EA044598B1 - ШТАММ БАКТЕРИЙ Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 - ПРОДУЦЕНТ НИТРИЛГИДРАТАЗЫ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОКАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ КЛЕТОК ШТАММА Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКРИЛАМИДА - Google Patents
ШТАММ БАКТЕРИЙ Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 - ПРОДУЦЕНТ НИТРИЛГИДРАТАЗЫ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОКАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ КЛЕТОК ШТАММА Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКРИЛАМИДА Download PDFInfo
- Publication number
- EA044598B1 EA044598B1 EA202390239 EA044598B1 EA 044598 B1 EA044598 B1 EA 044598B1 EA 202390239 EA202390239 EA 202390239 EA 044598 B1 EA044598 B1 EA 044598B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- acrylamide
- biocatalyst
- acrylonitrile
- synthesis
- concentration
- Prior art date
Links
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 69
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 title claims description 68
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 title claims description 68
- 239000011942 biocatalyst Substances 0.000 title claims description 65
- 108010024026 Nitrile hydratase Proteins 0.000 title claims description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 20
- 241001425152 Rhodococcus aetherivorans Species 0.000 title claims description 18
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 title description 5
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 46
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 45
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 29
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 28
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 16
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 11
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 10
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 9
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 9
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 9
- 229920000371 poly(diallyldimethylammonium chloride) polymer Polymers 0.000 claims description 7
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 5
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 52
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 6
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 4
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 4
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000316848 Rhodococcus <scale insect> Species 0.000 description 3
- 241000187693 Rhodococcus rhodochrous Species 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 3
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 2
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 2
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 2
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 2
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 2
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 2
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 2
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 2
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 2
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 2
- GMKMEZVLHJARHF-UHFFFAOYSA-N (2R,6R)-form-2.6-Diaminoheptanedioic acid Natural products OC(=O)C(N)CCCC(N)C(O)=O GMKMEZVLHJARHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPGXRSRHYNQIFN-UHFFFAOYSA-N 2-oxoglutaric acid Chemical compound OC(=O)CCC(=O)C(O)=O KPGXRSRHYNQIFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJFXRHURBJZNAO-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxybenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(O)=C1 IJFXRHURBJZNAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-M 4-hydroxybenzoate Chemical compound OC1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 101710169936 Bacteriocin lactococcin-A Proteins 0.000 description 1
- 102000016938 Catalase Human genes 0.000 description 1
- 108010053835 Catalase Proteins 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N D-mannomethylose Natural products CC1OC(O)C(O)C(O)C1O SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- SQUHHTBVTRBESD-UHFFFAOYSA-N Hexa-Ac-myo-Inositol Natural products CC(=O)OC1C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C1OC(C)=O SQUHHTBVTRBESD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N L-rhamnopyranose Chemical compound C[C@@H]1OC(O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N 0.000 description 1
- PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N L-rhamnose Natural products CC(O)C(O)C(O)C(O)C=O PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 102000004160 Phosphoric Monoester Hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 108090000608 Phosphoric Monoester Hydrolases Proteins 0.000 description 1
- 229920001214 Polysorbate 60 Polymers 0.000 description 1
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M Pyruvate Chemical compound CC(=O)C([O-])=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000003868 ammonium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010352 biotechnological method Methods 0.000 description 1
- 102220363661 c.36C>A Human genes 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M dimethyl-bis(prop-2-enyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=CC[N+](C)(C)CC=C GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001480 hydrophilic copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N inositol Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N 0.000 description 1
- 229960000367 inositol Drugs 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- GMKMEZVLHJARHF-SYDPRGILSA-N meso-2,6-diaminopimelic acid Chemical compound [O-]C(=O)[C@@H]([NH3+])CCC[C@@H]([NH3+])C([O-])=O GMKMEZVLHJARHF-SYDPRGILSA-N 0.000 description 1
- CEQFOVLGLXCDCX-WUKNDPDISA-N methyl red Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=CC=C1C(O)=O CEQFOVLGLXCDCX-WUKNDPDISA-N 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007918 pathogenicity Effects 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 1
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 210000003705 ribosome Anatomy 0.000 description 1
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N scyllo-inosotol Natural products OC1C(O)C(O)C(O)C(O)C1O CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 150000003672 ureas Chemical class 0.000 description 1
Description
Изобретение относится к биотехнологии и микробиологической промышленности и касается нового штамма бактерий Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 с высокой активностью фермента нитрилгидратазы, биокатализатора на основе клеток данного штамма для получения акриламида и способа получения растворов акриламида с использованием биокатализатора.
Акриламид широко используется в промышленном производстве различных гидрофильных полимеров и сополимеров. Биотехнологический способ получения акриламида на сегодняшний день является наиболее эффективным, экологичным и перспективным для крупнотоннажного производства, так как позволяет получать растворы акриламида в мягких условиях, при температурах от 5 до 30°С, при атмосферном давлении, без необходимости их дальнейшего концентрирования, а также без образования токсичных отходов.
