瓜氨酸作为一种非蛋白质氨基酸,在尿素循环中起着重要的作用。许多近年来的文献指出,瓜氨酸在人体中发挥着很大的药用功能,如清除自由基、作为异体排斥效应指示剂、帮助血管舒张、稳定血压以及诊断类风湿关节炎、抗氧化等,因此瓜氨酸受到了营养学和医学界的广泛重视。本文建立了固定化粪链球菌细胞转化L-瓜氨酸的方法,研究了在填充床反应器中连续转化L-瓜氨酸的生产工艺,目的是建立一套成本低廉,操作方便,产品质量可靠的L-瓜氨酸实验室生产体系,为今后工业化生产L-瓜氨酸奠定基础。本文对实验室保藏菌种粪链球菌Streptococcus faecalis BT001进行固定化。首先选择合适的固定化材料,确定了采用海藻酸钠作为主要的固定化载体,同时添加5%硅藻土对颗粒进行改性,并用3%的硅氧烷聚合物进行进一步处理,菌体细胞含量10%,所得的固定化细胞操作稳定性较高,可反复利用8次而酶活基本不变。同时确定了在摇床中固定化细胞转化制备L-瓜氨酸的最适条件：pH6.5、温度35℃、反应体系醋酸缓冲液0.2mol/L、转速100r/min、反应时间20h,精氨酸浓度100g／L,得到的L-瓜氨酸浓度最高为85g／L。然后进一步研究了在填充床反应器中连续生产L-瓜氨酸的工艺。实验结果表明,当填充床反应器有效体积为589mL,装填含10%菌体细胞的固定化颗粒623g,在反应温度为35℃下,含L-精氨酸100g/L,pH值为6.5的反应液通过蠕动泵流加,流速为30mL/h时,能够连续反应73d。在此过程中,平均每天产L-瓜氨酸质量浓度95.6g／L,摩尔产率为95.1%。通过对瓜氨酸提取液分离纯化步骤的研究,确定了最适的分离纯化工艺条件：将提取液调pH值为10左右,在室温下,以1.2BV／h的流速与D201阳离子交换树脂交换吸附,吸附后,用去离子水冲洗树脂,再用0.5mol/L的氨水洗脱,洗脱液减压蒸馏,乙醇洗涤结晶得L-瓜氨酸粗产品。整个工艺过程所得产品纯度为98.4%,产品总收率为86.4%。本文还对摇床分批生产L-瓜氨酸和填充床反应器中连续生产L-瓜氨酸的工艺所用原料成本进行了分别核算。最后得出前者为140.143元／Kg,后者为108.547元／Kg,因此推荐使用填充床反应器中连续生产L-瓜氨酸的工艺。