定向产S-1-苯乙醇菌株的筛选和发酵

以DL-1-苯乙醇为唯一碳源从土壤微生物中筛选出1株高度立体选择性还原苯乙酮为S-1-苯乙醇的产酶菌株No.XC35-8。对发酵条件进行了优化，考察了多种辅助底物对酶促反应的影响，选取异丙醇进一步研究其对酶促反应的促进作用。结果表明：5g/L葡萄糖为培养基碳源，10g/L胰蛋白胨为氮源，30℃，200r/min振荡培养30h。转化底物苯乙酮体积分数为0.1%，辅助底物异丙醇体积分数为6%，转化24h，底物转化率可达83.4%，产物的对映体过量值(ee值)为99.5%。     

乳酸克鲁维酵母Kluyveromyces lactics整细胞催化苯乙酮制备(R)-1-苯乙醇工艺研究

在研究乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactics)生长特性基础上,确定了该菌株最佳碳源和用量为蔗糖23.8g/L,最佳氮源和用量为酵母浸粉10.0g/L;研究发现,与静息细胞催化相比,乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactics)在培养18h后添加底物苯乙酮催化更加有利于转化为(R)-1-苯乙醇;最后对苯乙酮催化工艺进行了5因素4水平的正交实验优化.结果表明,Kluyveromyces lactics细胞采用蔗糖23.0g/L,酵母浸粉10.0g/L,磷酸二氢钾2.0g/L,七水合硫酸镁1.5g/L,30℃条件下培养18h后,每隔4h分3次添加底物苯乙酮,底物容量为249mmol/L,整细胞催化24h,(R)-1-苯乙醇化学收率95%,光学收率均达到99.5%以上.     

酿酒酵母不对称合成(R)-(-)-扁桃酸甲酯

采用本实验室筛选到的酿酒酵母LH1催化苯甲酰甲酸甲酯不对称合成(R)-(-)-扁桃酸甲酯.在单相体系中考察了初始底物浓度、细胞浓度、pH、温度、辅助底物、葡萄糖浓度和反应时间等因素对产物得率和对映体选择性的影响,获得了较佳的还原条件.当细胞浓度75 g(干细胞)/L,葡萄糖浓度30 g/L,底物浓度100 mmol/L,pH 8.0,温度30℃,反应时间30 h时,产物扁桃酸甲酯的得率达94.3%,(R)-(-)-扁桃酸甲酯的对映体过量值(ee)达95.0%.在苯甲酰甲酸甲酯的转化反应中,酿酒酵母LH1菌株表现出非常好的对映体选择性,且ee值受环境因素的影响非常小.     

四氢噻吩-3-酮还原酶的筛选与表征

通过基因挖掘技术获得一种来源于炭疽芽胞杆菌的短链脱氢酶BaCR1。它能够催化四氢噻吩-3-酮的不对称还原反应,进而合成碳青霉烯类抗生素硫培南的重要手性中间体(R)-四氢噻吩-3-醇。对BaCR1进行了催化性能表征,结果表明最适反应pH为7.0,最适反应温度为30℃,催化剂转化数(k_(cat))与米氏常数(K_M)之比(k_(cat)/K_M)为0.25 L/(mmol·s)。在100 mL的反应体系中,偶联葡萄糖脱氢酶用于辅酶再生,在底物上载量为50 mmol/L、重组大肠杆菌整细胞(干重)上载量为20 g/L的条件下,无需额外添加辅因子NADPH,反应24 h,转化率大于99%,还原产物的e.e.值为84%,实现了产物的克级制备,体现了酶法不对称还原制备(R)-四氢噻吩-3-醇的潜力。     

酵母细胞不对称还原2-乙酰基庚酸乙酯的研究

以2-乙酰基庚酸乙酯为底物模型,考察了酵母细胞在水相体系中催化其不对称还原的反应特性。利用正交实验初步优化反应条件,并在此基础上,兼顾反应的时-空产率,系统地研究了初始底物浓度、酵母细胞浓度、反应温度对反应转化率的影响。产品表征结果为目标产物,经测定具有光学活性。     

酶催化合成维生素C脂肪酸酯的反应条件优化

以维生素C(Vc)和若干种脂肪酸为底物,采用自制假丝酵母Candida sp. 99-125固定化脂肪酶,催化合成维生素C脂肪酸酯。结果表明,在该酯化反应中,油酸为最佳脂肪酸底物,丙酮为最佳反应介质。同时研究了各反应因素对Vc转化率的影响,优化后的反应条件为：当Vc浓度为006mol/L时,温度40℃,固定化酶量1.5g,油酸与Vc物质的量比为5∶1,反应时间48h,分子筛添加量0.5g,底物Vc分4次流加,Vc转化率可达91%,批次实验表明该固定化酶在重复使用10次后仍具较高活力.     

