专利名称：一步酶转化法生产l－苹果酸方法
技术领域：
本发明一步酶转化法生产L-苹果酸方法涉及的是一种酶法生产L-苹果酸的工艺方法，属酶工程领域。
背景技术：
L-苹果酸是在工业、食品及其他方面有着广阔市场的产品，作为重要的化工原料，在食品上作为酸味剂较柠檬酸优越，在其他工业领域，L-苹果酸可作为无公害规格的有机酸来代替常用的三聚磷酸钠和氨基三乙酸钠，消除洗涤废液排入河流产生藻类的弊病。目前，L-苹果酸原固定化酶生产工艺转化率低，生产流程长，转化液中产物含量低，水、电、人工消耗大，后提取成本较高，引起售价过高，使L-苹果酸销售难以与DL-苹果酸、柠檬酸竞争。发明专利“酶法生产L-苹果酸新方法”专利号95111164.7，该专利方法酶反应、分离藕合时间较长，增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的是在于避免现有技术中的不足处，提供一种一步酶转化法生产L-苹果酸方法，采用酶反应与分离藕合技术来生产L-苹果酸，由于加入酶活性调节剂，加大了富马酸盐的用量，提高了反应效率，缩短了反应时间，使酶转化效率达99％以上，单位酶转化生成产物浓度高，可大大提高反应物的浓度，实现一步法将富马酸盐完全转化为L-苹果酸，明显提高分离收率，简化工艺过程，生产耗能少，产品质量优于化学合成法，并且可以大幅度降低生产成本。
一步酶转化法生产L-苹果酸方法是采取以下方案实现的一步酶转化法生产L-苹果酸方法是按一定重量配比称量延胡索酸酶液装入生物反应结晶器，将富马酸盐、酶活性调节剂(酶激活剂)按一定重量配比加入装有延胡索酸酶液的生物反应结晶器中，在常压，温度为30～45℃下进行酶反应，分离藕合，反应、分离、藕合时间为18～26小时，直接获得L-苹果酸的结晶，然后进行分离、纯化，生产和制备出L-苹果酸成品。
一步酶转化法生产L-苹果酸工艺方法中延胡索酸酶液、富马酸盐与酶活性调节剂的原料重量配比为延胡索酸酶液∶富马酸盐∶酶活性调节剂＝1∶25～50∶0.0001～0.0005。富马酸盐可采用富马酸钙。酶活性调节剂可选用硫酸镁、磷酸二氢钾、硫酸锌中的一种或混合物。
一步酶转化法生产L-苹果酸方法比现有技术有如下优点本发明工艺方法表明，一步酶转化法生产L-苹果酸方法能使反应与分离同步进行，实现一步法将富马酸盐完全转化为L-苹果酸，由于加入酶活性调节剂，加大了富马酸盐的用量，提高了反应效率，缩短了反应时间，使酶转化效率达99％以上，单位酶转化生成产物浓度高，可使酶转化生产成本降低40％，与现有技术相比可以大幅度降低生产成本，且生产能力大大提高。一步酶转化法生产L-苹果酸方法生产L-苹果酸可使(1)生产成本与化学法合成的DL-苹果酸相当；(2)生产装置投资低，在常压下生产，耗能少；(3)产品质量优于化学合成法，因而可显著增强L-苹果酸产品的市场竞争力。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述实施例1、在30L的生物反应结晶器中装入1kg延胡索酸酶液，加入富马酸钙25kg，磷酸二氢钾0.0001kg，反应温度为30℃，进行酶反应与分离藕合，26小时后对底物富马酸盐的平均转化率为99.1％，然后进行分离，纯化，制备出L-苹果酸。制备出的L-苹果酸经检测符合美国药典标准。
实施例2、在100L的生物反应结晶器中装入1kg延胡索酸酶液，加入富马酸钙50kg，硫酸镁0.0005kg，反应温度为45℃，进行酶反应与分离藕合，18小时后对底物富马酸盐的平均转化率为99.5％，然后进行分离，纯化，制备出L-苹果酸49.75kg。制备出的L-苹果酸经检测符合美国药典标准。
实施例3、在50L的生物反应结晶器中装入1kg延胡索酸酶液，加入富马酸钙38kg，硫酸镁0.0003kg，反应温度为38℃，进行酶反应与分离藕合，23小时后对底物富马酸盐的平均转化率为99.4％，然后进行分离，纯化，制备出L-苹果酸。制备出的L-苹果酸经检测符合美国药典标准。
