[發明專利]生物催化丙烯腈水合反應的方法、產腈菌株的滅活方法

在審

• 申請號: 201811604897.3
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109652474A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 王林;趙國華;徐強;黃偉;劉艷麗
• 申請（專利權）人: 安徽巨成精細化工有限公司
• 主分類號: C12P13/02
• 分類號: C12P13/02;C12N1/36;C12N1/20;C12R1/365
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 王亞洲

本發明公開一種生物催化丙烯腈水合反應的方法，包括以下步驟：步驟一、對諾卡氏菌進行耐受性訓練；步驟二、然后經發酵培養、篩選，得到合格發酵液；步驟三、合格發酵液經離心后，去除上清液，清洗得菌液；步驟四、菌液進行滅活處理；步驟五、將滅活后的菌液作為催化劑，催化丙烯腈水合反應。本發明還公開一種產腈菌株的滅活方法。本發明具有達到減少副產物丙烯酸的生成量的優點。

技術領域

本發明涉及丙烯酰胺制備技術領域，尤其涉及生物催化丙烯腈水合反 應的方法、產腈菌株的滅活方法。

背景技術

生物法制取丙烯酰胺是將丙烯腈、原料水和固定化生物催化劑調配成 水合溶液.催化反應后分離出廢催化劑就可得到丙烯酰胺產品。該方法相 比其他現有技術如硫酸水合法、催化水合法存在以下優點：操作安全、無 副反應、成本低、純度高。

腈水合酶是微生物法生產丙烯酰胺的催化劑，但是在生物法生產丙烯 酰胺的生產過程中會同時產生腈水合酶和腈水解酶。

其中，腈水合酶是一種組成酶，只受微生物自身的遺傳物質決定。而 腈水解酶更傾向為一種誘導酶，在微生物催化劑催化水合反應生成丙烯酰 胺的過程中，隨著丙烯酰胺濃度的提升，微生物受到底物丙烯酰胺的刺激， 體內開始合成更多的腈水解酶，腈水解酶會催化部分丙烯酰胺水解成丙烯 酸，丙烯酸這種副產物的存在會影響丙烯酰胺溶液產品的質量和儲存穩定 性，同時也會造成原料丙烯腈的消耗，最終影響了生成液產品的質量和后 期儲存的穩定性。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的旨在通過滅活劑對生產菌先進行滅活處 理，處理后制備成的生物催化劑催化丙烯腈水合反應，從而達到減少副產 物丙烯酸的生成量的技術效果。

本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：一種生物催化丙 烯腈水合反應的方法，包括以下步驟：

步驟一、對諾卡氏菌進行耐受性訓練；

步驟二、然后經發酵培養、篩選，得到合格發酵液；

步驟三、合格發酵液經離心后，去除上清液，清洗得菌液；

步驟四、菌液進行滅活處理；

步驟五、將滅活后的菌液作為催化劑，催化丙烯腈水合反應。

優選地，所述步驟一的耐受性訓練是用55～60wt％的丙烯酰胺水溶液浸 泡菌種16～40h，然后分離純化、復壯培養。

本發明利用固體培養基配制的平板，用現有技術的稀釋涂布法涂布平 板培養達到分離純化的目的。即將菌液滴加在平板表面，再用無菌玻璃涂 棒將菌液均勻分散至整個平板表面，經培養4天后挑取單個菌落。利用固 體培養基配制的試管培養12天達到復壯培養的目的。

優選地，所述步驟二中發酵培養中發酵罐培養的溫度為23.5～27.5℃， 通入壓縮空氣流量為210～240m³/h,保持罐內壓力為0.05～0.07Mpa，培養時 間為55～60h。

優選地，所述步驟二中的篩選具體工藝為：取樣做酶活力檢測，用氣 相色譜法檢測酶活，酶活達到1600～2000μg/mL·h為合格發酵液。

優選地，固體培養基包括以下質量份數的原料：葡萄糖0.5～1份、豆粕 水解液0.1～0.3份、氯化鈉0.05～0.1份、磷酸鉀0.01～0.03份、硫酸鎂0.01～0.03 份、瓊脂粉1～3份、水90～95份。

優選地，發酵培養基包括以下質量份數的原料：葡萄糖2～3.5份、豆粕 水解液0.1～0.3份、尿素0.8～1.0份、磷酸鉀0.03～0.05份、硫酸氨0.03～0.05 份、谷氨酸鈉0.05～0.075份、氯化鈷0.0001～0.0005份、水94～95份

優選地，所述步驟三中離心的轉速為4000r/min、離心時間為15min。