5g，KH2PO40.3g，MgSO40.2g，脂肪醇聚氧丙烯醚0.05-2ml，水1000ml。
3)酶促转化
在所述酶液中添加0.05-3ml的脂肪醇聚氧丙烯醚，pH值为4.5-7.5，温度为25℃-45℃的条件下进行酶促转化反应，生成L—丙氨酸粗品。
4)产品提取和精制
将所述L—丙氨酸粗品加水3000ml，搅拌升温至80℃重溶，添加30g活性炭脱色，过滤，70℃减压浓缩，冷却析出结晶，离心分离，洗涤，干燥即得L—丙氨酸产品。
所述脂肪醇聚氧丙烯醚为分析纯试剂。
本发明的有益效果是：
1、脂肪醇聚氧丙烯醚用量少，价格便宜，可提高L-天冬氨酸-β-脱羧酶有效酶活力和酶促反应稳定性，减少制酶成本。
2、不需要改变原有工艺路线和设备，添加方式简单，易操作，方便现有生产线的挖潜改造。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步描述：
实施例1
1)菌种培养
将从中国工业微生物菌种保藏管理中心购买的假单胞菌(Pseudomonasdacunhae)菌种(保藏号：20147)，接入pH7.0的斜面培养基，30℃条件下培养24h，得到活化的菌种。
所述斜面培养基为：蛋白胨1g，牛肉膏0.5g，酵母膏0.5g，氯化钠0.5g，琼脂2g，水100ml。
2)发酵产酶
将所述活化的菌种接入pH 7.0的发酵产酶培养基中，30℃条件下培养24h，得到发酵液，即酶液。
所述发酵产酶培养基为：富马酸15g，葡萄糖15g，蛋白胨8.5g，玉米浆6.5g，KH2PO40.3g，MgSO40.2g，脂肪醇聚氧丙烯醚0.05ml，水1000ml。
3)酶促转化反应
将底物L-天冬氨酸添加到所述酶液中，添加脂肪醇聚氧丙烯醚0.05ml，控制pH4.5-7.5，温度25℃，搅拌反应6天，生成L—丙氨酸粗品。
4)产品提取和精制
将L—丙氨酸粗品加水3000ml，搅拌升温至80℃重溶，添加30g活性炭脱色，过滤，70℃减压浓缩，冷却析出结晶，离心分离，洗涤，干燥即得L—丙氨酸产品。
实施例2
1)菌种培养
将从中国工业微生物菌种保藏管理中心购买的假单胞菌(Pseudomonasdacunhae)菌种(保藏号：20147)，接入pH7.0的斜面培养基，30℃条件下培养24h，得到活化的菌种。
所述斜面培养基为：蛋白胨1g，牛肉膏0.5g，酵母膏0.5g，氯化钠0.5g，琼脂2g，水100ml。
2)发酵产酶
将所述菌种斜面1支接入pH 7.0的发酵产酶培养基中，30℃条件下培养24h，得到发酵液，即酶液。
所述发酵产酶培养基为：富马酸15g，葡萄糖15g，蛋白胨8.5g，玉米浆6.5g，KH2PO40.3g，MgSO40.2g，脂肪醇聚氧丙烯醚0.2ml，水1000ml。
3)酶促转化反应
将底物L-天冬氨酸添加到所述酶液中，添加脂肪醇聚氧丙烯醚0.3ml，控制pH4.5-7.5，温度30℃，搅拌反应7天，生成L—丙氨酸粗品。
4)产品提取和精制
将L—丙氨酸粗品加水3000ml，搅拌升温至80℃重溶，添加30g活性炭脱色，过滤，70℃减压浓缩，冷却析出结晶，离心分离，洗涤，干燥即得L—丙氨酸产品。
实施例3
1)菌种培养
将从中国工业微生物菌种保藏管理中心购买的假单胞菌(Pseudomonasdacunhae)菌种(保藏号：20147)，接入pH7.0的斜面培养基，30℃条件下培养24h，得到活化的菌种。
所述斜面培养基为：蛋白胨1g，牛肉膏0.5g，酵母膏0.5g，氯化钠0.5g，琼脂2g，水100ml。
2)发酵产酶
将所述活化的菌种接入pH 7.0的发酵产酶培养基中，30℃条件下培养24h，得到发酵液，即酶液。
所述发酵产酶培养基为：富马酸15g，葡萄糖15g，蛋白胨8.5g，玉米浆6.5g，KH2PO40.3g，MgSO40.2g，脂肪醇聚氧丙烯醚1ml，水1000ml。
3)酶促转化反应
将底物L-天冬氨酸添加到所述酶液中，添加脂肪醇聚氧丙烯醚1.5ml，控制pH4.5-7.5，温度35℃，搅拌反应7天，生成L—丙氨酸粗品。
4)产品提取和精制
将L—丙氨酸粗品加水3000ml，搅拌升温至80℃重溶，添加30g活性炭脱色，过滤，70℃减压浓缩，冷却析出结晶，离心分离，洗涤，干燥即得L—丙氨酸产品。
实施例4
1)菌种培养
将从中国工业微生物菌种保藏管理中心购买的假单胞菌(Pseudomonasdacunhae)菌种(保藏号：20147)，接入pH7.0的斜面培养基，30℃条件下培养24h，得到活化的菌种。
所述斜面培养基为：蛋白胨1g，牛肉膏0.5g，酵母膏0.5g，氯化钠0.5g，琼脂2g，水100ml。
2)发酵产酶
将所述活化的菌种接入pH 7.0的发酵产酶培养基中，30℃条件下培养24h，得到发酵液，即酶液。
所述发酵产酶培养基为：富马酸15g，葡萄糖15g，蛋白胨8.5g，玉米浆6.5g，KH2PO40.3g，MgSO40.2g，脂肪醇聚氧丙烯醚2ml，水1000ml。
3)酶促转化反应
将底物L-天冬氨酸添加到所述酶液中，添加脂肪醇聚氧丙烯醚3ml，控制pH4.5-7.5，温度45℃，搅拌反应8天，生成L—丙氨酸粗品。
4)产品提取和精制
将L—丙氨酸粗品加水3000ml，搅拌升温至80℃重溶，添加30g活性炭脱色，过滤，70℃减压浓缩，冷却析出结晶，离心分离，洗涤，干燥即得L—丙氨酸产品。
上述实施例中，底物L-天冬氨酸的投入、产物L-丙氨酸的产出、摩尔转化率、提取收率结果如下：
Claims (1)
1.一种添加脂肪醇聚氧丙烯醚制备L-丙氨酸的方法，包括菌种培养、发酵产酶和酶促转化反应、产品提取和精制步骤，其特征在于，所述发酵产酶和酶促转化反应的具体条件为：
发酵产酶
将活化的菌种接入pH 7.0的发酵产酶培养基中，30℃条件下培养24h，得到发酵液，即酶液，
所述发酵产酶培养基为：富马酸15g，葡萄糖15g，蛋白胨8.5g，玉米浆6.5g，KH2PO40.3g，MgSO40.2g，脂肪醇聚氧丙烯醚0.05-2ml，水1000ml，
酶促转化
在所述酶液中添加0.05-3ml的脂肪醇聚氧丙烯醚，pH值为4.5-7.5，温度为25℃-45℃的条件下进行酶促转化反应，生成L-丙氨酸粗品。
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|---|---|---|---|---|
| CN105441500A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-03-30 | 安徽丰原发酵技术工程研究有限公司 | 一种l-丙氨酸的发酵方法 |
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2009
- 2009-12-28 CN CN2009101146762A patent/CN101914583A/zh active Pending
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