[发明专利]一种监控γ-氨基丁酸生物转化过程的系统和方法

权利要求书

1.一种同时在线测定L-谷氨酸和γ-氨基丁酸的系统，该系统包括：

发生酶促反应从而获得生物转化液的生物反应器；

用于过滤来自生物反应器的转化液的过滤装置；

对来自过滤装置的转化液进行检测的近红外光谱仪；

使生物反应器中的转化液经由过滤装置连续地传送到近红外光谱仪的传送泵；以及

用于对近红外光谱仪所采集的近红外光谱信号进行处理和运算拟合，从而得到γ-氨基丁酸及其底物L-谷氨酸含量的计算机数据处理系统；所述计算机数据处理系统对采集得到的近红外光谱进行去趋势化预处理，选取近红外光谱检测波数段区间6111cm^-1至5748cm^-1，采用偏最小二乘法对该波数段区间的数据进行拟合建模，从而测算L-谷氨酸和γ-氨基丁酸的含量；

其中，所述过滤装置包括串联的微滤金属筛网和超滤膜。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生物反应器具有搅拌装置和控温加热装置。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传送泵设置在微滤金属筛网和超滤膜之间。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微滤金属筛网为能够过滤不溶性颗粒的400目至800目的不锈钢筛网。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超滤膜是能够截留细菌菌体的0.2微米的超滤膜。

6.一种在线监控γ-氨基丁酸生物转化过程的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)在生物反应器中发生如下酶促反应，从而获得包含γ-氨基丁酸的生物转化液：

(2)采用过滤装置过滤来自生物反应器的转化液，其中，所述过滤装置包括串联的微滤金属筛网和超滤膜；

(3)通过传送泵使生物反应器中的转化液经由过滤装置连续地传送到近红外光谱仪，采集转化液的近红外光谱；

(4)在计算机数据处理系统中对所采集的近红外光谱信号进行去趋势化预处理并选取近红外光谱检测波数段区间6111cm^-1至5748cm^-1，采用偏最小二乘法对指定波数段区间的数据进行拟合建模，从而得到γ-氨基丁酸及其底物L-谷氨酸含量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述反应在搅拌和控温加热条件下进行。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，采用流加方式加入谷氨酸脱羧酶，其中谷氨酸脱羧酶来自谷氨酸脱羧酶的天然菌株或基因工程表达菌株的菌体细胞、微生物菌体细胞、以及植物动物组织。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，谷氨酸脱羧酶的投入量是3000～6000U，酶的流加速度控制在1000～2000U/小时。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括采用邻苯二甲醛自动化柱前衍生HPLC法对在线监控γ-氨基丁酸生物转化过程的方法进行校正和检验的步骤。