实施例4、在100L的生物反应结晶器中装入1kg延胡索酸酶液，加入富马酸钙50kg、磷酸二氢钾0.0005kg，反应温度为45℃，在常压下进行酶反应与分离藕合，20小时后对底物富马酸盐的平均转化率为99.6％，然后进行分离，纯化，制备出L-苹果酸。制备出的L-苹果酸经检测符合美国药典标准。
实施例5、在2000L的生物反应分离藕合器中装入30kg延胡索酸酶液，加入富马酸钙1500kg、硫酸镁0.015kg，反应温度为45℃，在常压下进行酶反应与分离藕合，18小时后对底物富马酸盐的平均转化率为99.9％，然后进行分离，纯化，制备出L-苹果酸。制备出的L-苹果酸经检测符合美国药典标准。
实施例6、在1000L的生物反应分离藕合器中装入30kg延胡索酸酶液，加入富马酸钙900kg，磷酸二氢钾0.005kg、硫酸镁0.01kg，反应温度为38℃，在常压下进行酶反应与分离藕合，22小时后对底物富马酸盐的平均转化率为99.8％，然后进行分离，纯化，制备出L-苹果酸。制备出的L-苹果酸经检测符合美国药典标准。
实施例7、在1000L的生物反应分离藕合器中装入30kg延胡索酸酶液，加入富马酸钙900kg，磷酸二氢钾0.0047kg、硫酸镁0.01kg、硫酸锌0.0003，反应温度为35℃，在常压下进行酶反应与分离藕合，20小时后对底物富马酸盐的平均转化率为99.7％，然后进行分离，纯化，制备出L-苹果酸。制备出的L-苹果酸经检测符合美国药典标准。
实施例8、在1000L的生物反应分离藕合器中装入30kg延胡索酸酶液，加入富马酸钙750kg，硫酸锌0.003，反应温度为38℃，在常压下进行酶反应与分离藕合，24小时后对底物富马酸盐的平均转化率为99.9％，然后进行分离，纯化，制备出L-苹果酸。制备出的L-苹果酸经检测符合美国药典标准。
权利要求
1.一种一步酶转化法生产L-苹果酸方法，其特征在于按重量配比称量延胡索酸酶液装入生物反应结晶器，将富马酸盐、酶活性调节剂按重量配比加入装有延胡索酸酶液的生物反应结晶器中，在常压，温度为35～42℃下进行酶反应，分离藕合，反应、分离、藕合时间为18～26小时，直接获得L-苹果酸的结晶，然后进行分离、纯化，生产和制备出L-苹果酸成品。
2.根据权利要求1所述的一步酶转化法生产L-苹果酸方法，其特征在于所述的延胡索酸酶液、富马酸盐与酶活性调节剂的原料重量配比为延胡索酸酶液∶富马酸盐∶酶活性调节剂＝1∶25～50∶0.0001～0.0005。
3.根据权利要求1所述的一步酶转化法生产L-苹果酸方法，其特征在于所述的富马酸盐采用富马酸钙。
4.根据权利要求1所述的一步酶转化法生产L-苹果酸方法，其特征在于所述的酶活性调节剂选用硫酸镁、磷酸二氢钾、硫酸锌中的一种或混合物。
全文摘要
本发明一步酶转化法生产L－苹果酸方法涉及的是一种酶法生产L－苹果酸的工艺方法，属酶工程领域。一步酶转化法生产L－苹果酸方法，其特征在于按重量配比称量延胡索酸酶液装入生物反应结晶器，将富马酸盐、酶活性调节剂按重量配比加入装有延胡索酸酶液的生物反应结晶器中，在常压，温度为30～45℃下进行酶反应，分离藕合，反应、分离、藕合时间为18～26小时，直接获得L－苹果酸的结晶，然后进行分离、纯化，生产和制备出L－苹果酸成品。所述的延胡索酸酶液、富马酸盐与酶活性调节剂的原料重量配比为延胡索酸酶液∶富马酸盐∶酶活性调节剂＝1∶25～50∶0.0001～0.0005。富马酸盐采用富马酸钙。酶活性调节剂选用硫酸镁、磷酸二氢钾、硫酸锌中的一种或混合物。
文档编号C12P7/40GK1995363SQ20061016157
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月28日 优先权日2006年12月28日
发明者胡永红, 欧阳平凯 申请人:南京工业大学