專利名稱：一步酶轉化法生產l－蘋果酸方法
技術領域：
本發明一步酶轉化法生產L-蘋果酸方法涉及的是一種酶法生產L-蘋果酸的工藝方法，屬酶工程領域。
背景技術：
L-蘋果酸是在工業、食品及其他方面有著廣闊市場的產品，作為重要的化工原料，在食品上作為酸味劑較檸檬酸優越，在其他工業領域，L-蘋果酸可作為無公害規格的有機酸來代替常用的三聚磷酸鈉和氨基三乙酸鈉，消除洗滌廢液排入河流產生藻類的弊病。目前，L-蘋果酸原固定化酶生產工藝轉化率低，生產流程長，轉化液中產物含量低，水、電、人工消耗大，后提取成本較高，引起售價過高，使L-蘋果酸銷售難以與DL-蘋果酸、檸檬酸競爭。發明專利“酶法生產L-蘋果酸新方法”專利號95111164.7，該專利方法酶反應、分離藕合時間較長，增加了生產成本。
發明內容
本發明的目的是在于避免現有技術中的不足處，提供一種一步酶轉化法生產L-蘋果酸方法，采用酶反應與分離藕合技術來生產L-蘋果酸，由于加入酶活性調節劑，加大了富馬酸鹽的用量，提高了反應效率，縮短了反應時間，使酶轉化效率達99％以上，單位酶轉化生成產物濃度高，可大大提高反應物的濃度，實現一步法將富馬酸鹽完全轉化為L-蘋果酸，明顯提高分離收率，簡化工藝過程，生產耗能少，產品質量優于化學合成法，并且可以大幅度降低生產成本。
一步酶轉化法生產L-蘋果酸方法是采取以下方案實現的一步酶轉化法生產L-蘋果酸方法是按一定重量配比稱量延胡索酸酶液裝入生物反應結晶器，將富馬酸鹽、酶活性調節劑(酶激活劑)按一定重量配比加入裝有延胡索酸酶液的生物反應結晶器中，在常壓，溫度為30～45℃下進行酶反應，分離藕合，反應、分離、藕合時間為18～26小時，直接獲得L-蘋果酸的結晶，然后進行分離、純化，生產和制備出L-蘋果酸成品。
一步酶轉化法生產L-蘋果酸工藝方法中延胡索酸酶液、富馬酸鹽與酶活性調節劑的原料重量配比為延胡索酸酶液∶富馬酸鹽∶酶活性調節劑＝1∶25～50∶0.0001～0.0005。富馬酸鹽可采用富馬酸鈣。酶活性調節劑可選用硫酸鎂、磷酸二氫鉀、硫酸鋅中的一種或混合物。
一步酶轉化法生產L-蘋果酸方法比現有技術有如下優點本發明工藝方法表明，一步酶轉化法生產L-蘋果酸方法能使反應與分離同步進行，實現一步法將富馬酸鹽完全轉化為L-蘋果酸，由于加入酶活性調節劑，加大了富馬酸鹽的用量，提高了反應效率，縮短了反應時間，使酶轉化效率達99％以上，單位酶轉化生成產物濃度高，可使酶轉化生產成本降低40％，與現有技術相比可以大幅度降低生產成本，且生產能力大大提高。一步酶轉化法生產L-蘋果酸方法生產L-蘋果酸可使(1)生產成本與化學法合成的DL-蘋果酸相當；(2)生產裝置投資低，在常壓下生產，耗能少；(3)產品質量優于化學合成法，因而可顯著增強L-蘋果酸產品的市場競爭力。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步描述實施例1、在30L的生物反應結晶器中裝入1kg延胡索酸酶液，加入富馬酸鈣25kg，磷酸二氫鉀0.0001kg，反應溫度為30℃，進行酶反應與分離藕合，26小時后對底物富馬酸鹽的平均轉化率為99.1％，然后進行分離，純化，制備出L-蘋果酸。制備出的L-蘋果酸經檢測符合美國藥典標準。
實施例2、在100L的生物反應結晶器中裝入1kg延胡索酸酶液，加入富馬酸鈣50kg，硫酸鎂0.0005kg，反應溫度為45℃，進行酶反應與分離藕合，18小時后對底物富馬酸鹽的平均轉化率為99.5％，然后進行分離，純化，制備出L-蘋果酸49.75kg。制備出的L-蘋果酸經檢測符合美國藥典標準。
實施例3、在50L的生物反應結晶器中裝入1kg延胡索酸酶液，加入富馬酸鈣38kg，硫酸鎂0.0003kg，反應溫度為38℃，進行酶反應與分離藕合，23小時后對底物富馬酸鹽的平均轉化率為99.4％，然后進行分離，純化，制備出L-蘋果酸。制備出的L-蘋果酸經檢測符合美國藥典標準。
