專利名稱：：一種減少生物法丙烯酰胺生產(chǎn)中副產(chǎn)物丙烯酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種減少生物法丙烯酰胺生產(chǎn)中副產(chǎn)物丙烯酸的方法。
背景技術(shù)：
：生物法丙烯酰胺生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)菌會同時產(chǎn)生腈水合酶和腈水解酶，因此生物催化劑在催化丙烯腈發(fā)生水合反應(yīng)生成丙烯酰胺的同時也會催化部分丙烯酰胺發(fā)生水解反應(yīng)生成副產(chǎn)物丙烯酸。丙烯酸的生成使反應(yīng)生成液的電導(dǎo)率過高，雜質(zhì)含量高，不僅增加離子交換樹脂精制系統(tǒng)的處理負(fù)荷，而且會增加原料丙烯腈的消耗。一般生產(chǎn)過程中反應(yīng)生成液的丙烯酸的含量在2000ppm左右，通過研究發(fā)現(xiàn)丙烯酸的生成占反應(yīng)液電導(dǎo)率的60%以上。通常減少生產(chǎn)中副產(chǎn)物丙烯酸的方法是在生產(chǎn)菌種分離純化過程中根據(jù)菌落的形態(tài)來選擇低產(chǎn)丙烯酸的菌種。該方法在實際應(yīng)用中效果不明顯，生產(chǎn)中丙烯酸的生成量波動很大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是通過向生產(chǎn)菌種分離純化的固態(tài)培養(yǎng)基中加入適量的丙烯酰胺來對生產(chǎn)菌種進(jìn)行定向選擇，從而獲得低產(chǎn)丙烯酸的生產(chǎn)菌種，利用該菌種制備生物催化劑并用于催化丙烯腈水合反應(yīng)，從而達(dá)到減少催化反應(yīng)中副產(chǎn)物丙烯酸生成量的目的。丙烯酰胺是生理毒性物質(zhì)，它能夠使生物的某些蛋白質(zhì)變性甚至導(dǎo)致其死亡。利用富產(chǎn)丙烯酸的生產(chǎn)菌在代謝過程中產(chǎn)生的腈水解酶相對較多，對丙烯酰胺的適應(yīng)性相對較強(qiáng)的特點，采用在生產(chǎn)菌種分離純化的固態(tài)培養(yǎng)基中加入適量的丙烯酰胺，實現(xiàn)對低產(chǎn)丙烯酸菌種和富產(chǎn)丙烯酸菌種的定向篩選，從而在生產(chǎn)菌種分離純化過程中獲得低產(chǎn)丙烯酸的菌種，利用該菌種制備生物催化劑并用于催化丙烯腈水合反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到減少催化反應(yīng)中副產(chǎn)物丙烯酸的生成量，降低反應(yīng)生成液電導(dǎo)率的目的。一種減少生物法丙烯酰胺生產(chǎn)中副產(chǎn)物丙烯酸的方法，首先利用丙烯酰胺生產(chǎn)菌(節(jié)桿菌，拉丁文名稱Arthrobactersp.原始菌種可在中國科學(xué)院微生物研究所購買，菌種編號As1.8)原有固態(tài)培養(yǎng)基(主要成份葡萄糖、酵母膏、氯化鈉、硫酸鎂、磷酸氫二鉀、瓊脂)對生產(chǎn)菌種進(jìn)行初步篩選，將產(chǎn)酶能力在1200X104ugAAm/mlh的菌種作為初選合格菌種，然后對初選合格的菌種利用以原有固態(tài)培養(yǎng)基(主要成份葡萄糖、酵母膏、氯化鈉、硫酸鎂、磷酸氫二鉀、瓊脂)為基礎(chǔ)加入占培養(yǎng)基總質(zhì)量O.10.5%的丙烯酰胺后形成的新的固態(tài)培養(yǎng)基進(jìn)行再次篩選。在新的固態(tài)培養(yǎng)基上，初選合格菌種會出現(xiàn)有的能生長，有的不能生長的情況，從初選合格菌種中淘汰在新固態(tài)培養(yǎng)基上能生長的菌種，剩下的菌種就是低產(chǎn)丙烯酸的生產(chǎn)菌種，利用該菌種制備生物催化劑并用于催化丙烯腈水合反應(yīng)，從而達(dá)到減少催化反應(yīng)中副產(chǎn)物丙烯酸的生成量，降低反應(yīng)生成液電導(dǎo)率的目的。低產(chǎn)丙烯酸生產(chǎn)菌種篩選培養(yǎng)基的制備方法，丙烯酰胺在高溫條件下滅菌會發(fā)生聚合，影響培養(yǎng)基中丙烯酰胺的含量和定量，因而采用不同的滅菌方法對培養(yǎng)基組分分開滅菌，具體操作過程如下首先用紫外線對丙烯酰胺晶體進(jìn)行單獨滅菌1030分鐘，再將丙烯酰胺生產(chǎn)菌原有固態(tài)培養(yǎng)基(主要成份葡萄糖、酵母膏、氯化鈉、硫酸鎂、磷酸氫二鉀、瓊脂)在121'C，0.12Mpa的條件下滅菌1820分鐘，待其溫度降至506(TC時，最后在無菌條件下加入經(jīng)紫外線滅菌后的丙烯酰胺晶體，并用滅菌的玻璃棒攪拌均勻，將其制備成篩選生產(chǎn)菌種的固態(tài)平板培養(yǎng)基后備用。