Известно множество природных штаммов микроорганизмов, относящихся к различным таксономическим группам, способных продуцировать нитрилгидратазу. Несмотря на достижения в области селекции и модификации штаммов-продуцентов нитрилгидратазы, сохраняется потребность промышленности в новых биокатализаторах. Это связано с расширением мирового спроса на полимеры акриламида и с высокой стоимостью запатентованных технологий.
Известен способ получения акриламида (см. патент РФ № 2077588 по кн. МПК С12Р 13/02, опубл. 20.04.1997), заключающийся в проведении гидратации акрилонитрила с использованием в качестве биокатализатора биомассы штамма Rhodococcus rhodochrous M33 ВКПМ 1268, обладающей нитрилгидратазной активностью, с последующим выделением целевого продукта, при этом гидратацию проводят при исходной концентрации акрилонитрила не более 0,1% и поддерживают ее на этом уровне в течение всего процесса. Способ позволяет получать концентрированные растворы акриламида с концентрацией до 600 г/л.
Недостатком данного способа является необходимость тщательного контроля за концентрацией акрилонитрила и поддержание очень низкой концентрации его в реакционной среде (не более 0,1%). При увеличении концентрации акрилонитрила выход акриламида снижается. Температура синтеза акриламида не превышает 22°С, что снижает эффективность процесса. Кроме того, биокатализатор не позволяет получать растворы с концентрацией выше 600 г/л акриламида.
Известен штамм Rhodococcus rhodochrous NCIMB 41164 и его применение в качестве продуцента нитрилгидратазы (см. патент РФ № 2403280 по кн. МПК C12N 1/20, опубл. 10.11.2010). Способ получения амида из соответствующего нитрила заключается в том, что нитрил подвергают реакции гидратации в водной среде в присутствии биокатализатора, которым является штамм микроорганизма Rhodococcus rhodochrous NCIMB 41164, а амид представляет собой (мет)акриламид. При этом, биокатализатор вносят в водную среду и (мет) акрилонитрил добавляют в водную среду таким образом, чтобы концентрация (мет)акрилонитрила в водной среде поддерживалась на уровне, составляющем вплоть до 6 мас.%. Реакцию продолжают до достижения концентрацией акриламида уровня от 30 до 55 мас.%.
Недостатком данного способа является необходимость дополнительной инкубации клеток штамма перед использованием и штамм-продуцент нитрилгидратазы имеет низкую скорость роста.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является штамм бактерий Rhodococcus aetherivorans BKM Ac-2610D - продуцента нитрилгидратазы и способ получения акриламида с использованием биомассы клеток данного штамма (см. патент РФ № 2520870 по кл. МПК C12N 1/20, опубл. 27.06.2014), заключающийся в том, что гидратацию проводят при рабочей концентрации акрилонитрила, не превышающей 0,5%, с использованием биомассы штамма бактерий Rhodococcus aetherivorans BKM Ac-2610D из расчета порядка 400-500 г по сухой массе штамма на 1 тонну конечного продукта - акриламида с концентрацией 45-49%. Гидратацию акрилонитрила проводят при температуре 10-23°С и рН 6.8-8.4.
Недостатком этого решения является невозможность получения растворов акриламида выше 49% из-за необратимой инактивации нитрилгидратазы в концентрированных растворах акриламида, а также низкая термостабильность фермента, не позволяющая проводить синтез выше 23°С.
Проблемой, на которую направлено данное изобретение, является разработка более эффективного промышленного биокатализатора на основе нового штамма бактерий Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 - продуцента нитрилгидратазы, который позволил бы получать высококонцентрированные растворы акриламида (до 650 г/л (62,1%)) при более высоких температурах и концентрациях акрилонитрила в процессе синтеза.
Техническим результатом является увеличение эффективности и упрощение процесса получения концентрированных растворов акриламида за счет разработки биокатализатора на основе клеток нового штамма Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 - продуцента нитрилгидратазы.
Для достижения заявляемого результата и решения поставленной проблемы был выделен штаммпродуцент нитрилгидратазы Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 с высоким уровнем термостабильности и устойчивости к акрилонитрилу. Разработан способ получения биокатализатора на основе на основе биомассы клеток штамма Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 - продуцента нитрилгидратазы, а также разработан способ получения акриламида с использованием указанного биокатализатора.
Согласно заявляемому решению, способ получения биокатализатора на основе биомассы клеток
- 1 044598 штамма Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 - продуцента нитрилгидратазы заключается в добавлении к культуральной жидкости, содержащей биомассу штамма Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 коагулянта на основе полидиаллилдиметиламмония хлорида в количестве от 0,1 до 1%, отделении биомассы от жидкости, промывании водой, добавлении при перемешивании сульфата натрия или аммония в количестве 5-20% от веса биомассы до получения однородной суспензии биокатализатора. Коагулянт на основе полидиаллилдиметиламмония хлорида преимущественно добавляют в количестве от 0,2 до 0,7%.