微生物转化苯乙酮酸合成R-(-)- 扁桃酸

考察了酵母菌株FD11b不对称还原苯乙酮酸生产R-(-)-扁桃酸的重复使用性能.菌株FD11b在持续6批次(14 d)的还原反应中,一直保持着较高的催化还原活性,且目标产物R-(-)-扁桃酸的对映体过量值(e.e.值)均高于96.5%.在30 L发酵罐上进行Fed-Batch放大试验,当菌体浓度(细胞干重,以下同)为12.5 g/L,底物苯乙酮酸浓度控制在20~30 mmol/L时,还原反应49 h,产物浓度可达125 mmol/L,产物得率为96.1%,e.e.值为98.5%.     

利用脂肪酶Novozym 435催化转酯反应对映选择性合成(R)-α-硫辛酸的手性前体

利用商品脂肪酶Novozym 435介导的对映选择性转酯反应催化拆分(R,S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯(ECHO),以合成(R)-α-硫辛酸的手性前体。对酶促拆分反应的条件进行了优化,确定了该酶的最适反应条件:以乙酸乙烯酯为酰基供体,最适反应温度为50°C,以异丙醚为反应介质,酶最适上载量为100g/mol ECHO,可以耐受的底物浓度为1mol/L。在产品的克级制备反应中,6h底物转化率为47%,产物(R)-6-乙酰氧基-8-氯辛酸乙酯的对映体过量值(eep)为90%,时空产率高达471g/(L·d),产品总收率为36.3%。该酶法催化的转酯化反应为(R)-α-硫辛酸的合成提供了一条新的途径。     

4-烯丙氧基-2,6-二(N,N-二乙胺基甲基)吡啶钌配合物催化苯乙酮氢转移反应

以配体4-烯丙氧基-2,6-二(N,N-二乙胺基甲基)吡啶与三苯基膦氯化钌配位化合物生成新的钌催化剂,催化苯乙酮氢转移反应。考察温度、碱强度、底物浓度及产物等对反应的影响。研究结果表明:在N2气氛下,82℃,苯乙酮、钌配合物和KOH的初始摩尔比为250∶1∶12,反应6 h,苯乙酮的转化率达到99.8%,该催化剂具有很好的催化活性和稳定性。     

固定化柚皮苷酶解转化制备普鲁宁

选择D101-1大孔吸附树脂固定化反应底物柚皮苷,考察α-L-鼠李糖苷酶水解柚皮苷转化普鲁宁的工艺条件,结果表明,其最适条件为:α-L-鼠李糖苷酶用量30 U/mL,最适酶反应温度60 ℃,pH=4.0,底物质量浓度2.4 g/L,振荡速率80 r/min。在此条件下酶解反应420 min,柚皮苷转化率达到78%。此外,研究发现,高浓度的Mn2+、Fe2+对酶解反应有极强的促进作用。Lineweaver-Burk双倒数拟合曲线的Km=5.12 g/L,Vmax=0.013 g/(L·min)。利用薄层色谱(thin layer chromatography,TLC）和高效液相色谱（high performance liquid chromatography,HPLC）对酶解产物进行分析,并验证得出,反应完全后可得到纯的反应产物普鲁宁。     

Microbial Transformation of Acetophenone to 2—Phenylethanol

Microorganisms are commonly used to transform chemicals to chiral compounds. Pseudomonas cepacia 1813, Pseudomonas stutzeri 1317, Saccharomyces cerev isiae 1912, and 5 Escherichio coil strainswere used to transform acetophenone to 2-phenylethanol. The results show that the E. coli strains have the poorest biotransformation ability. P. stutzeri 1317 provides the best transformation ability with a transformation rate of 30% achieved with either whole or broken P. stutzeri 1317 cells for a reaction pH of 8. 2 and an initial acetophenone concentration of 2 g/L. An acetophenone concentration of 10 g/L strongly inhibits the biotransformation for a pH of 8. 2. Crude alcohol dehydrogenase obtained from S. cerevisiae 1912 transforms acetophenone to 2-phenylethanol when nicotinamide adenine dinucleotide reduced (NADH) is added.     

造纸污泥同步糖化发酵生产燃料乙醇

以卫生纸厂初级污泥作为生物质原料,采用同步糖化发酵法生产燃料乙醇,对其工艺条件进行了优化,并考察了3种非离子表面活性剂(Tween-20、Tween-60、Tween-80)对造纸污泥同步糖化发酵的促进效果.结果表明:合适的工艺条件为反应温度36℃、底物质量浓度100 g/L、酵母接种量6%(体积分数)、纤维素酶用量25 FPU/g;Tween-20能显著促进造纸污泥的同步糖化发酵,添加0.2%的Tween-20时,乙醇产率提高14%;上述工艺条件下反应48 h的乙醇质量浓度达19.5 g/L,是理论值的63.9%.对同步糖化发酵前后污泥及发酵液的主要化学成分进行分析,发现大量纤维素已糖化发酵成乙醇,仅少量半纤维素发生水解,水解产物木糖不能被酵母有效利用发酵成乙醇.扫描电镜分析显示造纸污泥经同步糖化发酵后,长条状的纤维大多被破坏,同时出现了大量椭球状的酵母细胞.     

