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L-苯丙氨酸是一种重要的合成中间体，在食品和医药领域有广泛的应用，可作为食品添加剂、抗癌中间体和合成阿斯巴甜的原料，具有良好的市场前景。 双水相生物转化体系是一种新型的生物转化体系，具有许多适合于生物转化的特点，在抗生素、有机酸和多肽的合成领域已有成功应用的先例。本文以双水相体系作为生物转化体系，研究了双水相体系在酶法合成L-苯丙氨酸中应用的可行性。本文主要考察了各个因素对分配系数的影响，确定了理想的双水相体系的组分配比，考察了细胞在双水相体系中的稳定性和酶法合成L-苯丙氨酸的可行性，并对聚乙二醇（PEG）／苯丙酮酸钠盐这一新型双水相体系进行了探索。 本文研究了不同的双水相体系对酶法合成L-苯丙氨酸路线的底物、产物和细胞等物质的萃取分离效果，初步选定PEG1000（20％，w／w）／Na2HPO4（16％，w／w）为反应体系，底物苯丙酮酸的分配系数达到5.56，对产物L-苯丙氨酸的分配系数达到1.06，对细胞的分配系数达到11.2，基本实现将底物和生物催化剂萃取到一相、而产物萃取到另一相的目的。萃取的最佳条件是：pH值为8.5，温度为39℃，NaCl盐浓度为20g／L，表面活性剂加入量为0.02％。 大肠杆菌菌体内的转氨酶在传统水相体系中催化能力下降很快，而双水相体系中的PEG组分对细胞具有保护作用，可以实现细胞的重复利用。在单批次转化中，双水相体系的产物转化率相对于传统水相体系仅有少量提高，而在多批次转化中，产物转化率则比传统水相体系提高了27.4％。 研究表明，PEG可以直接和反应底物苯丙酮酸钠盐溶液形成双水相体系，丰富了双水相体系的范围。实验表明，无机盐和苯丙酮酸钠盐可以联合作用与PEG形成双水相。若单纯用苯丙酮钠盐溶液，则需要很高的浓度（60g／L）才能与PEG形成双水相。实验还利用在这一体系多批次转化过程中细胞沉淀的现象，采取在反应若干批次后更换细胞的方法，实现了双水相体系生物转化的连续化。