Согласно заявляемому решению, способ получения акриламида с использованием биокатализатора, полученного из биомассы клеток штамма Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 - продуцента нитрилгидратазы, заключается во внесении суспензии биокатализатора в воду при поддержании рН реакционной смеси 7,0-8,5, непрерывном добавлении в реакционную смесь акрилонитрила с переменной скоростью во времени, отделении биокатализатора от реакционной смеси с получением раствора акриламида 40-60% концентрации. Температуру реакции поддерживают от 18 до 27°С.
Штамм Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 был выделен из почвы производства акриламида и полимеров акриламида. Штамм характеризуется следующими морфологическими, культуральными и биохимическими свойствами.
Морфологические свойства: грамположительный штамм с жизненным циклом родококков, неподвижный, спор и капсул не образует, некислотоустойчив, облигатный аэроб.
Биохимические свойства: восстанавливает нитраты до нитритов. Образует сероводород. Реакция Фогес-Проскауэра и тест с метиловым красным отрицательные. Штамм оксидазаотрицательный, каталаза и фосфатазаположительный. Не гидролизует крахмал и целлюлозу. Гидролизует твин-60 и твин-80. Штамм растет при рН 6-9, температуре 5-45°С. Образует кислоту без газообразования из следующих Сахаров и спиртов: глюкозы, фруктозы, мальтозы, сахарозы, сорбита, маннита и глицерина. В качестве единственного источника азота использует соединения аммония, нитраты и мочевину. В качестве единственного источника углерода использует мальтозу, манит, глюкозу, сорбит, глицерин, лактат, пируват, бензоат, п- и м-гидроксибензоат, тирозин; не использует рамнозу, галактозу, инозит, 2-оксоглутарат.
Культуральные свойства:
В возрасте 18-20 ч клетки образуют слабоветвящиеся нити, которые через 48-72 ч распадаются на палочковидные и кокковидные элементы. На плотных питательных средах (МПА, Хоттингер,) через 48 ч роста штамм образует круглые гладкие колонии диаметром 1-2 мм, окрашенные от палево-розового до розово-оранжевого цвета. При росте на мясо-пептонном бульоне образуются пленка и осадок. Лакмусовое молоко не изменяется.
Патогенность: штамм непатогенный.
В клеточной стенке штамма обнаружены мезо-диаминопимелиновая кислота, арабиноза и галактоза, липид LCN-A характерный для родококков.
На основании перечисленных выше свойств, а также данных анализа 16S рибосомальной рибонуклеиновой кислоты, штамм был отнесен к роду Rhodococcus виду aetherivorans.
Штамм был депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под номером Ас-2208 (справка о депонировании Биоресурсного Центра - Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов (БРЦ ВКПМ) НИЦ Курчатовский институт № 2208).
Клетки штамма хорошо растут на жидких минеральных средах, содержащих фосфаты, соли магния, железа. В качестве источников углерода используются глюкоза, ацетат. Для синтеза нитрилгидратазы требуется введение солей кобальта и мочевины. Мочевина также является источником азота. Штамм обеспечивает высокий уровень нитрилгидратазной активности до 350 Ед/мг сухих клеток.
Для отделения биомассы клеток от культурального бульона широко применяются полиэлектролиты (см. патент RU 2266954). Их использование позволяет отделять биомассу клеток, хорошо отмывать ее от культуральной жидкости и обезвоживать простыми доступными промышленными методами, без использования сложного дорогостоящего оборудования типа высокоскоростных проточных центрифуг, например фильтрацией.
Было найдено, что эффективным коагулянтом для клеток Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 является гомополимер полидиаллилдиметиламмония хлорид в количестве от 0,1 до 1,0% от объема культуральной жидкости при температуре от 15 до 35°С. Обработанные клетки легко отделяются от жидкости на рамных фильтр-прессах, промываются водой и обезвоживаются. При внесении меньшего количества коагулянта происходит неполная коагуляция и в процессе фильтрации образуется мутный фильтрат и снижение скорости фильтрации. При добавлении большего, чем 1,0%, количества полидиаллилдиметиламмония хлорида наблюдается ухудшение фильтруемости суспензии и плохое отделение осадка от фильтровальной ткани.
Однако при использовании флоккулированной биомассы возникает проблема при ее повторном разведении для процесса получения акриламида. Для ее ресуспендирования требуется специальное оборудование типа гомогенизаторов или бисерных мельниц (патент RU 2159817). Без интенсивной гомогенизации существенно снижается эффективность получения акриламида и увеличивается расход биоката
- 2 044598 лизатора.
Неожиданно оказалось, что добавление солей, например сульфата аммония или сульфата натрия в количестве от 5 до 20% от веса влажной биомассы позволяет легко готовить однородную суспензию биокатализатора для эффективного синтеза с помощью механической мешалки. Исследованиями было определено, что для приготовления однородной суспензии соотношение смеси биомассы и соли с водой на начальном этапе приготовления должно быть в диапазоне от 1:1,5 до 1:3, при большем количестве воды суспензия сохраняет неоднородность.
