濁點(diǎn)系統(tǒng)中萃取酶法水解青霉素G制備6-APA.pdf

1、6-氨基青霉烷酸(6-APA)是半合成β-內(nèi)酰胺抗生素的關(guān)鍵中間體，年產(chǎn)量在10000噸以上，酶法水解青霉素是生產(chǎn)6-APA的重要途經(jīng)。工業(yè)上主要用青霉素酰化酶在控制pH條件下水解青霉素G制備6-APA，但該水解工藝過程需要消耗酸堿、并產(chǎn)生大量廢物，增加了環(huán)境的負(fù)擔(dān)；而且存在分離青霉素發(fā)酵液和純化青霉素的繁瑣工藝。為了克服上述缺陷，水-有機(jī)溶劑兩相系統(tǒng)的萃取生物催化受到人們的重視，但是水-有機(jī)溶劑兩相系統(tǒng)中的萃取酶法水解降低了pH ,

2、從而使酶的活性和穩(wěn)定性大大降低。解決此問題的策略就是采用酶固定化技術(shù)或分子生物學(xué)手段提高酶在有機(jī)溶劑中的穩(wěn)定性或是開發(fā)和應(yīng)用新的萃取系統(tǒng)。 非離子表面活性劑溶液在溫度高于其濁點(diǎn)或有一定添加物存在的條件下會(huì)自動(dòng)形成表面活性劑濃度很小的稀相和富含表面活性劑的凝聚層相，這一系統(tǒng)常稱為濁點(diǎn)系統(tǒng)。本課題研究了濁點(diǎn)系統(tǒng)中固定化青霉素酰化酶萃取水解青霉素制備6-APA的工藝，結(jié)果表明青霉素?；冈跐狳c(diǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較有機(jī)溶劑有明顯提高，在濁點(diǎn)系

3、統(tǒng)中不調(diào)節(jié)pH值情況下仍然能夠達(dá)到一個(gè)相當(dāng)高的平衡pH。青霉素的酶解反應(yīng)在濁點(diǎn)系統(tǒng)稀相中發(fā)生，產(chǎn)物PAA不斷地被萃取到凝聚層相，從而移動(dòng)了水解反應(yīng)平衡，使反應(yīng)向產(chǎn)物方向進(jìn)行。在此基礎(chǔ)上優(yōu)化了濁點(diǎn)系統(tǒng)下酶法水解青霉素的反應(yīng)條件， 研究表明青霉素濃度為4％（質(zhì)量體積比）、酶量為0.15g、反應(yīng)系統(tǒng)體積比為1/1（表面活性劑5ml/青霉素水溶液5ml）、反應(yīng)4小時(shí)后轉(zhuǎn)化率可達(dá)65％以上，與傳統(tǒng)的單相反應(yīng)水解相比，轉(zhuǎn)化率有了明顯提高。本

4、實(shí)驗(yàn)還證實(shí)了重復(fù)利用表面活性劑的可行性。凝聚層相回收后調(diào)pH 7以上對6-PAA進(jìn)行反萃取后，作為新的凝聚層相用于青霉素水解反應(yīng)中，仍然保留了萃取PAA的能力，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率沒有明顯降低。在以上實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用批式操作模式、離散式半批式操作模式、對流連續(xù)操作模式分別做了研究。對同一青霉素溶液，多次置換凝聚層相可以使反應(yīng)轉(zhuǎn)化率不斷提高，置換3次以后轉(zhuǎn)化率達(dá)到了90％以上。高轉(zhuǎn)化率結(jié)合綠色環(huán)保的可持續(xù)操作過程表明這種新的半批式操作具有應(yīng)用到酶法