技术详细介绍
生物酶法生产富马酸
技术简介
当前工业上主要采用顺酐(又称马来酸酐)异构法生产富马酸，其他可以用来生产富马酸的工艺还包括：糠醛氧化法、马来酸酶催化异构法、石蜡发酵法(又 称假丝酵母发酵法)以及生物质原料发酵法等。富马酸的生产方法中顺酐异构法、 马来酸酶催化异构法及石蜡发酵法采用的原料均为石油基产品，随着石油的枯 竭及油价的大幅上涨，这些工艺不符合当前可持续发展的要求，且产品的市场竞争力越来越差。糠醛氧化法的原料虽说可以来自生物质原料，但该工艺的产 品收率低、催化剂毒性大，不符合当前绿色环保的时代要求。生物法生产富马酸可以极大缩减原材料成本，避免化学法合成富马酸所带来的环境污染问题； 通过代谢调控、基因改造、酶工程等手段是提高生物法生产富马酸的产率重要 思路。正是由于这些原因，使得以可再生生物质为原料发酵生产包括富马酸在内 的各种平台化合物成为各国政府今后发展的重点方向之一。20世纪初期就开始 了霉菌发酵产富马酸的研究工作，随着科学技术的进步，富马酸得率一度到了 30％-40％。富马酸的生物合成法具体包括酶催化转化法和微生物发酵法。目前全世界富马酸的生产能力为 34万 t/a，其中我国富马酸年产量达到 5万 t左右，供求基本处于持平状态。富马酸的主要消费领域为不饱和聚 Ra树脂、 纸浆料助剂、食品、医药等领域。我国富马酸的应用范围小，用途单一，随着 其应用领域的不断拓展，尤其作为一种平台化合物从它出发可以合成很多四碳化合物，在石油资源日益枯竭的情况下，其应用前景将越来越广阔。因此，迫切需要一种廉价，高效生产富马酸的方法。
生物酶法具有产物浓度高、收率高、纯度高、副产物少和精制操作容易的 优点，是一种较为有效的廉价生产富马酸的方法。本申请通过克隆表达富马酸酶，以 L-苹果酸为原料，酶促反应催化脱水的方法通过体外酶法来制备富马酸， 提供了一种廉价，高效生产富马酸的方法，具有产物浓度高、收率高、纯度高、 副产物少和精制操作容易的优点。本技术还优化了反应和分离条件，进一步提 高了转化率和产品纯度。