Биокатализатор готовят при температуре от 5 до 25°С, преимущественно 15-25°С. Приготовление производят в лопастном смесителе, прибавляя постепенно кристаллическую соль при перемешивании биомассы в количестве от 5 до 20% от веса влажной биомассы, преимущественно от 8 до 12%. При добавлении меньшего, чем 5-8% количества соли, не происходит образования однородной смеси, сохраняется зернистость и при приготовлении рабочих суспензий наблюдаются крупинки биокатализатора. Расход такого биокатализатора по сравнению с однородным существенно выше. Добавление же более 1020% соли не влияет на однородность получаемого биокатализатора, но снижает активность за счет разбавления.
Данная форма биокатализатора позволяет по окончании синтеза акриламида отделять отработанный биокатализатор от раствора акриламида методом фильтрации. Осадок промывается водой, которая вновь направляется в синтез акриламида.
Способ получения акриламида проводят следующим образом.
Биокатализатор, полученный как описано выше, готовят отдельно, смешивая с водой в соотношении 1:2 в аппарате с мешалкой в течение 45 мин. Затем добавляют еще 8 частей воды и продолжают перемешивание еще 15 мин.
В зависимости от необходимого времени синтеза и конечной концентрации акриламида опытным путем определяется минимальная доза биокатализатора для проведения синтеза. Для 4 или 6 часового синтеза в реактор с мешалкой и рубашкой заливают расчетное количество воды с температурой 25°С и добавляют необходимое количество суспензии биокатализатора, рН раствора должен быть 7,7-8,3. При значениях рН меньших, чем 7,7 или больших, чем 8,3 наблюдается снижение скорости синтеза и увеличение расхода биокатализатора. При выходе за диапазон рН менее 7,0 и более 9,0 получить концентрированные растворы акриламида не удается.
В реактор при перемешивании начинают непрерывно добавлять акрилонитрил с переменной скоростью, обеспечивающей, для 4-часового синтеза, подачу за первый час 53% от расчетного количества акрилонитрила на синтез, за второй час 26%, за третий час 15% и за 4-й час - 6% от общего расчетного количества акрилонитрила на синтез. Для 6-и часового синтеза, соответственно ведут подачу акрилонитрила за первый час 33% от расчетного количества акрилонитрила на синтез, за второй час - 26%, за третий час - 18%, за 4-й час - 11%, за 5-й час - 7% и за 6-й час - 5%. Температуру реакционного раствора поддерживают около 25°С. Через 30 минут после окончания дозирования акрилонитрила синтез завершен. Акрилонитрил в реакционном растворе анализируют методом ГЖХ, акриламид методом ВЭЖХ УФспектрофотометрией или рефрактометрией. Анализ осуществляют один раз в час. По окончании процесса биокатализатор отделяют от реакционной массы методом фильтрации. В результате процесса получают растворы с концентрацией акриламида от 40 до 60%.
Следует отметить, что биокатализатор на основе нового штамма устойчив к действию акрилонитрила. Это позволяет проводить синтез акриламида, не опасаясь увеличения концентрации акрилонитрила до 8%. В примерах 3 и 5 показано, что при проведении синтезов с одинаковым количеством биокатализатора при более быстрой дозации (за 2 часа) акрилонитрила с дальнейшим выдерживанием раствора при постоянной температуре к расчетному времени синтез завершается также, как и при непрерывной более медленной дозации акрилонитрила (за 4 часа). Это упрощает процесс получения акриламида. Данный биокатализатор является более термостабильным, чем биокатализатор по прототипу, так как позволяет проводить синтезы акриламида при температурах до 25-27°С. Это очень важно, поскольку гидролиз акриламида - это экзотермический процесс, при котором необходимо интенсивное отведение тепла. Устойчивость биокатализатора к временным повышениям температуры делает весь процесс синтеза акриламида более устойчивым. Повышение температуры синтеза до 29°С и более приводит к постепенной инактивации нитрилгидратазы и накоплению непрореагировавшего акрилонитрила в реакционной смеси в конце синтеза. При этом расход биокатализатора ниже при проведении синтезов при 25-27°С по сравнению с 17°С, что представлено в примерах ниже.
Определение нитрилгидратазной активности проводят следующим образом: в 0.01 М фосфатном буфере, рН 7.6, готовили суспензию клеток с концентрацией 0.03-0.06 мг сухих клеток в 1 мл. К 1 мл суспензии добавляют 25 мкл акрилонитрила. Реакцию проводят в термошейкере при температуре 25°С при встряхивании с частотой 1000 мин-1 в течение 10 мин. Реакцию останавливают добавлением 50 мкл 20% хлористоводородной кислоты. Бактериальные клетки отделяют центрифугированием. Концентрацию акриламида в над осадочной жидкости определяют спектрофотометрическим методом.