本方法能夠?qū)⒋呋磻?yīng)生成液中的丙烯酸含量由2000ppm左右降至500卯m以下，反應(yīng)生成液的電導(dǎo)率由3000us/cm左右降至300us/cm以下。由于利用含丙烯酰胺的固態(tài)培養(yǎng)基對生產(chǎn)菌種進(jìn)行了定向選擇，獲得了低產(chǎn)丙烯酸的生產(chǎn)菌種，使生產(chǎn)過程中副產(chǎn)物丙烯酸的生成量顯著減少，而且實際生產(chǎn)應(yīng)用中效果穩(wěn)定。具體實施例方式實施例l腈水合酶生產(chǎn)菌種分離純化過程中，首先利用原固態(tài)培養(yǎng)基(主要成份葡萄糖、酵母膏、氯化鈉、硫酸鎂、磷酸氫二鉀、瓊脂)對保藏菌種進(jìn)行初步的篩選，獲得產(chǎn)酶能力在1200X104ugAAm/ml*h的初選合格菌種15支，編號為AA^。制備含丙烯酰胺0.5%的固態(tài)培養(yǎng)基，將占培養(yǎng)基總質(zhì)量0.5%的丙烯酰胺放到無菌的三角瓶中，在無菌操作間的超凈工作臺上用紫外線照射1030分鐘，將丙烯酰胺生產(chǎn)菌原有固態(tài)培養(yǎng)基(主要成份葡萄糖、酵母膏、氯化鈉、硫酸鎂、磷酸氫二鉀、瓊脂)在12rC，0.12Mpa的條件下滅菌1820分鐘，待其溫度降至506(TC時，再在無菌條件下加入經(jīng)紫外線滅菌后的丙烯酰胺，并用無菌的玻璃棒攪拌均勻，用配制好的培養(yǎng)基制成篩選生產(chǎn)菌種的新固態(tài)平板培養(yǎng)基。初選合格的菌種在新固態(tài)培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，15支初選合格的菌種中&和A8不能在新固態(tài)培養(yǎng)基上生長，其它均能在新固態(tài)培養(yǎng)基上生長，因此選擇A,和A8菌種作為最終生產(chǎn)菌種。利用生產(chǎn)菌種A4制備的生物催化劑催化丙烯腈水合反應(yīng)獲得的反應(yīng)生成液中丙烯酸含量和電導(dǎo)率與利用A,。作為生產(chǎn)菌種獲得的反應(yīng)生成液的情況對比如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例2腈水合酶生產(chǎn)菌種分離純化過程中，首先利用原固態(tài)培養(yǎng)基(主要成份葡萄糖、酵母膏、氯化鈉、硫酸鎂、磷酸氫二鉀、瓊脂)對保藏菌種進(jìn)行初步的篩選，獲得產(chǎn)酶能力在1200X104ugAAm/ml*h的初選合格菌種13支，編號為B,Bu。制備含丙烯酰胺0.3%的固態(tài)培養(yǎng)基，將占培養(yǎng)基總質(zhì)量0.3%的丙烯酰胺放到無菌的三角瓶中，在無菌操作間的超凈工作臺上用紫外線照射1030分鐘，將丙烯酰胺生產(chǎn)菌原有固態(tài)培養(yǎng)基(主要成份葡萄糖、酵母膏、氯化鈉、硫酸鎂、磷酸氫二鉀、瓊脂)在121'C，0.12Mpa的條件下滅菌1820分鐘，待其溫度降至506(TC時，再在無菌條件下加入經(jīng)紫外線滅菌后的丙烯酰胺，并用無菌的玻璃棒攪拌均勻，用配制好的培養(yǎng)基制成篩選生產(chǎn)菌種的新固態(tài)平板培養(yǎng)基。初選合格的菌種在新固態(tài)培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，13支初選合格的菌種中B6不能在新固態(tài)培養(yǎng)基上生長，其它均能在新固態(tài)培養(yǎng)基上生長，因此選擇B6菌種作為最終生產(chǎn)菌種。利用生產(chǎn)菌種Be制備的生物催化劑催化丙烯腈水合反應(yīng)獲得的反應(yīng)生成液中丙烯酸含量和電導(dǎo)率與利用Bis作為生產(chǎn)菌種獲得的反應(yīng)生成液的情況對比如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例3腈水合酶生產(chǎn)菌種分離純化過程中，首先利用原固態(tài)培養(yǎng)基(主要成份葡萄糖、酵母膏、氯化鈉、硫酸鎂、磷酸氫二鉀、瓊脂)對保藏菌種進(jìn)行初步的篩選，獲得產(chǎn)酶能力在1200X104ugAAm/mlh的初選合格菌種18支，編號為dC,制備含丙烯酰胺0.1%的固態(tài)培養(yǎng)基，將占培養(yǎng)基總質(zhì)量O.1%的丙烯酰胺放到無菌的三角瓶中，在無菌間的超凈工作臺上用紫外線照射1030分鐘，將丙烯酰胺生產(chǎn)菌原有固態(tài)培養(yǎng)基(主要成份葡萄糖、酵母膏、氯化鈉、硫酸鎂、磷酸氫二鉀、瓊脂)在121'C，0.12Mpa的條件下滅菌1820分鐘，待其溫度降至5060'C時，再在無菌條件下加入經(jīng)紫外線滅菌后的丙烯酰胺，并用無菌的玻璃棒攪拌均勻，用配制好的培養(yǎng)基制成篩選生產(chǎn)菌種的新固態(tài)平板培養(yǎng)基。