[发明专利]一种固定化酶法生产L-鸟氨酸盐酸盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产L-鸟氨酸盐酸盐的方法，尤其是涉及一种固定化酶法生产L-鸟氨酸盐酸盐的方法。

背景技术

L-鸟氨酸盐酸盐是重要的医药工业基础原料，是细胞中重要的代谢产物，对于生物体内液态氨的排除有重要的调节作用。

目前，国内外对于酶法转化生产L-鸟氨酸盐酸盐的文献报道不一。L-鸟氨酸盐酸盐的制备方法主要有三种：化学法、发酵法和酶法。

1化学法

目前工业上最常用的生产方法是采用化学法水解L-精氨酸制备L-鸟氨酸，1966年Shell Int.Rearsch采用丙烯酸和氰化钠作为主要原料化学合成L-鸟氨酸。(GB1020492，1966)。

2发酵法

用肠杆菌中的某些菌如Escherichia coli，Aerobacter aerogenes，Proteus rettgeri和Proteus mirabili的突变菌株，进行发酵生产L-鸟氨酸，发酵液中L-鸟氨酸最高为15mg/mL，(GB1098348，1968；US39668072，1972)，Shibuya等利用Arthrobacter citreus 23-2A的突变株发酵生产L-鸟氨酸，发酵72h，产率为35.2g/L。

3酶法

沈淑英等用粪链球菌ATCC8043，粪产碱杆菌ATCC21400，粪链球菌S-43游离细胞转化底物L-精氨酸制备L-鸟氨酸，转化率为95-100％，提取收率为85-90％(天津微生物，1981，3：28-38)。1995年，M Kyriakos等利用从动物肝脏中提取的精氨酸酶水解L-精氨酸用于多种L-鸟氨酸盐的制备(US5405761，1995)。

上述L-鸟氨酸酶法生产过程都是利用游离细胞转化底物L-精氨酸，所以转化液中会含有少量菌体蛋白和其他杂质，不利于产物的分离纯化；且转化后要去除菌体，降低产物得率，导致生产成本增加。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简单、精氨酸转化率高、产量高的固定化酶法生产L-鸟氨酸盐酸盐的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现，包括如下步骤：

一种酶转化生产L-鸟氨酸盐酸盐的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)固定化酶的制备

取三乙醇胺阴离子苯乙烯树脂，用碳酸钾溶液浸泡6-18h后过滤，再将滤出的三乙醇胺阴离子苯乙烯树脂与碳酸钾、溴化氢按质量比为1∶(0.1-0.6)∶(0.2-0.5)配制成反应溶液，于冰浴中反应5-60min，调节pH值至7-10，再加入精氨酸酶，使其与三乙醇胺阴离子苯乙烯树脂的质量比为(0.002-0.01)∶1，于1-10℃反应12-48h，洗涤后用饱和食盐水浸泡0.5-3h，再洗净即制得固定化酶，保存于水中；

(2)转化条件的优化

将步骤(1)中制得的固定化酶与精氨酸、乙酸锰按质量比1∶(1-3)∶(0.004-0.02)混合，溶于去离子水中，调节pH值至6-9，在30-50℃下，搅拌反应得到混合液；

(3)产物提取和精制

将步骤(2)中的混合液过滤后，向滤液中加入活性炭，用盐酸调节pH值至3-6，于40-90℃下搅拌反应5-30min后，过滤，将滤出液浓缩至有结晶析出，停止浓缩，加入醇类，搅拌0.5-3h，析出L-鸟氨酸盐酸盐，过滤、干燥即得产品。

所述的步骤(1)中的反应溶液含三乙醇胺阴离子苯乙烯树脂质量为40-60g/100ml。

所述的步骤(1)中的碳酸钾溶液的摩尔浓度为1-5M。

所述的步骤(1)中的碳酸钾是摩尔浓度为1-5M的溶液，所述的溴化氢是质量浓度为1-4g/ml的溶液，所述的精氨酸酶是质量浓度为1-4g/1的溶液。

所述的步骤(1)中的pH值采用摩尔浓度为0.05-2M的冷碳酸氢钠溶液调节。

所述的步骤(1)中的洗涤是依次利用100-400ml，0.05-0.3M的碳酸氢钠溶液，0.5-4M的氯化钠溶液和去离子水洗涤2-5次。

所述的步骤(2)中的pH值采用盐酸调节。

所述的步骤(2)中搅拌反应的搅拌速度为60-200rpm，反应时间为6-18h。

所述的步骤(3)中活性炭的加入量为1-6g/100ml滤液。

所述的步骤(3)中醇类包括甲醇、乙醇或正丙醇。