За единицу нитрилгидратазной активности (ед/мг) принимали количество фермента, катализирую- 3 044598 щее образование 1 мкМ акриламида за одну минуту, содержащееся в 1 мг сухих клеток. За единицу общей нитрилгидратазной активности (ед/мл) принимали количество единиц фермента, содержащееся в мл культуральной жидкости.
Пример 1. Культивирование штамма бактерий Rhodococcus aetheriovorans ВКПМ Ас-2208 в промышленных условиях.
Промышленный ферментёр объёмом 1,5 м3, содержащий 1 м3 среды следующего состава (г/л): Н3РО4 (100%) - 3,45; KOH - 0,7; NaOH - 2,0; FeSO4-7H2O - 0,1; ЭДТА Na - 0,2; CoCl2-6H2O - 0,06; MgSO4-7H2O - 1,0; мочевина - 16,0; глюкоза - 40,0; аспарагиновая кислота - 2,0, засевали 35 л инокулята. Ферментацию проводили при 28-30°С и аэрации 0,5 мин-1. На 26 ч роста в аппарат вводили ещё 20,0 г/л глюкозы. Когда глюкоза в среде закончилась, в аппарат внесли 4 г/л ацетата натрия и в дальнейшем поддерживали рН на уровне 7,8 50% водным раствором уксусной кислоты. Через 72 ч культивирования было получено 24,0 г/л сухих клеток с нитрилгидратазной активностью 350 Ед/мг. Общая нитрилгидратазная активность составила 8400 Ед/мл.
Пример 2. Флокуляция клеток и приготовление биокатализатора.
К культуральной жидкости после ферментации из примера 1 при перемешивании добавляли раствор полимера полидиаллилдиметиламмония хлорида, (например, полиэлектролит катионный ВПК-402 производства АО БСК, Стерлитамак) в количестве 0,5% по товарному весу. В процессе обработки происходит флокуляция клеток штамма. Полученную суспензию направляли для фильтрации на рамный фильтр-пресс, на котором происходило отделение биомассы от жидкости. Биомассу промывали водой, отжимали сжатым воздухом и выгружали в промежуточный сборник. Биомассу взвешивали. 100 г биомассы без добавления соли убирали в пластиковый контейнер и замораживали при -18°С для сравнительного примера. Остальную биомассу переносили в лопастной смеситель и при перемешивании добавляли сульфат натрия или аммония в виде безводных солей в количестве 10% от веса биомассы. Смешивание продолжали до однородного состояния, полученную пасту помещали в полиэтиленовые емкости с крышками, замораживали при -18°С и хранили для последующего использования. Удельная активность биокатализатора составила 330 Ед./ мг. Содержание сухих веществ 37,1%.
Пример 3. Получение раствора акриламида с использованием биокатализатора.
2,0 г биокатализатора, полученного по примеру 2 помещали в фарфоровый стакан вместимостью 50 мл и добавляли 4,0 г обессоленной воды. Смесь перемешивали с помощью пропеллерной мешалки сначала при частоте вращения 300-500 мин-1 в течение 3-5 мин, а затем при 2000 мин-1 в течении 40 минут. Затем к смеси добавляли еще 14,0 г обессоленной воды и перемешивали еще 15 минут. Полученная суспензия биокатализатора была однородной и подвижной.
Синтез проводили в реакторе из нержавеющей стали объемом 3,4 литра с механической мешалкой, рубашкой и трубчатым змеевиком из нержавеющей стали внутри реактора для более эффективного отвода тепла. В рубашку и змеевик подавали воду с температурой 25°С из охлаждаемого термостата. В реактор вносили 1400 г обессоленной воды, приготовленную суспензию биокатализатора, стакан промывали обессоленной водой в количестве 80 г, выливая порции промывной воды в реактор. После достижения температуры реакционной смеси 25°С начинали подачу 905 г акрилонитрила насосом по программе: 1 час - 479,1 г, 2 час - 239,6 г, 3 час - 133,1 г, 4 час - 53,2 г. Акриламид и акрилонитрил в растворе анализировали методом газовой хроматографии с периодичностью один раз в час. Через 1 час обнаруживали 3,3% акрилонитрила, через 2 часа - 2,0%, через 3 часа - 1,4%, через 4 часа - 0,4%. Через 30 минут после завершения дозирования акрилонитрила в реакционном растворе обнаруживали 0,01% акрилонитрила и не обнаруживали акриловой кислоты. Реакционный раствор фильтровали через полипропиленовую ткань. Получали прозрачный бесцветный раствор акриламида с концентрацией 50,4%.
Пример 4. Сравнительный. Получение раствора акриламида с помощью биокатализатора без добавления сульфата натрия или сульфата аммония.
