[發明專利]一種底物與催化劑雙固定化生產糖苷類化合物的方法在審

申請號：	201711006940.1	申請日：	2017-10-25
公開（公告）號：	CN107653282A	公開（公告）日：	2018-02-02
發明（設計）人：	劉春巧;魏盟;劉長霞;陳毅明;張鵬	申請（專利權）人：	北京化工大學
主分類號：	C12P19/44	分類號：	C12P19/44;C12N11/00
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種催化劑固定化生糖苷化合物方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于生物技術領域，涉及利用固定化載體對底物與催化劑進行雙固定化，用固定化底物替代傳統的游離底物進行反應可有效消除底物對催化劑的毒害作用，同時對催化劑進行固定化可提高催化劑的穩定性及重復使用率，低成本大規模生產目的產物的方法。

背景技術

生物催化是指將酶或生物有機體用于有用的化學轉化的過程，生物催化劑是游離細胞或固定化酶或固定化活細胞的總稱。與傳統化學催化劑相比，生物催化劑具有顯著的優勢，包括更高的底物專一性和選擇性、更高的催化效率和更溫和的反應條件。固定化技術又使生物催化劑具有了與其在游離狀態下完全不同的特點，比如生物催化劑的穩定性大大提高，節約了催化劑的回收成本，增加催化劑的循環使用次數等，使其在大規模工業化生產中得到應用成為可能。

在生物催化反應中，酚類物質作為反應底物會影響催化劑的活性，造成催化劑的活性下降甚至使催化劑喪失催化作用。消除底物對催化劑的毒害成為生物催化工業的一個瓶頸，嚴重阻礙了生物催化工業的發展，抑制了目標產物產量的提高。底物固定化可通過緩釋作用使底物從載體中緩慢釋放出來，減少反應體系單位時間單位體積的底物濃度，從而減少底物對催化劑的毒害作用，有效提高產物產量。

目前，國內外多篇文獻報道糖苷類物質的生物合成方法，但是產量的提高和成本的降低等問題均沒有突破性的進展。通過底物與催化劑的雙固定化，一方面底物固定化載體的緩釋作用使反應體系中單位時間單位體積的底物濃度得到控制，緩解了有毒底物對催化劑的毒害作用，另一方面通過對催化劑進行固定化也對催化劑形成了保護，提高了催化劑的穩定性及重復使用率，有效地提高目標產物產量并節約了成本。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術缺陷，利用固定化載體對底物與催化劑進行雙固定化，消除有毒底物對體系的影響并對催化劑進行了保護，顯著提高產物產量，節約生產成本。其中固定化載體采用有機高分子載體材料、無機載體材料、有機／無機復合載體材料、高分子復配載體材料、功能化載體材料、磁性載體材料或粉煤灰；可固定酚類物質為苯酚、對甲苯酚、間甲苯酚、對苯二酚、均苯三酚、鄰苯二酚、間苯二酚、連苯三酚、α-萘酚、β-萘酚、氨基酚、硝基酚或氯酚；糖類化合物為葡萄糖、果糖、半乳糖、低聚半乳糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚異麥芽糖、低聚木糖、大豆低聚糖、甘露寡糖、低聚殼聚糖、帕拉金糖、蔗糖、乳糖、海藻糖、麥芽糖、淀粉、纖維素、殼多糖或菊糖；反應后的產物分離純化可以采用洗脫、萃取、離交或蒸餾。該方法具有提高底物負載量，增強反應體系對有害底物的耐受度，提高催化劑的穩定性及重復使用率，簡化后續分離純化工藝及環境友好等優點，大大降低了目的產物的生產成本，為大規模低成本生產目的產物奠定了基礎。

本發明的整體技術構思是：利用固定化載體對底物與催化劑進行雙固定化，固定化底物與糖類物質在固定化催化劑的催化下進行反應，該方法由下列工藝步驟組成：

（1）固定化底物的制備，其中包括固定化載體的選擇和底物的固定化;

（2）固定化催化劑的制備，其中包括固定化載體的選擇和催化劑的固定化;

（3）利用固定化底物和固定化催化劑進行催化反應;

（4）底物和催化劑固定化載體的重復使用。

本發明的具體工藝步驟及工藝條件是：

步驟（1）固定化底物的制備：

先制得質量百分比濃度為 0.1-50%的酚溶液 ;取100ml 酚溶液，然后加入 0.1-100g 固定化載體進行吸附，制得吸附量為 0.01-10g底物/g 載體的固定化底物。

根據酚類物質的理化性質選擇該底物最適的固定化載體，然后對固定化過程中涉及的固定化溫度、底物溶液pH、攪拌轉速、底物濃度及固定化時間等條件進行優化，確定最佳的固定化條件。

固定化酚類物質為：苯酚、對甲苯酚、間甲苯酚、對苯二酚、均苯三酚、鄰苯二酚、間苯二酚、連苯三酚、α-萘酚、β-萘酚、氨基酚、硝基酚或氯酚。

固定化載體有機高分子載體材料、無機載體材料、有機／無機復合載體材料、高分子復配載體材料、功能化載體材料、磁性載體材料或粉煤灰。

固定化方法為吸附法，共價結合法，交聯法、絮凝法或包埋法。