[发明专利]生物催化丙烯腈水合反应的方法、产腈菌株的灭活方法

说明书

本发明公开一种生物催化丙烯腈水合反应的方法，包括以下步骤：步骤一、对诺卡氏菌进行耐受性训练；步骤二、然后经发酵培养、筛选，得到合格发酵液；步骤三、合格发酵液经离心后，去除上清液，清洗得菌液；步骤四、菌液进行灭活处理；步骤五、将灭活后的菌液作为催化剂，催化丙烯腈水合反应。本发明还公开一种产腈菌株的灭活方法。本发明具有达到减少副产物丙烯酸的生成量的优点。

技术领域

本发明涉及丙烯酰胺制备技术领域，尤其涉及生物催化丙烯腈水合反 应的方法、产腈菌株的灭活方法。

背景技术

生物法制取丙烯酰胺是将丙烯腈、原料水和固定化生物催化剂调配成 水合溶液.催化反应后分离出废催化剂就可得到丙烯酰胺产品。该方法相 比其他现有技术如硫酸水合法、催化水合法存在以下优点：操作安全、无 副反应、成本低、纯度高。

腈水合酶是微生物法生产丙烯酰胺的催化剂，但是在生物法生产丙烯 酰胺的生产过程中会同时产生腈水合酶和腈水解酶。

其中，腈水合酶是一种组成酶，只受微生物自身的遗传物质决定。而 腈水解酶更倾向为一种诱导酶，在微生物催化剂催化水合反应生成丙烯酰 胺的过程中，随着丙烯酰胺浓度的提升，微生物受到底物丙烯酰胺的刺激， 体内开始合成更多的腈水解酶，腈水解酶会催化部分丙烯酰胺水解成丙烯 酸，丙烯酸这种副产物的存在会影响丙烯酰胺溶液产品的质量和储存稳定 性，同时也会造成原料丙烯腈的消耗，最终影响了生成液产品的质量和后 期储存的稳定性。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的旨在通过灭活剂对生产菌先进行灭活处 理，处理后制备成的生物催化剂催化丙烯腈水合反应，从而达到减少副产 物丙烯酸的生成量的技术效果。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种生物催化丙 烯腈水合反应的方法，包括以下步骤：

步骤一、对诺卡氏菌进行耐受性训练；

步骤二、然后经发酵培养、筛选，得到合格发酵液；

步骤三、合格发酵液经离心后，去除上清液，清洗得菌液；

步骤四、菌液进行灭活处理；

步骤五、将灭活后的菌液作为催化剂，催化丙烯腈水合反应。

优选地，所述步骤一的耐受性训练是用55～60wt％的丙烯酰胺水溶液浸 泡菌种16～40h，然后分离纯化、复壮培养。

本发明利用固体培养基配制的平板，用现有技术的稀释涂布法涂布平 板培养达到分离纯化的目的。即将菌液滴加在平板表面，再用无菌玻璃涂 棒将菌液均匀分散至整个平板表面，经培养4天后挑取单个菌落。利用固 体培养基配制的试管培养12天达到复壮培养的目的。

优选地，所述步骤二中发酵培养中发酵罐培养的温度为23.5～27.5℃， 通入压缩空气流量为210～240m³/h,保持罐内压力为0.05～0.07Mpa，培养时 间为55～60h。

优选地，所述步骤二中的筛选具体工艺为：取样做酶活力检测，用气 相色谱法检测酶活，酶活达到1600～2000μg/mL·h为合格发酵液。

优选地，固体培养基包括以下质量份数的原料：葡萄糖0.5～1份、豆粕 水解液0.1～0.3份、氯化钠0.05～0.1份、磷酸钾0.01～0.03份、硫酸镁0.01～0.03 份、琼脂粉1～3份、水90～95份。

优选地，发酵培养基包括以下质量份数的原料：葡萄糖2～3.5份、豆粕 水解液0.1～0.3份、尿素0.8～1.0份、磷酸钾0.03～0.05份、硫酸氨0.03～0.05 份、谷氨酸钠0.05～0.075份、氯化钴0.0001～0.0005份、水94～95份

优选地，所述步骤三中离心的转速为4000r/min、离心时间为15min。