发明名称 一种利用固定化细胞将烟腈转化为烟酰胺的方法
摘要 本发明提供了一种利用固定化细胞将烟腈转化为烟酰胺的方法,包括烟腈水合酶生产菌细胞的培养、固定化细胞的制备、固定化细胞生物转化烟腈生产烟酰胺化水合反应、烟酰胺的提取工艺。本发明方法中采用固定化细胞作为催化剂,可以使生物催化剂多次重复利用,降低了生产成本,简化了工艺,产物产率有着很大的提高。本方法工艺简单,适合大规模生产,产物转化率高,纯度高。
申请公布号 CN104762340A 申请公布日期 2015.07.08
申请号 CN201510115815.9 申请日期 2015.03.17
申请人 安徽瑞邦生物科技有限公司 发明人 刘善和;钱前;梁锡臣;赵广福;周浩
分类号 C12P17/12(2006.01)I 主分类号 C12P17/12(2006.01)I
代理机构 安徽合肥华信知识产权代理有限公司 34112 代理人 余成俊
主权项 一种利用固定化细胞将烟腈转化为烟酰胺的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)、烟腈水合酶生产菌细胞的培养: a、 取葡萄糖40‑60g,琼脂20‑30 g,牛肉膏50‑60 g, MgS0<sub>4</sub> 0.6‑1g,NaCl 10‑15 g,KH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub> 0.7‑1 g,K<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub> 0.8‑1.5g,溶于适量水中,定容至1000mL,然后调pH至6.8‑7.2,作为细菌的生长培养基;将枯草芽孢杆菌放在紫外灯的条件下培养48小时,得到枯草芽孢杆菌的突变株体作为菌种,将培养基灭菌后接入培养基体积的1‑5%的菌种,于摇床上以60‑200rpm恒温振荡培养,培养温度25‑31 ℃,培养时间24‑72h,得到种子液;然后进行发酵培养:发酵培养基消毒后接入培养基体积的2‑5%的种子液,发酵前中期发酵罐的通气量为1:0.7‑0.9V/V·min,后期的通气量为为1:0.3‑0.4V/V·min,发酵温度为25‑35 ℃,以70‑150rpm的速度搅拌发酵40‑80h,得到发酵液,发酵罐发酵时,让罐压先慢慢上升,然后再缓慢下降;要求罐压在24小时之内控制在0.04‑0.05MPa下,以后罐压的变化为24‑48小时控制在0.045‑0.055MPa下,48‑72小时控制在0.035‑0.045MPa下,72小时之后控制在0.025‑0.035MPa的压力下; b 、将发酵液进行离心处理,去除上清液,得到湿的产腈水合酶细胞,加入湿的产腈水合酶细胞质量的1‑2%的羧甲基纤维素钠,适量的去离子水,充分搅拌形成浓度为20‑25%的产腈水合酶细胞悬浊液,再将此悬浊液注射到到浓度为3‑5 % 的CaCl<sub>2</sub>水溶液中,注射结束以后低温保存,得固定化细胞悬浊液,即烟腈水合酶生产菌细胞悬浊液;  (2)、烟腈水合酶催化水合反应   在反应釜中,先添加容器量的50‑60%的去离子水,调pH到7.0,采用分批加料的方式先向反应釜中首次添加底物 3‑氰基吡啶和上述获得的生物催化剂固定化细胞悬浊液,在18‑22℃,50‑200rpm的搅拌速度下进行生物催化转化反应,每隔1小时对反应液中的3‑氰基吡啶浓度进行检测,当浓度低于0.5g/L时,开始补加底物和生物催化剂固定化细胞悬浊液,补加的量与起始量一致,底物烟腈反应一定时间后,用HPLC法测定转化液中烟腈残留量,当烟腈残留量接近零时,即为生物催化反应的终点,所述的底物3‑氰基吡啶和生物催化剂固定化细胞悬浊液的每批添加质量比为5:1;(3)、烟酰胺的提取纯化工艺:a、当转化液中烟酰胺的浓度在室温下达55‑58 %, 开始冷却析晶,在结晶过程中开启搅拌,且当温度降到10‑11 ℃时加入适量晶种,促使晶核形成并缓慢生长,所得烟酰胺晶体大,色泽好,过滤出晶体,得到一次母液,一次母液直接冷却析出烟酰胺晶体,滤出晶体,得到二次母液;b、所得二次母液中烟酰胺浓度为25‑28%, 先真空蒸发出一部分水分,使得溶液达到饱和状态再进行下一步的冷却析晶,所得三次母液在大生产时可套用至下一批转化液中,合并多次结晶的晶体,即为成品。
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