2,0 г биокатализатора, полученного по примеру 2, но без добавления соли, помещали в фарфоровый стакан вместимостью 50 мл и добавляли 4,0 г обессоленной воды. Смесь перемешивали с помощью пропеллерной мешалки сначала при частоте вращения 300-500 мин-1 в течение 3-5 мин, а затем при 2000 мин-1 в течении 40 минут. Затем к смеси добавляли еще 14,0 г обессоленной воды и перемешивали еще 15 минут. В полученной суспензии биокатализатора наблюдали различные по величине кусочки биомассы.
Синтез проводили в реакторе из нержавеющей стали объемом 3,4 литра с механической мешалкой, рубашкой и трубчатым змеевиком из нержавеющей стали внутри реактора для более эффективного отвода тепла. В рубашку и змеевик подавали воду с температурой 25°С из охлаждаемого термостата. В реактор вносили 1400 г обессоленной воды, приготовленную суспензию биокатализатора, стакан промывали обессоленной водой в количестве 80 г, выливая порции промывной воды в реактор. После достижения температуры реакционной смеси 25°С начинали подачу 905 г акрилонитрила насосом по программе: 1 час - 479,1 г, 2 час - 239,6 г, 3 час - 133,1 г, 4 час - 53,2 г. Акриламид и акрилонитрил в растворе анализировали методом газовой хроматографии с периодичностью один раз в час. Через 30 минут после завершения дозирования акрилонитрила в реакционном растворе наблюдали органическую фазу непрореа- 4 044598 гировавшего акрилонитрила. Концентрация акриламида в водной фазе составляла 35,2%.
Пример 5. Получение раствора акриламида с использованием биокатализатора с быстрой дозацией акрилонитрила.
2,0 г биокатализатора, подготавливали аналогично примеру 3.
Синтез проводили в реакторе из нержавеющей стали объемом 3,4 литра с механической мешалкой, рубашкой и трубчатым змеевиком из нержавеющей стали внутри реактора для более эффективного отвода тепла. В рубашку и змеевик подавали воду с температурой 25°С из охлаждаемого термостата. В реактор вносили 1400 г обессоленной воды, приготовленную суспензию биокатализатора, стакан промывали обессоленной водой в количестве 82 г, выливая порции промывной воды в реактор. После достижения температуры реакционной смеси 25°С начинали подачу 905 г акрилонитрила насосом по программе: 1 час - 638,8 г, 2 час - 266,2 г. Далее продолжали инкубацию реакционного раствора без дозирования акрилонитрила. Акриламид и акрилонитрил в растворе анализировали методом газовой хроматографии с периодичностью один раз в час. Через 1 час обнаруживали 8,0% акрилонитрила, через 2 часа - 7,7%, через 3 часа - 2,6%, через 4 часа - 0,25%. Через 4 часа 30 минут от начала синтеза в реакционном растворе обнаруживали 0,03% акрилонитрила и не обнаруживали акриловой кислоты. Реакционный раствор фильтровали через полипропиленовую ткань. Получали прозрачный бесцветный раствор акриламида с концентрацией 50,4%.
Пример 6. Получение высоконцентрированного раствора акриламида.
7,0 г биокатализатора, полученного по примеру 2 помещали в фарфоровый стакан вместимостью 150 мл и добавляли 14,0 г обессоленной воды. Смесь перемешивали с помощью пропеллерной мешалки сначала при частоте вращения 300-500 мин-1 в течение 3-5 мин, а затем при 2000 мин-1 в течении 40 минут. Затем к смеси добавляли еще 49,0 г обессоленной воды и перемешивали еще 15 минут.
Синтез проводили в реакторе из нержавеющей стали объемом 3,4 литра с механической мешалкой, рубашкой и трубчатым змеевиком из нержавеющей стали внутри реактора для более эффективного отвода тепла. В рубашку и змеевик подавали воду с температурой 25°С из охлаждаемого термостата. В реактор вносили 897 г обессоленной воды, приготовленную суспензию биокатализатора, стакан промывали обессоленной водой в количестве 80 г, выливая порции промывной воды в реактор. После достижения температуры реакционной смеси 25°С начинали подачу 905 г акрилонитрила насосом по программе: 1 час - 479,1 г, 2 час - 239,6 г, 3 час - 133,1 г, 4 час - 53,2 г. Акриламид и акрилонитрил в растворе анализировали методом газовой хроматографии с периодичностью один раз в час. Через 60 минут после завершения дозирования акрилонитрила в реакционном растворе не обнаруживали остаточного содержания акрилонитрила и акриловой кислоты. Реакционный раствор фильтровали через полипропиленовую ткань. Получали прозрачный бесцветный раствор акриламида с концентрацией 62,1 % или 650 г/л при 25 °С.
Пример 7. Получение раствора акриламида с концентрацией 40,4% при температуре 17°С при 6 часовой дозации акрилонитрила.
,82 г биокатализатора с активностью 283 ед/мг и влажностью 62,9% готовили как описано в примере 3.
