烟酸，化学名称吡啶-3-甲酸，又名尼古丁酸，是一种动物所必需的化学物质，它参与有机物的氧化还原作用，在日常生活中被广泛应用。目前我国烟酸现有产量远远不能满足需求，大部分依赖进口。传统的烟酸生产方法是化学法生产，因其需要强酸（或强碱）、高温、高压等反应条件，而且副产物多、产量低、环境污染严重。相比传统的化学方法，微生物法生产反应条件温和、选择性好、流程简单、产物产率和纯度高等诸方面都显示出化学合成法所不可比拟的优点。本课题旨在研究和开发生物转化法催化3-氰基吡啶制备烟酸的工艺，论文分三部分对该工艺进行了研究，具体内容如下：1、Pseudomonas putida XY4静息细胞生物催化特性研究考察了pH、温度、金属离子、底物浓度、产物浓度、有机溶剂、酶修饰剂以及细胞浓度对酶活的影响，以及酶的pH与温度稳定性，同时对酶的底物特异性和烟酸的生物转化过程进行了考察。结果表明，最佳催化条件为：pH7.2，30℃，底物浓度50mM；Ag+、Cu2+和Fe3+对酶活的强烈抑制作用说明酶结构中存在一个必要的巯基基团；尿素和甘油可提高10%的酶活，而EDTA可降低70%；酶对高浓度己烷和二甲苯耐受性较高；该腈水解酶对3-氰基吡啶和4-氰基吡啶等芳香族杂环腈具有较高的特异性，其次是甘氨腈和丙烯腈，对酰胺类无特异性，说明该菌没有产生腈水合酶和酰胺酶，而是芳香族腈水解酶；每克菌体对底物的转化速率为5.9g/h。2、连续转化生产烟酸的研究考察了静息细胞生物量、转化反应体系和补料方式对转化能力的影响。结果表明，在静息细胞转化反应体系中，底物或产物对酶的抑制作用造成转化力随菌体量的增大幅度是m不成比例的；在转化反应体系的选择上，生长细胞体系优于静息细胞体系；在补料方式的选择上，采用高浓度底物变速流加的补料方式较好，目前取得的最高转化数据为：转化3-氰基吡啶156.2g，生成烟酸185g，耗时7h，转化率100%，摩尔转化率118%，这是在体积为1L的7.5g/L生长细胞体系高浓度底物变速补料转化试验中获得的；同时确定了发酵接种的最佳种龄为20h左右，接种量为3%。3、产物的提取和鉴定确定了转化液中烟酸的最佳提取工艺为：（1）转化液预处理阶段：70℃热处理30min后8000rpm离心20min。（2）产物粗提阶段：酸沉淀结晶法，缓慢加酸调节pH至3.7后离心、烘干晶体，得率和纯度达90%，离心后上清中残留烟酸可用旋蒸浓缩法进行回收。（3）产品精制阶段：脱色与重结晶同时进行，吸附剂脱色最佳参数为粉末活性炭用量3%，作用温度80℃，作用时间40min。烟酸精制产品的鉴定结果显示，纯度达99.9%，各种谱学特征均符合要求，完全可以应用到食品和医药等领域。本论文的研究结果为利用3-氰基吡啶生物转化法生产烟酸的工业化应用打下了基础，同时对从氰基化合物生物法生产其他有机酸类化学品也具有良好的参考价值。