论文部分内容阅读
本课题研究在亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系和疏水有机溶剂单相体系中的生物转化反应。亲水有机溶剂(如甲醇、乙醇、丙酮、乙腈)和无机盐(如NaCl、NaH2PO4、K2HPO4、Na2SO4)在水中可以形成亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系。这种体系的上相主要含有机溶剂,下相主要含无机盐和水,具有分相快、成本低、毒性低等诸多优点,已用于萃取分离金属和生物物质,得到较好的效果,但是用于生物转化的研究还未见报道。本课题研究在这种新型两相体系中的生物转化,用木瓜蛋白酶在正丙醇/NaCl/水两相体系中催化水解酪蛋白为氨基酸。在这种两相体系中,酶和底物主要分配在下相,产物主要分配在上相,有利于反应的进行,其转化率比亲水有机溶剂单相体系、水单相体系、疏水有机溶剂和水组成的两相体系、双水相体系的转化率都高。考察了温度、pH值、正丙醇浓度、NaCl浓度、酶浓度、底物浓度对转化率的影响。适宜的反应条件为: 44%正丙醇、60g/L NaCl的两相体系中,含0.15 g/L木瓜蛋白酶、13 g/L酪蛋白,55℃,pH 5.6。反应5 h后,转化率达到99.5%。说明这种两相体系适合于木瓜蛋白酶的催化反应。还研究了在亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系中,假单胞菌ATCC 11250转化L-苯丙酮酸为L-苯丙氨酸的反应,大肠杆菌ATCC 9637和固定化青霉素酰化酶转化青霉素G为6-氨基青霉烷酸(6-APA)的反应,发现亲水有机溶剂和无机盐都会抑制酶的催化活性。研究了猪胰脂肪酶在亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系中催化正己酸和无水乙醇合成己酸乙酯的反应,发现水和亲水有机溶剂对脂肪酶的活性有抑制作用。因而这种两相体系不适合上述生物转化反应。在亲水有机溶剂/无机盐/水两相体系中的生物转化只适用于某些特殊的酶。有机溶剂单相体系是另一种常用的反应介质,此体系中不含或者只含有微量的水。研究了猪胰脂肪酶在疏水有机溶剂单相中催化己酸和无水乙醇合成己酸乙酯的反应,考察了反应介质、底物浓度、底物摩尔比、加酶量、反应时间对转化率的影响。发现在高底物浓度和低底物浓度的条件下,有机溶剂介质对反应的影响是不同的。采用中等底物浓度,lg P值适中的溶剂最合适。适宜的反应条件为:以环己烷为反应介质,正己酸浓度0.6 mol/L,正己酸摩尔数:无水乙醇摩尔数=1:1.25,加酶量15 g/L,反应温度37℃,反应24 h后,转化率达到90.5%。与文献报道的结果相比较,转化率相近,但底物浓度较高,为文献报道的1.5-3.0倍。