Синтез проводили в реакторе из нержавеющей стали объемом 3,4 литра с механической мешалкой, рубашкой и трубчатым змеевиком из нержавеющей стали внутри реактора для более эффективного отвода тепла. В рубашку и змеевик подавали воду с температурой 17°С из охлаждаемого термостата. В реактор вносили 1995 г обессоленной воды, приготовленную суспензию биокатализатора, стакан промывали обессоленной водой в количестве 80 г, выливая порции промывной воды в реактор. После достижения температуры реакционной смеси 17°С начинали подачу 905 г акрилонитрила насосом по программе: 1 час - 299 г, 2 час - 235 г, 3 час - 163 г, 4 час - 100 г, 5 час - 63 г, 6-й час - 45 г. Через 6 часа 30 минут от начала синтеза в реакционном растворе обнаруживали менее 0,01% акрилонитрила и не обнаруживали акриловой кислоты. Реакционный раствор фильтровали через полипропиленовую ткань. Получали прозрачный бесцветный раствор акриламида с концентрацией 40,4%.
Пример 8. Получение раствора акриламида с концентрацией 40,4% при температуре 27°С при 6 часовой дозации акрилонитрила.
,45 г биокатализатора с активностью 283 ед/мг и влажностью 62,9% готовили как описано в примере 3.
Синтез проводили как в примере 7 за исключением того, что температура в термостате была 27°С. Через 6 часов 30 минут от начала синтеза в реакционном растворе обнаруживали менее 0,01% акрилонитрила и не обнаруживали акриловой кислоты. Реакционный раствор фильтровали через полипропиленовую ткань. Получали прозрачный бесцветный раствор акриламида с концентрацией 40,4%.
Пример 9. Получение раствора акриламида с концентрацией 40,4% при температуре 27°С при 4-х часовой дозации акрилонитрила.
,82 г биокатализатора с активностью 283 ед/мг и влажностью 62,9% готовили как описано в примере 3.
Синтез проводили как в примере 3 за исключением того, что температура в термостате была 27°С. Через 6 часов 30 минут от начала синтеза в реакционном растворе обнаруживали менее 0,01% акрилонитрила и не обнаруживали акриловой кислоты. Реакционный раствор фильтровали через полипропиленовую ткань. Получали прозрачный бесцветный раствор акриламида с концентрацией 40,4%.
Пример 9. Получение раствора акриламида с концентрацией 40,4% при температуре 27°С при 4 ча-
Claims (5)
- совой дозации акрилонитрила.1,82 г биокатализатора с активностью 283 ед/мг и влажностью 62,9% готовили как описано в примере 3.Синтез проводили как в примере 3 за исключением того, что в реактор вносили 1995 г обессоленной воды и температура в термостате была 27°С. Через 4 часа 30 минут от начала синтеза в реакционном растворе обнаруживали 0,01 % акрилонитрила и не обнаруживали акриловой кислоты. Реакционный раствор фильтровали через полипропиленовую ткань. Получали прозрачный бесцветный раствор акриламида с концентрацией 40,4%.Пример 10. Получение раствора акриламида с концентрацией 50,4% при температуре 17°С при 6 часовой дозации акрилонитрила.2 ,2 г биокатализатора с активностью 283 ед/мг и влажностью 62,9% готовили как описано в примере 3.Синтез проводили как в примере 7 за исключением того, что в реактор вносили 1400 г обессоленной воды. Через 6 часов 30 минут от начала синтеза в реакционном растворе обнаруживали 0,02% акрилонитрила и не обнаруживали акриловой кислоты. Реакционный раствор фильтровали через полипропиленовую ткань. Получали прозрачный бесцветный раствор акриламида с концентрацией 50,4%.Пример 11. Получение раствора акриламида с концентрацией 50,4% при температуре 27°С при 4 часовой дозации акрилонитрила.1 ,95 г биокатализатора с активностью 283 ед/мг и влажностью 62,9% готовили как описано в примере 3.Синтез проводили как в примере 3 за исключением того, что температуру в термостате устанавливали 27°С. Через 4 часа 30 минут от начала синтеза в реакционном растворе обнаруживали 0,01% акрилонитрила и не обнаруживали акриловой кислоты. Реакционный раствор фильтровали через полипропиленовую ткань. Получали прозрачный бесцветный раствор акриламида с концентрацией 50,4%.В таблице представлены данные из примеров 7-11, которые показывают, что при 27°С расход биокатализатора на 1 кг акриламида ниже, чем при 17°С.№ примера Конечная концентрация акриламида Время синтеза, ч Температура синтеза, градусы по Цельсию Расход биокатализа- тора на синтез, гр Расход биокатализатора гр на 1 кг акриламида7 40,4% 6 17 1,82 1,508 40,4% 6 27 1,45 1,209 40,4% 4 27 1,82 1,5010 50,4% 4 17 2,20 1,82И 50,4% 4 27 1,95 1,61ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1 . Штамм Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 - продуцент нитрилгидратазы.
