[发明专利]一种糠胺的原位萃取发酵制备方法

说明书

一种糠胺的原位萃取发酵制备方法，属于生物化工技术领域。本发明为解决生物转氨催化制备糠胺存在的原料及产物抑制效应强、副产物浓度高、产物浓度低等问题。提供了一种糠胺原位萃取发酵方法，具体是对菌株进行发酵培养及诱导，然后流加糠醛、氨基供体和葡萄糖进行转氨反应，再外源流加萃取剂进行萃取发酵。本发明首次利用生物发酵技术降低副产物的生成，同时耦合萃取分离技术原位分离糠胺，有效解决了生物转氨面临的生物致毒性，副反应多的问题，实现了高浓度糠胺的生物发酵。

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，涉及一种糠胺的原位萃取发酵制备方法，具体涉及一种用原位萃取强化生物发酵制备糠胺的绿色高效合成方法。

背景技术

糠胺是衍生自糠醛的一种伯胺类化合物，在现代化学和工业中具有多种应用。由于生物催化具有选择性高、催化效率高、反应条件温和的优势，目前，生物转氨已成为生物基糠胺制备的研究前沿，例如2017年Alice等(DunbabinA,SubriziF,WardJM,etal.Furfurylaminesfrombiomass:transaminasecatalysedupgradingoffurfurals[J].GreenChem，2017，19:397-404)利用源自Chromobacteiumviolaceum(DSM30191)的转氨酶(CV-TAMs)催化糠醛制备糠胺。2021年李清等(LiQ,DiJ,LiaoX,etal.Explorationofbenigndeep eutecticsolvent–watersystemsforthehighlyefficientproductionoffurfurylaminefrom sugarcanebagasseviachemoenzymaticcascadecatalysis[J].GreenChem，2021，23:8154-8168)利用转氨酶(CV-TAMs)与丙氨酸脱氢酶(AlaDH)在氯化胆碱/乙二醇-水的两相体系下，利用氯化铵为氨基供体催化合成糠胺。目前，转氨酶催化糠醛制备糠胺均处于实验室研究水平，其均存在原料及产物抑制效应强、副产物浓度高、产物浓度低等问题，制约高浓度糠胺的生物制备，导致糠胺累积浓度一直维持在10g/L以下。

反应与分离耦合过程是为了解决反应过程中产物抑制所引起的产物浓度低、转化率低等问题而发展起来的，而原位萃取发酵是典型的反应与分离耦合过程，其可以在发酵的同时通过对产物的瞬时分离可实现减小产物抑制的目的，同时对于有副产物的发酵过程，萃取发酵还可以提高产物与副产物的比率，从而进一步提高产物产率。目前对于糠胺的生物制备仍处于实验室摇瓶阶段，缺乏有效糠胺的原位萃取发酵技术。

在此基础上针对现有生物转氨催化制备糠胺存在的原料及产物抑制效应强、副产物浓度高、产物浓度低等问题，通过优化生物发酵技术降低副产物的生成，同时耦合萃取分离技术，研发新型的糠胺原位萃取发酵技术，有望解决面临的生物致毒性，副反应多的问题，实现高浓度糠胺的生物发酵。

发明内容

本发明为克服现有生物转氨存在原料及产物抑制效应强、产物浓度低等问题，提供了一种糠胺的原位萃取发酵制备方法，首次利用原位萃取发酵技术实现了糠胺的原位分离，解除了产物抑制，并实现了高浓度糠胺发酵制备。

本发明提供的糠胺的原位萃取发酵制备方法具体按照如下步骤进行：

步骤1：将活化的产转氨酶的重组工程菌株接种到含有葡萄糖的发酵培养基中进行发酵；

步骤2：加入诱导剂诱导发酵后，流加糠醛、氨基供体和葡萄糖进行转氨反应，然后外源流加萃取剂进行萃取发酵，所述萃取剂可原位萃取发酵液中产生的糠胺；

步骤3：发酵结束后，回收萃取剂，减压蒸馏得到糠胺。

在本发明的一种实施方式中，步骤1所述产转氨酶的重组工程菌株为E.coliLYJ201。

在本发明的一种实施方式中，步骤1所述重组工程菌株的接种量为发酵培养基体积的1％～10％。