氧化葡萄糖酸桿菌生產(chǎn)高濃度二羥基丙酮的研究.pdf

1、1，3-二羥基丙酮(DHA)是一種具有重要商業(yè)價(jià)值的化學(xué)物質(zhì)，目前主要由氧化葡萄糖酸桿菌(Gluconobacter oxydans)等微生物以甘油為底物發(fā)酵生產(chǎn)。
　　 本研究分離鑒定了一株來自花中的產(chǎn)DHA的菌株，通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了DHA的轉(zhuǎn)化可以不依賴于活細(xì)胞，優(yōu)化了該菌株的產(chǎn)酶發(fā)酵條件，并用響應(yīng)面法優(yōu)化了甘油脫氫酶(glycerol dehydrogenase，GDH)的反應(yīng)條件及穩(wěn)定性條件，最后確定了一個(gè)雙階段發(fā)酵方案，研

2、究了5-L發(fā)酵罐中DHA的發(fā)酵轉(zhuǎn)化過程。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　　 1.產(chǎn)DHA菌株的分離與鑒定：經(jīng)富集培養(yǎng)劃線分離純化后，得到一株產(chǎn)DHA的菌株3-9。通過對(duì)該菌株的形態(tài)學(xué)研究，生理生化特性測(cè)定，16S rDNA測(cè)序及系統(tǒng)發(fā)育分析，確定菌株3-9屬于葡萄糖桿菌屬(Gluconobacter sp.)。
　　 2.菌株活細(xì)胞及GDH關(guān)系研究：通過傳統(tǒng)發(fā)酵過程分析、DHA耐受性研究及超聲波破壁處理實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了死亡細(xì)胞中

3、的GDH可以催化DHA的合成；在較高濃度DHA下，GDH比菌株活細(xì)胞更穩(wěn)定。
　　 3.產(chǎn)酶發(fā)酵條件研究：采用搖瓶培養(yǎng)試驗(yàn)研究各影響因子，以測(cè)定菌體生長量和酶活性為指標(biāo)，確定了該菌株產(chǎn)酶發(fā)酵的最佳條件為：甘油50g/L，K2HPO40.1g/L，KH2PO40.9g/L，酵母膏7.5g/L，pH5.5。最適培養(yǎng)溫度為27.5℃。
　　 4.DHA轉(zhuǎn)化條件優(yōu)化：采用響應(yīng)面法對(duì)GDH的反應(yīng)條件及穩(wěn)定性條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明：

4、GDH在pH4.61，溫度33.3℃，甘油濃度80.0g/L時(shí)活性最高，達(dá)到2.24 U/mL；對(duì)于穩(wěn)定性，甘油、DHA、pH和溫度這幾個(gè)因子之間存在明顯的交互作用。高濃度甘油或低濃度DHA條件下GDH較穩(wěn)定。然而，當(dāng)溫度很低時(shí)，即使DHA濃度很高，GDH也可保持穩(wěn)定。此外，最佳的pH會(huì)受到DHA濃度或溫度的影響。
　　 5.DHA發(fā)酵轉(zhuǎn)化過程研究：確定了一個(gè)雙階段轉(zhuǎn)化方案，即把整個(gè)發(fā)酵過程分為菌體培養(yǎng)期和甘油轉(zhuǎn)化期兩個(gè)階段，分