- 2 . Способ получения биокатализатора на основе биомассы клеток штамма Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 - продуцента нитрилгидратазы по п.1, заключающийся в добавлении к культуральной жидкости, содержащей биомассу штамма Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208, коагулянта на основе полидиаллилдиметиламмония хлорида в количестве от 0,1 до 1%, отделении биомассы от жидкости, промывании водой, добавлении при перемешивании сульфата натрия или аммония в количестве 5-20% от веса биомассы до получения однородной суспензии биокатализатора.
- 3 . Способ получения биокатализатора по п.2, отличающийся тем, что коагулянт на основе полидиаллилдиметиламмония хлорида добавляют в количестве от 0,2 до 0,7%.
- 4 . Способ получения акриламида с использованием биокатализатора по п.2, полученного из биомассы клеток штамма Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 - продуцента нитрилгидратазы, заключающийся во внесении суспензии биокатализатора в воду при поддержании pH реакционной смеси 7,08,5, непрерывном добавлении в реакционную смесь акрилонитрила с переменной скоростью во времени, отделении биокатализатора от реакционной смеси с получением раствора акриламида 40-60% концентрации.
- 5 . Способ получения акриламида по п.4, отличающийся тем, что температуру реакции поддерживают от 18 до 27°С.Евразийская патентная организация, ЕАПВРоссия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA044598B1 true EA044598B1 (ru) | 2023-09-13 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109153966B (zh) | 生产丙烯酰胺的生物技术方法及相关新菌株 | |
| Nasir et al. | Subtopic: Advances in water and wastewater treatment harvesting of Chlorella sp. microalgae using Aspergillus niger as bio-flocculant for aquaculture wastewater treatment | |
| Zhuang et al. | The production of bioflocculants by Bacillus licheniformis using molasses and its application in the sugarcane industry | |
| RU2520870C1 (ru) | Штамм бактерий rhodococcus aetherivorans bkm ac-2610d - продуцент нитрилгидратазы, способ его культивирования и способ получения акриламида | |
| FR2644178A1 (fr) | Micro-organisme de l'espece bacillus coagulans et procede utilisant ce micro-organisme pour produire de l'acide l(+)lactique optiquement pur | |
| CN110205268B (zh) | 一株微杆菌及其在转化芦苇秸秆水解物制备微生物絮凝剂中的应用 | |
| CN116716231B (zh) | 一株大肠埃希氏菌及其在发酵生产色氨酸中的应用 | |
| Purane et al. | Gluconic acid production from golden syrup by Aspergillus niger strain using semiautomatic stirred-tank fermenter | |
| CN112695048A (zh) | L-赖氨酸脱羧酶与酶法合成1,5-戊二胺的方法 | |
| CN109266578B (zh) | 大肠埃希氏菌ACThr1032及其在发酵生产L-苏氨酸中的应用 | |
| EA044598B1 (ru) | ШТАММ БАКТЕРИЙ Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 - ПРОДУЦЕНТ НИТРИЛГИДРАТАЗЫ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОКАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ КЛЕТОК ШТАММА Rhodococcus aetherivorans ВКПМ Ас-2208 И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКРИЛАМИДА | |
| Stredansky et al. | Succinoglycan production by solid-state fermentation with Agrobacterium tumefaciens | |
| RU2174558C1 (ru) | Способ получения l-аспарагиновой кислоты | |
| Parashar et al. | Production of Microbial Enzyme Triacylglycerol Acyl Hydrolases by Aspergillus Sydowii Jpg01 in Submerged Fermentation Using Agro-residues | |
| RU2085212C1 (ru) | Способ изготовления единого бруцеллезного антигена для ра, рск и рдск | |
| RU2815972C1 (ru) | Питательная среда для культивирования уреолитических бактерий | |
| RU2205216C2 (ru) | Штамм бактерий enterococcus faecium в-2240d - продуцент оптически чистой l(+)-молочной кислоты и промышленный способ получения l(+)-молочной кислоты или ее солей | |
| KR102516254B1 (ko) | 락토비온산 생산 미생물의 동정 방법 | |
| CN115678930B (zh) | 一种丙烯酰胺的制备方法 | |
| de França et al. | Enhancement of lactic acid fermentation by Lactobacillus delbrueckii ATCC6949 using sugarcane molasses | |
| RU2253677C2 (ru) | Иммобилизованный биокатализатор, способ его получения и способ получения молочной кислоты с использованием этого биокатализатора | |
| JP2023098436A (ja) | 新規Ｋｉｎｎｅｒｅｔｉａ属微生物、該微生物を含む組成物および該微生物を利用した装置 | |
| JP2012191956A (ja) | 乳酸の製造方法 | |
| KR101540517B1 (ko) | 액티노바실러스 숙시노게네스 균체 재순환 연속배양 방식에 의한 숙신산 연속생산 공정 | |
| RU2420581C1 (ru) | Способ получения биокатализатора, обладающего активностью в отношении синтеза цефалоспоринов-кислот |