初選合格的菌種在新固態(tài)培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，18支初選合格的菌種中G和d。不能在新固態(tài)培養(yǎng)基上生長，其它均能在新固態(tài)培養(yǎng)基上生長，因此選擇菌種G和d。作為最終生產(chǎn)菌種。利用生產(chǎn)菌種d。制備的生物催化劑催化丙烯腈水合反應(yīng)獲得的反應(yīng)生成液中丙烯酸含量和電導(dǎo)率與利用d作為生產(chǎn)菌種獲得的反應(yīng)生成液的情況對比如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種減少生物法丙烯酰胺生產(chǎn)中副產(chǎn)物丙烯酸的方法，其特征在于首先利用原有固態(tài)培養(yǎng)基對生產(chǎn)菌種節(jié)桿菌(拉丁文名稱Arthrobactersp.)進(jìn)行初步篩選，將產(chǎn)酶能力在1200×104ugAAm/ml·h的菌種作為初選合格菌種，然后對初選合格的菌種，在原有固態(tài)培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，加入占培養(yǎng)基總質(zhì)量0.1～0.5％的丙烯酰胺形成的新的固態(tài)培養(yǎng)基進(jìn)行再次篩選，從初選合格菌種中淘汰在新固態(tài)培養(yǎng)基上能生長的菌種，剩下的菌種就是低產(chǎn)丙烯酸的生產(chǎn)菌種，利用該菌種制備生物催化劑并用于催化丙烯腈水合反應(yīng)；原有固態(tài)培養(yǎng)基主要成份包括葡萄糖、酵母膏、氯化鈉、硫酸鎂、磷酸氫二鉀、瓊脂。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少生物法丙烯酰胺生產(chǎn)中副產(chǎn)物丙烯酸的方法，其特征在于低產(chǎn)丙烯酸生產(chǎn)菌種篩選培養(yǎng)基的制備，是采用不同的滅菌方法對培養(yǎng)基組分分開滅菌，首先用紫外線對丙烯酰胺晶體進(jìn)行單獨滅菌1030分鐘，再將丙烯酰胺生產(chǎn)菌原有固態(tài)培養(yǎng)基在121°C，0.12Mpa的條件下滅菌1820分鐘，待其溫度降至506(TC時，再在無菌條件下加入經(jīng)紫外線滅菌后的丙烯酰胺晶體，并用滅菌的玻璃棒攪拌均勻，將其制備成篩選生產(chǎn)菌種的固態(tài)平板培養(yǎng)基后備用。全文摘要本發(fā)明涉及一種減少生物法丙烯酰胺生產(chǎn)中副產(chǎn)物丙烯酸的方法，首先利用原有固態(tài)培養(yǎng)基(主要成份葡萄糖、酵母膏、氯化鈉、硫酸鎂、磷酸氫二鉀、瓊脂)對生產(chǎn)菌種進(jìn)行初步篩選，將產(chǎn)酶能力在1200×10⁴ugAAm/ml·h的菌種作為初選合格菌種，然后對初選合格的菌種在原有固態(tài)培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，加入占培養(yǎng)基總質(zhì)量0.1～0.5％的丙烯酰胺形成的新的固態(tài)培養(yǎng)基進(jìn)行再次篩選，在新的固態(tài)培養(yǎng)基上，選擇低產(chǎn)丙烯酸的生產(chǎn)菌種，用該菌種制備生物催化劑并用于催化丙烯腈水合反應(yīng)，本方法能夠?qū)⒎磻?yīng)生成液的丙烯酸含量和電導(dǎo)率都降至原來十分之一以下，而且實際生產(chǎn)應(yīng)用中效果穩(wěn)定。文檔編號C12P13/02GK101358217SQ20071011973公開日2009年2月4日申請日期2007年7月31日優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日發(fā)明者平于,馮澤胤,晶劉,吳金海,周云霞,張建曄,張秀華,勝李,李紅梅,俊高申請人:中國石油天然氣股份有限公司