基于上述原因及近年来反应分离耦合原理在乙醇、 乳酸、o一干扰素等产品中成功地运用 ， 现利用该原理把生产所得的产品不断移走 ， 则可使反 应不断向右移动 ， 从根本上提高酶法生产L-苹果酸的生产效率降低分离成本 ， 缩短流程降 低投资 。
亦称该反应分离耦台工艺为一步酶转化法即富马酸钙晶体直接转化成苹果酸钙晶体：fumaraseCaFu =Ca2+Fu2一_2十Ca2+=Cata固相 液相液相 固相式中 ， Fu2代表富马酸根 ， Ma2一代表苹果酸根 。
众所周知 ， 富马酸钙在水中的溶解度很小 ，。

8、40时为91210molL ， 但苹果酸钙在同样条件F的溶解度更小 ， 只有67510molL ， 它们均与液相中的酸根离子存在平衡转化关系 。
在生物反应分离耦合过程中 ， 在延胡索酸酶的作用下 ， 富马酸钙不断溶解并在延胡索酸酶的催化下将其转化生成卜苹果酸钙并且结晶析出 。
3结果与讨论31酶反应温度对耦合转化率的影响 任何酶催化作用本质上是一种化学反应 。
化学反应均以分子运动为基础 。
酶催化反应以酶分子与底物分子运动和分子与酶活性有关 ， 基团的碰撞络合解离为基础 。
分子动能与温度高低 直接相关 。
因此 ， 温度对酶的催化反应速度有着不可分割的关系 。
在本文中 ， 笔者研究考察了不同温度对产氨短杆菌MA一2(Bammoniagenes。

9、MA-2)、黄 色短杆菌MA一3(丑pa”um MA一3)反应分离耦合生产p苹果酸的影响 。
结果如图1 ， 在所研 究的温度范围内 ， 随着反应温度的升高 ， 其转化庠增大 ， 40时为最大 ， 25及50G下均较小 。
这是由于在较高的温度下 ， 延胡索酸酶失活速率增加 ， 细胞中的延胡索酸酶蛋白发生变性而失 去催化活力 ， 使最终转化率降低 ， 相反 ， 在较低反应温度下 ， 由于延胡索酸酶活力较低 ， 因此 ，最终酶反应转化率也较低 。
在加时 ， 酶转化反痘处于最佳状态 。
j圈I 温度对转化反应的影响图2 pH对转化反应的影响32 pH对酶反应分离耦合的影响 ：酶同所有的蛋白质一样是可籍解的 。
酶在承溶液环境中的解离状态和行为 ， 均受到氢离子 的左右 ，。

10、氢离子对酶的催化反应有明显的效应 ， 由图2可知 ， 当pH=7075时 ， 该酶转化反 应的平均转化率为最大值 ， 超过这一范围 ， 转化率迅速下降 ， 这说明延胡索酸酶在该反应分离耦合过程中不同氢离子浓度下曳催化活力有显著变化 ， 只有在最佳离解状态下才能与底物结合而表现出最大酶活力 。
33不同酶量对分离耦合反应的蓐响 在底物富马酸钙大量存在吐 ， 形成中间产锄的量取决于延胡索酸酶的浓度 ， 延胡索酸酶分子愈多 。
则底物富马酸钙转化为产物苹果酸钙盼蕈亦相应地增加 ， 研究中笔者取16只三角瓶分别分批加入3209富马酸钙 ， 并在瓶中各加入产氟短杆菌MA一2、黄色短杆菌MA一3的酶发酵 液20 ， 40 ， 60 ， 80 ， 90 ， 100 ， 110 ， 12 。

11、0ml ， p碍=70 ， 在40C下反应25h后取样分析 ， 实验结 果表明 ， 在一定范围内 ， 随着两菌酶发酵液量酌增加 ， 转化率不断上升 ， 当两菌酶发酵液量增至一定值其转化率即为恒定值 ， 如图3所示 。
在该试验体系中取酶发酵液量为100ml ， 此时两菌酶转化率达99 9 ， 即相当于m延胡索酸酶发酵液能将32kg富马酸钙转化成相应的苹果酸钙 。
7j：n?”图3 酶液体积对转化反应的影响图4反应分离耦台进程曲线34反应分离藕合进程曲线 实验室规模 ， 笔者考察了反应分离耦合工艺的进程曲线 ， 在两只1L的烧杯中分别加入lOOm!产氨短杆菌MA一2、黄色短杆菌“A一3培养液 ， 一次性加入底物富马酸钙 ， 在搅拌状态下连 续取样分析苹果酸含 。

12、量 ， 计算出转化效率 ， 结果如图4所示 ， 在开始反应的前6h左右转化效率 持续一个很低的水平 ， 随着时间的推移反应转化率不断上升 ， 当反应进行至24h左右 。
总体转 化率达999 。
用相同的方法进行中试 ， 根据酶培养液批次的不同 ， 当n酶培养液转化32t马 酸钙 ， 且其转化效率达999 ， 所需转化时间为2Q一28h 。
将该反应生成的苹果酸钙进行分离 ，纯化所得上一苹果酸各项指标均符美国药典标准 ， 产品中富马酸残留量在01左右 ， 经成本核算 达16万元t ， 基本与化学合成法生产的DL一苹果酸相当 ， 是固定化细胞生产成本的60 。
35反应分离耦合中酶反应动力学 ， 实验中 ， 底物富马酸钙的起始渗度C 。
为91102ItlolL ， 加入酶的初 。

13、始浓度为ck=1班 ， 表1产氨短杆菌MA-2时阔与富马酸钙浓度的关系h乞c, ， h岛(m01 ， 1102)c 。

来源：(未知)

【学习资料】网址：/a/2021/0413/0021924728.html

标题：反应|反应分离耦合技术生产Ｌ－苹果酸工艺过程优化及酶反应动力学的研究( 二 )