中空纤维酶膜反应器制备l-蛋氨酸的研究

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1、天津大学硕士学位论文中空纤维酶膜反应器制备L-蛋氨酸的研究姓名：王魁申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：赵林20090501中文摘要本文采用分体式中空纤维酶膜反应器，利用游离氨基酰化酶对N．乙酰．DL．蛋氨酸进行了拆分，并对拆分液进行了分离。包括以下内容：游离氨基酰化酶动力学理论分析。考察了底物浓度、产物浓度对拆分反应的影响，并用非线性法和L．B法对实验数据进行了拟合。结果表明：在实验所用底物浓度范围0～0．24mol／L，拆分反应符合米氏方程，米氏常数K。=O．985mmol／L，没有出现底物抑制。两种产物均对拆分反应有抑制作用，L．蛋氨酸为

2、竞争性抑制，抑制常数墨：--5．01mmol／L，乙酸为非竞争性抑制，抑制常数K。=13．228mmol／L。非线性法拟合出的参数值更优。游离氨基酰化酶热失活动力学研究。推导了该酶热失活过程的三态模型，并对模型作了简化，通过测定不同温度下，酶的比活随时间的变化，对实验数据进行了拟合。结果表明：氨基酰化酶的热失活符合简化模型，即一级衰减模型。得到失活速率常数k=5．7×1016exp(12903．2／n。用分体式中空纤维酶膜反应器对底物进行了拆分研究。考察了不同底物浓度、底物停留时间对稳态时转化率以及产物产率的影响，并对该反应体系进行了数学模拟。结果表

3、明：在实验条件下，底物浓度为0．05mol／L，停留时间为5小时，结果较好。在低底物浓度下，修正的米氏方程能够较好的描述反应行为，而在高底物浓度下，出现了较大的偏差，需对方程作进一步的修正。对拆分后的溶液进行了分离研究。结果表明：在V为50"--"350ml之间的收集液用于浓缩结晶获得N．乙酰．D．蛋氨酸；在V为350--．1000ml之间的收集液用于浓缩结晶获得L．蛋氨酸。在上柱过程中，60。C左右的热水即可将L．蛋氨酸洗出，成本低廉且不造成化学污染，而简单的酸洗即可使Na+树脂柱再生，因此较低的成本有利于L．蛋氨酸的制备。关键词：游离氨基酰化酶，

4、动力学，热失活，酶膜反应器，拆分液ABSTRACTTherecirculatedhollowfiberenzymaticmembranereactorwasusedwithfreeaminoacylasefortheopticalresolutionofN—acetyl-DL—Methionineandresolvedsolutionwasseparated．Theoriesoffreeaminoacylasedynamicswereanalyzed．Todeterminetheeffectsofsubstrateconcentrationandpr

5、oductconcentrationontheopticalresolution，experimentswerecarriedout．Bothnon．1inearandL．Bmethodswereusedtofitwiththeexperimentaldata．Theresultsshowedthatintheexperimentalsubstrateconcentrationusedinthescopeof0-0．24mol／L，theresolutionwasconsistentwiththeMichaelis．Mentenequation；th

6、econstantofMichaelis-Mentenwas0．985mmol／Landtherewasnosubstrateinhibition．Thetwoproductsboth。inhibitedtheresolutioninwhichL—Methioninewascompetitiveinhibitorandinhibitionconstantwas5．0lmmol／Lwhileaceticacidwasnon-competitiveinhibitorandinhibitionconstantwas13．228mmol／L．Paramete

7、rsobtainedfromnon．1inearmethodwerebetter．Thermaldeactivationkineticsoffreeaminoacylasewasstudied．Thethree—statemodeloftheprocessofthisenzyme’sheatdeactivationwasderivedandthemodelwasfurthersimplified．Bymeasuringtheenzymerelativeactivitychangingagainsttimeatdifferenttemperatures

8、，experimentaldataobtainedwerefit．1heresultsshowedthath