亚氨基二乙酸是合成农药除草剂草甘膦的重要中间体。而草甘膦是目前世界上应用最广、产量最大的农药,占全球总量的30%。且其销量逐年递增,需求旺盛。而亚氨基二乙酸路线生产草甘膦是世界主流的草甘膦生产方法。目前,亚氨基二乙酸的生产大多采用化学法,生产过程中会产生多种副产物和有毒有害物质,带来成本和环境方面的诸多问题。而酶法水解腈类化合物具有反应条件温和、环境污染小、成本低等优点,与化学法相比有明显的优势。目前已经有应用腈水解酶水解腈类化合物的成功例子,而对亚氨基二乙腈的酶法水解领域尚属空白。本文使用实验室保藏的一株氰降解菌Alcaligenes faecalis ZJB09133,以该菌体的固定化及反应器构建为主线,研究了固定化细胞催化水解亚氨基二乙腈制备亚氨基二乙酸的过程。以下为研究的主要内容。首先,建立底物和产物的分析方法。具体的分析方法为:色谱柱,HypersilSAX5μm4.6mm×200mm;流动相,20mM(NH4)2HPO4,用磷酸调pH为4;柱温为室温;检测波长,210 nm;流速,1.0 mL/min;进样量,20uL。其次,筛选合适的固定化载体,优化固定化细胞的制备过程和催化条件。同时考察固定化细胞的重复性和稳定性。具体的固定化方法为:海藻酸钠浓度2.0%,聚乙烯醇浓度8.0%,两种包埋材料混合加热溶解后,冷却至室温。加入8.0%(菌体与包埋剂的质量体积比m/v)菌体,混匀后通过蠕动泵滴加入4.0%氯化钙和饱和硼酸混合液中;成型12h。转化条件为:底物浓度1.0%,固定化细胞含菌体量0.2g,pH为8.0的Tris-HCl缓冲液,温度40℃、150rpm条件下转化。固定化细胞转化8h,产物得率为15%。固定化细胞重复使用10次,活力降为原来的30%,与游离细胞相比有明显的提高。同时固定化细胞和游离细胞的在一个月内活力都改变不大。最后,在制得固定化细胞的基础上构建固定化细胞生物反应器,并对其操作过程进行优化,初步研究其连续化生产亚氨基二乙酸的可行性。结果为,采用聚乙烯醇-海藻酸钠固定化细胞,在两个反应器串联的固定床反应器中连续催化水解0.8%的底物生产亚氨基二乙酸,在一周内固定化细胞活力稳定,产物得率为20%左右。