双酶法制备L-天冬氨酸的循环生产工艺

韩卫强; 解茹; 梁玉霞; 曹卫荣; 惠希武; 姚兵

doi:10.13543/j.bhxbzr.2023.02.009

北京化工大学学报（自然科学版） ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (02) : 70 -77. DOI: 10.13543/j.bhxbzr.2023.02.009

双酶法制备L-天冬氨酸的循环生产工艺

韩卫强, 解茹, 梁玉霞, 曹卫荣, 惠希武, 姚兵

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摘要

目前，工业上采用化学法将马来酸转化为富马酸，然后用L-天冬氨酸裂解酶菌株全细胞催化富马酸和氨水生产L-天冬氨酸，并采用硫酸酸化方法使L-天冬氨酸结晶。两步催化反应步骤繁琐，并且全细胞催化富马酸为L-天冬氨酸的菌体消耗量大，硫酸结晶法会产生废品硫酸铵。为了克服以上不足，将两步反应合并，利用实验室构建的马来酸异构酶和L-天冬氨酸裂解酶共表达的大肠杆菌(Escherichia coli BL21(DE3)Bptm-Easp)细胞裂解液催化马来酸铵生产L-天冬氨酸；对酶催化反应条件进行了优化，得到最佳条件：采用pH8.0的200 g/L马来酸铵溶液作为底物，加入马来酸异构酶总活力为2 000 U/L的E.coli BL21(DE3)Bptm-Easp细胞裂解液，于40℃反应24 h,马来酸可转化完毕；反应液经活性炭脱色后，采用马来酸代替硫酸使L-天冬氨酸结晶，经洗涤、干燥后得到L-天冬氨酸晶体，结晶收率达到81.80%;采用碳酸氢铵和少量氨水中和结晶后的马来酸滤液，作为下一批次反应的底物溶液；在此基础上进行了4批次马来酸滤液转化反应，马来酸转化率均在99%以上，L-天冬氨酸结晶收率均在80%以上，L-天冬氨酸纯度达到98%以上。