臭氧-过氧化氢联合浸出方铅矿

在盐酸溶液中,以臭氧和过氧化氢为氧化剂、三氯化铁为助浸剂联合浸出方铅矿精矿制备氯化铅,考察各种操作参数对铅浸出率的影响.实验结果表明:搅拌速率为500r/min、氯化钠初始质量浓度为250g/L、反应温度为90℃、反应时间为180min、三氯化铁初始质量浓度为259/L、过氧化氢初始质量浓度为6.669/L、盐酸初始浓度为0.3mol/L、臭氧进口氧气流量为1.0L/min是臭氧-过氧化氢联合浸出方铅矿的最佳操作参数,此时铅的浸出率达99.5％,产物氯化铅纯度达99.6％.     

Sol-gel法固定化漆酶处理氯酚类污染物

以2,4-二氯酚(2,4-DCP)和2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)为代表,采用Sol-gel法固定化漆酶处理氯酚类污染物.结果表明:底物初始浓度为0.5 mmol/L,固定化漆酶投加量为7 g/L,反应3 h后DCP去除率可达95.3%,而反应2 h后TCP去除率可达99.6%.TCP和DCP去除过程可以用米氏方程描述,其米氏常数Km值分别为11.72和9.97 mmol/L,因此固定化漆酶对TCP的亲和力高于DCP,这导致了在反应时间、初始浓度、固定化酶投加量以及底物共存等因素变化后两者去除效果上的差异.连续48 h的运行数据和酶活损失表明固定化漆酶具有较好的反应稳定性.     

响应面法优化水葫芦生物炭吸附尼泊金乙酯工艺研究

以水葫芦为原材料,柠檬酸改性制备生物炭对尼泊金乙酯(EP)的吸附。通过Box-Behnken Design实验,使用吸附剂添加量、pH值、EP初始浓度和反应时间这四个变量对尼泊金乙酯去除率的影响进行模拟优化。实验结果表明：水葫芦生物炭（WB）与柠檬酸改性水葫芦生物炭（CA-WB）在各单因素实验中对EP溶液去除影响的大小顺序为：吸附剂添加量＞EP浓度＞pH＞反应时间。WB吸附EP的最佳反应条件为：pH为1.12、反应时间为3.28 h、EP初始浓度为18.4 g/L和WB添加量为3.86 g/L,此时WB对EP的去除率为81.04％,实际条件下验证EP去除率为85.12%,与预测值误差为4.79%;CA-WB吸附EP的最佳反应条件为：pH为2.8、反应时间为3.23 h、EP初始浓度为14.7 mg/L和CA-WB添加量为3.73 g/L,此时CA-WB对EP的去除率为96.00％,实际条件下验证EP去除率为93.24%,与预测值误差为2.96%。     

玉米麸皮中阿魏酰低聚糖的制备

以玉米麸皮为原料,利用纤维素酶辅助木聚糖酶制备阿魏酰低聚糖,通过正交试验对制备条件进行了优化,得到最佳制备条件:反应温度60℃,pH值5.0,反应时间36 h,纤维素酶质量浓度8 g/L,木聚糖酶质量浓度6 g/L,底物质量浓度165 g/L,在此条件下,产物中阿魏酰低聚糖的浓度达到2.127 mmol/L.     

分批添料对戊糖、己糖同步发酵制备乙醇的影响

以树干毕赤酵母为发酵菌株,混合糖(葡萄糖与木糖质量比为2∶1)为发酵底物,通过分批添料来提高糖利用率及乙醇得率。结果表明,一次性投料发酵糖初始浓度以94.0 g/L为最佳,乙醇浓度可达33.9 g/L。在高糖浓度一次性投料发酵中,延长发酵时间可以继续降低残糖浓度,增加乙醇浓度。但是初始糖浓度越高,其变化幅度也越低。初始糖浓度为108.0 g/L,31 h发酵后残糖浓度为9.1 g/L,乙醇浓度为34.3 g/L,延长到42 h时残糖浓度为0.4 g/L,乙醇浓度提高到37.0 g/L。当总糖浓度为80.9 g/L时,补糖时间在12 h内完成,且以两次补糖法较合适,发酵24 h乙醇浓度达到33.8 g/L。     

发酵性丝孢酵母产油脂中纤维质糖化液脱毒工艺对比及优化研究

纤维质在进行稀酸水解糖化时,会产生一些对菌体发酵有抑制作用的物质。为了除去抑制物,提高纤维质糖化液的发酵产脂能力,对玉米秸秆稀酸水解液的脱毒产脂条件进行了优化,优化结果为：蒸煮20min,活性炭用量为1.0g/L,乙醛用量为 0.4g/L,黄孢原毛平革菌接种量(以孢子 计)为4×10⁸L^-1。此时,菌体生物量为21.2g/L,油脂含量为50.9%,油脂质量浓度为10.8g/L,糖油转化率为13.5%。