熒光假單胞菌R4直接轉化大米淀粉水解糖合成2-酮基-D-葡萄糖酸的研究.pdf

1、2-酮基-D-葡萄糖酸(2-keto-D-gluconicacid，2KGA)是一種重要的有機酸，它是合成D-異抗壞血酸及其鈉鹽的重要中間體。在工業(yè)生產中，淀粉水解糖是生產2KGA的主要原料。大米淀粉水解糖中除了含有高濃度的葡萄糖（大于230g·L-1）外，還含有少量的游離態(tài)蛋白質，可作為菌體生長的氮源?；诖竺椎矸鬯馓沁@一特性，本課題將2KGA發(fā)酵法與靜息細胞轉化法結合在一起，建立一種新的2KGA生物轉化方法，以取代現行的發(fā)酵法，從

2、而達到節(jié)能降耗、提高生產效率、降低生產成本的目的。主要結論如下:
　　 (1)建立了HPLC法定量檢測2KGA的方法。2KGA的紫外最大吸收波長為194nm，選擇2KGA的檢測波長為216nm，保留時間為3.738min，線性回歸方程為Y=1.5818X-0.0354(R2＞0.9999)，線性范圍1.0g·L-1～20.0g·L-1;精密度的RSD為0.14％，穩(wěn)定性的RSD為2.15％，重現性的RSD為0.25％，2KGA平

3、均回收率為99.42％、RSD為0.16％。
　　 (2)對轉化培養(yǎng)基的滅菌條件、熒光假單胞菌AR4種子培養(yǎng)過程以及菌體培養(yǎng)時間對菌體細胞產酸性能的影響進行了研究。實驗結果表明，轉化培養(yǎng)基在108℃、15min條件下滅菌，2KGA轉化率最高，達到了90.72％;菌體細胞的種齡為18h。
　　 (3)對熒光假單胞菌AR4直接利用大米淀粉水解糖合成2KGA的條件進行了研究。實驗結果表明，初始細胞濃度、轉化溫度、底物濃度、搖瓶

4、裝液量、轉化時間、轉化培養(yǎng)基初始pH值對2KGA的合成均有顯著影響;2KGA合成的適宜條件為:初始細胞濃度2.0g·L-1、轉化溫度30℃、底物濃度180g·L-1、500mL三角瓶裝液量40mL、初始pH值7.0。在此條件下，2KGA平均產量、平均生產強度和平均轉化率分別為180.79g·L-1、2.83g·L-1·h-1和93.19％，分別比分批發(fā)酵法高出6.86g·L-1、0.11g·L-1·h-1和3.00％。實驗結果還表明，熒

5、光假單胞菌AR4菌體細胞具有較好的重復利用穩(wěn)定性和低溫保藏穩(wěn)定性。
　　 (4)熒光假單胞菌AR4直接利用大米淀粉水解糖合成2KGA的轉化過程大致可以分為兩個階段:第一階段，菌體快速生長，2KGA隨著葡萄糖的消耗逐漸積累;第二階段，氮源物質消耗殆盡，菌體基本停止生長，菌體細胞濃度基本穩(wěn)定，菌體細胞繼續(xù)利用葡萄糖快速合成2KGA至葡萄糖消耗殆盡為止。
　　 (5)對2KGA生物轉化過程的動力學進行了研究，建立了動力學模型。