氨基酸的酶法制備及近紅外光譜技術(shù)在其中的應(yīng)用.pdf

1、氨基酸是蛋白質(zhì)的主要組成部分具有廣泛的生物活性，在生物體代謝過程中起到重要作用，同時作為重要的化學試劑及醫(yī)藥中間體，在多肽合成以及手性藥物開發(fā)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的氨基酸的制備方法主要采用發(fā)酵生產(chǎn)和化學合成，本論文嘗試了S-腺苷蛋氨酸(SAM)、L-鳥氨酸以及D-精氨酸的酶法制備工藝，并利用近紅外光譜技術(shù)作為分析監(jiān)測手段，考察了酶法轉(zhuǎn)化過程中的底物或產(chǎn)物的變化過程，為小品種氨基酸的清潔生產(chǎn)以及在線控制奠定了基礎(chǔ)。
　　 本

2、論文首先對以L-蛋氨酸和三磷酸腺苷(ATP)為底物利用腺苷蛋氨酸合成酶，酶法制備SAM的酶法合成條件進行優(yōu)化，得到了酶法合成的最優(yōu)條件:SAM合成酶400 U/L， L-蛋氨酸20 mmol/L、ATP10mmol/L，K2SO410 mmol/L，MgSO4120 mmol/L，0.5％β-巰基乙醇5 ml/L，37℃，pH8.5。在此條件下ATP的轉(zhuǎn)化率達到75％以上。同時采用近紅外檢測技術(shù)在8965.2～5413.2 cm-1波段

3、范圍內(nèi)采用偏最小二乘法建立數(shù)學模型，選擇多元散射校正預處理光譜圖建立近紅外光譜技術(shù)模型y=0.9597x+2.1776，R2=0.9611，并對酶促反應(yīng)進行了測定分析，結(jié)果表明此模型可以滿足定量分析的要求。
　　 其次，利用響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計對以L-精氨酸為底物利用精氨酸酶，酶法制備L-鳥氨酸的工藝進行了優(yōu)化，建立二次響應(yīng)面回歸模型，回歸方程的F值和模型的相關(guān)系數(shù)R2均較理想，表現(xiàn)出較好的擬合度。從而確定最佳反應(yīng)條件為:L-精氨酸1

4、50 g/L，精氨酸酶0.5 g/L(酶活為6314.64 U/g)，反應(yīng)溫度為37℃，pH自然。在該條件下L-鳥氨酸的轉(zhuǎn)化率為95.86％，與模型預測有較好吻合。在此基礎(chǔ)上利用近紅外光譜技術(shù)建立了L-鳥氨酸酶法轉(zhuǎn)化過程的含量檢測方法，結(jié)果表明:模型預測效果較好(檢驗集y=0.9484x+4.062，R2=0.9484，校正集y=0.9412x+4.0169，R2=0.9709)，可用于L-鳥氨酸酶法制備實時監(jiān)測，為L-鳥氨酸及其他氨基

5、酸酶法生產(chǎn)過程中的實施檢測提供了新的研究思路。
　　 此外，利用精氨酸酶專一催化L-精氨酸水解的原理以DL-精氨酸為底物，同時制備D-精氨酸與L-鳥氨酸鹽酸鹽，并得到高附加價值的產(chǎn)物。經(jīng)反應(yīng)條件優(yōu)化確定的DL-精氨酸的最佳酶促反應(yīng)條件為:底物質(zhì)量濃度為40g/L，精氨酸酶質(zhì)量濃度為0.2g/L，pH自然，37℃下反應(yīng)24 h，此條件下L-精氨酸的轉(zhuǎn)化率為99.5％。分離純化后D-精氨酸的含量99.0％，L-鳥氨酸含量達到98.9