其它有机酸发酵工艺苹果酸.ppt

黄腾华和王雪根，以富马酸铵为酶反应底物，选用黄色短杆菌，在16L发酵罐中培养20h，酶活力达到40000单位。 12L发酵液得到的菌体制成容积为16L的固定化细胞，取其中8L装成反应柱，在37℃每天流过14%的富马酸铵溶液100L，可产L-苹果酸12.5%，质量转化率近89.29%。 杨廉婉等人以富马酸为原料采用固定化细胞的方法生产苹果酸。将发酵得到的微生物细胞用多孔珍珠岩粉吸附再用聚乙烯醇包埋，低温固定化。固定化细胞的富马酸酶回收率90%以上，产物对底物的转化率80%以上。专利） 第三十页，共四十八页，2022年，8月28日 西德专利2450137公布了用聚丙烯酰胺凝胶包埋产延胡索酸酶的微生物细胞生产苹果酸的方法。 Yamamoto 等也报道了用相似的办法固定化产氨短杆菌连续生产苹果酸的方法。 Takata 报道了用卡拉胶包埋黄色短杆菌连续生产苹果酸的方法。 中国专描述了用卡拉胶包埋黄色短杆菌生产苹果酸的方法。 第三十一页，共四十八页，2022年，8月28日 该方法的劣势： 生产成本较高 以化学合成原料富马酸生产的苹果酸存有疑虑， 从混合液中把苹果酸和富马酸彻底分开难度较大，产品质量很难达到出口要求 所以这种方法生产苹果酸也具有一定的局限性。 该方法实施现状 日本自二十世纪70年代开始使用这种工艺小批量生产L-苹果酸，但发展不快，产量至今不大。 我国八十年代末九十年代初，固定化酶或细胞转化法生产L-苹果酸的研究达到了高潮，全国各地相继建设了多条生产线， 但由于固定化酶的转化率低，半衰期短，国产富马酸质量不稳定，生产成本相对较高， 第三十二页，共四十八页，2022年，8月28日 对该方法的研究: 固定化细胞酶活力稳定性的研究 固定化方法的选择， 主要包括固定介质，细胞浓度， 胆汁酸和胆氧胆酸浓度， 温度，底物浓度和pH值等因素。 第三十三页，共四十八页，2022年，8月28日 ⑴固定化黄色短杆菌生产L-苹果酸流程 第三十四页，共四十八页，2022年，8月28日 第一页，共四十八页，2022年，8月28日 概述 L-苹果酸(L-malic acid简称L-Ma)是生物体糖代谢过程中产生的重要有机酸，广泛存在于生物体中、在未成熟的苹果、葡萄、樱桃等的水果和蔬菜中含量约为0.4%。 苹果酸发酵研究历史。 我国在发酵法生产苹果酸方面的研究工作。 苹果酸发酵生产的现状。 第二页，共四十八页，2022年，8月28日 苹果酸发酵研究历史 早在20世纪20代Kostychev等利用蔗糖发酵时，在加CaCO3的培养基中就获得了L-苹果酸。 1959年阿部重雄等普查了260株曲霉、120株青霉和80株根霉的产苹果酸能力，选出了黄曲霉A-114菌株，并对此菌株进行发酵条件的探索。摇瓶发酵7～9d、产苹果酸最高浓度可达50g/L。 第三页，共四十八页，2022年，8月28日 1976年米光英一，利用出芽短梗霉 (Aureobasidium pullulans）可直接由糖质原料生产L-苹果酸。 例如由葡萄糖50g、NaNO3 2.0g、KH2PO4 1.5g、MgSO4·7H2O 0.05g、酵母膏0.05g，水1.0L配成培养基、灭菌冷却后，接种出芽短梗霉，同时加CaCO3 2%，27℃振荡培养5d，1.0L培养基中含L-苹果酸25.2g。 第四页，共四十八页，2022年，8月28日 酶催化法生产苹果酸 日本田道制药公司首创以精制富马酸为原料，通过产氯杆菌菌体固定化，将富马酸转化成L-苹果酸。 1972年，千火田一郎等，以产氨短杆菌为生产菌株，以聚丙烯酰胺凝胶为载体进行菌体固定化连续生产L-苹果酸。 但利用此菌种进行反应过程中，副产物琥珀酸很难与L-苹果酸分开,经过反复试验，用含脱氧胆酸或胆酸的基质溶液进行处理，可抑制副产物琥珀酸的生成。提高了L-苹果酸的产量。在工业生产上选择了最廉价的胆汁为胆酸。抑制副产物琥珀酸的生成。 1974年田边制药公司以此法进行L-苹果酸连续生产。在容积1000L的充填塔中，日夜连续反应，日产L-苹果酸15.4吨。 第五页，共四十八页，2022年，8月28日 1987年 Chikata、Ichiro等建立了一个1000L的以K-卡拉胶固定黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)的固定化反应柱，持续6个月，每小时能生产42.2Kg/L苹果酸。 1990年 Fialovo、Marie等建立了一个中试车间，用藻朊酸固定棒杆菌细胞、流加富马酸盐溶液，每90d生产20吨苹果酸。 田道制药公司和三菱化成公司用此工艺大量生产L-苹果酸。产品主要用于医药工业的大输液、pH调节剂和某些药物的中间体。 第六页，共四十八页，2022年，8月28日 我国在发酵法生产