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《天津大学》 2005年
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生物法合成1,3-丙二醇的过程工程研究

陈宏文  
【摘要】:1,3-丙二醇(1,3-PD)是一种重要的化工原料,它可作为化学和医药工业中多种润滑剂、有机溶剂和前体的合成原料。它最主要的用途是作为新型聚酯(如PTT)、聚醚和聚亚氨酯的单体。1,3-PD的生产方法有化学法和生物转化法。近年来,生物转化法以其利用可再生资源、对环境友好等特点日益受到人们的重视。本论文以来源于克雷伯杆菌的甘油脱氢酶(GDH)和1,3-丙二醇氧化还原酶(PDOR)催化合成1,3-PD为目的,对酶的制备、酶促合成过程及无电荷超滤膜反应器设计进行了深入的研究,以期开辟一条生物法高效生产1,3-PD的新途径。 有氧条件下,建立了细胞破碎和1,3-PD代谢途径中关键酶酶活力测定方法。通过应用均匀设计、人工神经网络和遗传算法优化培养基配方和培养条件优化,GDH、PDOR酶活力最终达到3700、3840U/L,为后续催化合成反应创造条件。在有氧条件下,采用离子交换层析和亲和层析两步法同时分离纯化了GDH和PDOR,为酶法合成1,3-PD提供酶源。 克雷伯杆菌在含有盐酸氨基脲和甘油的磷酸盐缓冲液培养基中有氧发酵,可实现3-羟基丙醛(3-HPA)的转化,为酶法合成1,3-PD提供关键底物。建立同时测量甘油、3-HPA和1,3-PD、二羟基丙酮(DHA)的高效液相色谱分析方法。 分别确定了GDH、PDOR酶促反应机制为Ordered BiBi,建立其分批条件下动力学模型。有氧分批条件下,伴随辅酶Ⅰ再生,实现酶法合成1,3-PD和DHA。构建无电荷超滤膜反应器,优化辅酶截留条件,提高辅酶截留率。研究克雷伯杆菌NaCS-PDMDAAC微胶囊生产1,3-PD。微胶囊细胞连续发酵10批,其生产能力为0.60g/L/h,是游离细胞的2.56倍。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ223.16

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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【二级参考文献】
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