[發明專利]一種煙酰胺的生產工藝

有效

• 申請號: 201710962095.9
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107916283B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 楊立榮;周海勝;吳堅平;徐剛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12P17/12
• 分類號: C12P17/12;C12N15/70;C12N15/60;C12R1/19
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種煙酰胺的生產工藝，該生產工藝包括：基因工程菌的構建，工程菌的發酵培養以及催化反應；所述工程菌包括大腸桿菌宿主細胞和堿基序列如SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.2所示的腈水合酶基因；所述催化的過程包括：以純水為反應介質，制得細胞懸液；向細胞懸液中分批加入3?氰基吡啶，控制反應體系中3?氰基吡啶的濃度≤90g/L，得到煙酰胺。本發明工藝采用含高酶活的重組腈水合酶的基因工程菌進行發酵培養，并以純水為反應介質，采用分批投加底物的方式向細胞懸液中添加3?氰基吡啶，實現高效地水合反應，得到煙酰胺產品；該工藝中水合反應的轉化率＞99.9％，獲得的產品品質高，且無雜質和副產物產生。

技術領域

本發明屬于生物化工領域，尤其涉及一種煙酰胺的生產工藝。

背景技術

煙酰胺又名尼克酰胺，英文名稱：Nicotinamide，煙酰胺又稱為維生素B3，屬于B族維生素(Vb)，是生物體內煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(輔酶I)和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(輔酶II)的組成部分，參與碳水化合物、脂肪和蛋白質的代謝過程。煙酰胺作為維生素具有抗粗皮膚病的作用，對某些皮膚病和神經障礙有獨特療效。煙酰胺的最大應用領域是作為飼料添加劑，同時也可以添加到食品中用以補充人體所需的維生素。研究發現，在飼料中添加煙酰胺或煙酸可以提高畜禽的抗病能力和生長速率。煙酰胺也是合成某些醫藥、農藥的重要中間體。

目前，全球煙酰胺和煙酸的總生產能力近6萬t/年，隨著飼料工業的發展，煙酰胺的市場需求正以每年4％～5％的速度快速增長。同時，隨著生活水平的不斷進步，人們對飲食水平提出更高的要求，作為維生素的煙酰胺將得到更廣泛的應用。

主流生產煙酰胺的方法是利用腈水合酶催化3-氰基吡啶生產煙酰胺。瑞士龍沙(Lonza)集團在中國廣州南沙市建立的一條年產9000噸的煙酰胺生產線，采用產腈水合酶的野生菌種R.Rhodochrous J1的細胞作為催化劑，應用細胞固定化技術進行生產。但野生菌生產煙酰胺往往會會有副產物煙酸的產生，導致煙酰胺產品質量不高；

此外，目前生物法生產煙酰胺的反應液雜質多、產品濃度不高，導致后續精制工藝復雜、能耗高。

發明內容

本發明提供了一種煙酰胺的生產工藝，該生產工藝制備獲得的煙酰胺產品濃度高、雜質少，得率高。

具體技術方案如下：

一種煙酰胺的生產工藝，包括：重組腈水合酶基因工程菌的構建，所述工程菌的發酵培養以及利用所述工程菌催化3-氰基吡啶得到煙酰胺；其特征在于：

所述重組腈水合酶基因工程菌包括宿主細胞和轉入宿主細胞的目的基因，所述宿主細胞為大腸桿菌，所述目的基因為堿基序列如SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.2所示的腈水合酶基因；

所述催化的過程包括：(1)以水為溶劑，重懸所述工程菌，制得細胞懸液；(2)向所述細胞懸液中分批加入底物3-氰基吡啶，控制反應體系中3-氰基吡啶的濃度≤90g/L，進行水合反應，得到產物煙酰胺。

具體的，本發明以兩種菌株為例，即：表達博得特氏菌DSM 12804(Bordetellapetrii DSM 12804)來源腈水合酶的基因工程菌E.coli BL21(DE3)/pET-30a(+)-NHaseP；以及表達錳氧化橙單胞菌SI859A(Aurantimonas manganoxydans SI859A)來源腈水合酶的基因工程菌E.coli BL21(DE3)/pET-30a(+)-pENHase-1229。

上述重組腈水合酶基因工程菌中的重組腈水合酶分別來源于博得特氏菌(Bordetella petrii)DSM 12804和錳氧化橙單胞菌(Aurantimonas manganoxydans)SI859A；重組腈水合酶基因的堿基序列分別如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示，工程菌采用大腸桿菌E.coli BL21(DE3)作為宿主菌，以pET-30a(+)作為載體。