光学纯扁桃酸是一种重要的手性药物中间体,被广泛应用于多种手性药物的合成,国际市场需求增长较快。利用生物法制备光学纯扁桃酸具有反应条件温和、反应速率快、得率高、产品光学纯度高和环境友好等优点,已经成为国内研究的热点。本研究以葡萄酿酒酵母(Saccharomyces ellipsoideus)催化不对称还原制备(R)-扁桃酸((R)- MA)为研究对象,对提高反应过程的底物浓度、生物催化剂的重复使用进行研究,并在小试(5 L反应罐)水平实现生物法制备(R)-MA。旨在探索出一条生物催化制备(R)-MA的途径。具体内容包括:(1)对利用分批补料提高不对称还原合成(R)-扁桃酸底物浓度进行了研究,结果表明,利用分批补料可以显著降低底物对反应过程的抑制,提高反应的底物浓度。本研究在单因素试验的基础上,采用响应面3因素3水平的中心组合设计研究了补料次数、转化时间、初始底物浓度诸因素共同作用对产物浓度的影响,确定最佳组合是补料次数4次、转化时间65 h、初始浓度5.5 g/L,得出的最高产物浓度为10.87 g/L,e.e.值也达到了100%。比优化前提高了将近150%;(2)在应用原位吸附技术来提高反应的底物浓度的研究表明:在反应体系中添加NKAⅡ大孔吸附树脂,可以显著降低底物对反应过程的抑制,提高反应的底物浓度。在建立了树脂最适添加量的基础上,通过最适添加树脂量将溶液中底物总浓度控制在最适水平,从而实现高底物浓度、快速反应。在15 g/L初始底物浓度转化体系中加入0.6 g树脂,平衡2 h后,反应84 h,产物(R)-MA的产率和e.e.值分别为91.2%和100%,比优化前反应的底物浓度提高了将近200%。对添加树脂后的反应体系进行了温度、pH、和转速的优化。得出反应的最适条件为35℃,pH 7.5,150 r/min,在此条件下,15 g/L底物浓度下的反应时间缩短了12 h。最终发现将两种方法结合,在添加吸附树脂的体系中进行分批补料是最高效的方法,将底物浓度提高到20 g/L,反应84 h并且产率达到了91.6%,e.e.值为100%,而且菌体重复使用性能很好;(3)在5 L发酵罐上进行工艺放大实验中,在20 g/L底物浓度,不通气,150 r/min的搅拌转速,35℃,1:12的菌体量的条件下,产率及e.e.值分别可达90%和100%。