论文部分内容阅读
磷脂酰丝氨酸(Phosphatidyiserine,简称PS)是一种稀有磷脂,是人体生命的基础物质。可影响脑信息的传递,帮助大脑记忆的储存和读取,被誉为继胆碱和”脑黄金"DHA之后的一大新兴的“智能营养素”。然而,自然界中PS的含量极其稀少,为了满足人们需求,常用酶转化法合成磷脂酰丝氨酸。但是,在磷脂酶D酶法合成PS的过程中,为了保证获得高产率的PS产品,使得反应体系中底物L-丝氨酸大大过量,大约是另一底物PC摩尔含量的100倍,造成了L-丝氨酸几乎99%的浪费。为了节约成本,L-丝氨酸的回收成为必须。本文主要针对磷脂酶D (PLD)催化大豆磷脂(PC)合成PS的两相反应体系,根据文献报道,在确定了PS合成的最佳工艺条件的基础上,对PLD可能的催化机理提出假设。研究了酶促反应的影响因素,建立了动力学反应模型。在各种工艺条件下对反应模型进行了评价,发现,反应模型模拟的数据与实验数据的匹配度较高,说明了反应模型的合理性及可靠性。根据反应模型,对PLD催化反应的副产物及底物效应进行了分析：合成PS时,底物L-丝氨酸大大过量,造成原料的浪费,提出回收L-丝氨酸的必要性。而且随着底物PC浓度增大,胆碱生成量成比例增大,回收的L-丝氨酸中将夹杂一定量的胆碱,它的存在,大大抑制酶反应速率,降低PS收率,影响L-丝氨酸的重复利用率。测定了L-丝氨酸在醇-水体系中溶解度,考查了醇浓度、pH、胆碱浓度对L-丝氨酸溶解度的影响。研究发现,随着醇浓度的增大,L-丝氨酸的溶解度减小,因为乙醇的加入大大减小了溶液的介电常数；L-丝氨酸是两性物质,过酸或者过碱都会促进其电离,在等电点5.68附近,溶解度最小；L-丝氨酸的溶解度随着胆碱浓度的增大而降低。并根据L-丝氨酸的醇水溶解平衡,采用乙醇重结晶法回收反应液中过量的L-丝氨酸,确定最佳回收工艺条件为：水相浓缩浓度18%,乙醇用量10mL,pH为5.5,结晶温度为10℃,转速为250rpm。L-丝氨酸的回收率高,可达90%左右,纯度也较高,回收的1g L-丝氨酸中胆碱的夹杂量最多达0.56%。为了验证L-丝氨酸的重复利用性,重新构建了基于L-丝氨酸回收利用的PS合成工艺流程,将回收的L-丝氨酸重复5次应用到PS的合成反应中,研究发现,应用时,添加少量的新鲜氨基酸,PS收率降低幅度很小,L-丝氨酸可重复利用性良好。且在单一水相中,重复回收操作,可达到类似的回收效果。