實施例4、在100L的生物反應結晶器中裝入1kg延胡索酸酶液，加入富馬酸鈣50kg、磷酸二氫鉀0.0005kg，反應溫度為45℃，在常壓下進行酶反應與分離藕合，20小時后對底物富馬酸鹽的平均轉化率為99.6％，然后進行分離，純化，制備出L-蘋果酸。制備出的L-蘋果酸經檢測符合美國藥典標準。
實施例5、在2000L的生物反應分離藕合器中裝入30kg延胡索酸酶液，加入富馬酸鈣1500kg、硫酸鎂0.015kg，反應溫度為45℃，在常壓下進行酶反應與分離藕合，18小時后對底物富馬酸鹽的平均轉化率為99.9％，然后進行分離，純化，制備出L-蘋果酸。制備出的L-蘋果酸經檢測符合美國藥典標準。
實施例6、在1000L的生物反應分離藕合器中裝入30kg延胡索酸酶液，加入富馬酸鈣900kg，磷酸二氫鉀0.005kg、硫酸鎂0.01kg，反應溫度為38℃，在常壓下進行酶反應與分離藕合，22小時后對底物富馬酸鹽的平均轉化率為99.8％，然后進行分離，純化，制備出L-蘋果酸。制備出的L-蘋果酸經檢測符合美國藥典標準。
實施例7、在1000L的生物反應分離藕合器中裝入30kg延胡索酸酶液，加入富馬酸鈣900kg，磷酸二氫鉀0.0047kg、硫酸鎂0.01kg、硫酸鋅0.0003，反應溫度為35℃，在常壓下進行酶反應與分離藕合，20小時后對底物富馬酸鹽的平均轉化率為99.7％，然后進行分離，純化，制備出L-蘋果酸。制備出的L-蘋果酸經檢測符合美國藥典標準。
實施例8、在1000L的生物反應分離藕合器中裝入30kg延胡索酸酶液，加入富馬酸鈣750kg，硫酸鋅0.003，反應溫度為38℃，在常壓下進行酶反應與分離藕合，24小時后對底物富馬酸鹽的平均轉化率為99.9％，然后進行分離，純化，制備出L-蘋果酸。制備出的L-蘋果酸經檢測符合美國藥典標準。
權利要求
1.一種一步酶轉化法生產L-蘋果酸方法，其特征在于按重量配比稱量延胡索酸酶液裝入生物反應結晶器，將富馬酸鹽、酶活性調節劑按重量配比加入裝有延胡索酸酶液的生物反應結晶器中，在常壓，溫度為35～42℃下進行酶反應，分離藕合，反應、分離、藕合時間為18～26小時，直接獲得L-蘋果酸的結晶，然后進行分離、純化，生產和制備出L-蘋果酸成品。
2.根據權利要求1所述的一步酶轉化法生產L-蘋果酸方法，其特征在于所述的延胡索酸酶液、富馬酸鹽與酶活性調節劑的原料重量配比為延胡索酸酶液∶富馬酸鹽∶酶活性調節劑＝1∶25～50∶0.0001～0.0005。
3.根據權利要求1所述的一步酶轉化法生產L-蘋果酸方法，其特征在于所述的富馬酸鹽采用富馬酸鈣。
4.根據權利要求1所述的一步酶轉化法生產L-蘋果酸方法，其特征在于所述的酶活性調節劑選用硫酸鎂、磷酸二氫鉀、硫酸鋅中的一種或混合物。
全文摘要
本發明一步酶轉化法生產L－蘋果酸方法涉及的是一種酶法生產L－蘋果酸的工藝方法，屬酶工程領域。一步酶轉化法生產L－蘋果酸方法，其特征在于按重量配比稱量延胡索酸酶液裝入生物反應結晶器，將富馬酸鹽、酶活性調節劑按重量配比加入裝有延胡索酸酶液的生物反應結晶器中，在常壓，溫度為30～45℃下進行酶反應，分離藕合，反應、分離、藕合時間為18～26小時，直接獲得L－蘋果酸的結晶，然后進行分離、純化，生產和制備出L－蘋果酸成品。所述的延胡索酸酶液、富馬酸鹽與酶活性調節劑的原料重量配比為延胡索酸酶液∶富馬酸鹽∶酶活性調節劑＝1∶25～50∶0.0001～0.0005。富馬酸鹽采用富馬酸鈣。酶活性調節劑選用硫酸鎂、磷酸二氫鉀、硫酸鋅中的一種或混合物。
文檔編號C12P7/40GK1995363SQ20061016157
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月28日 優先權日2006年12月28日
發明者胡永紅, 歐陽平凱 申請人:南京工業大學