Ectoine的高效制備技術(shù)及其對(duì)酶-細(xì)胞抗逆協(xié)助作用的研究.pdf

1、Ectoine（1，4，5，6-四氫-2甲基-4-嘧啶羧酸）是中度嗜鹽菌中普遍存在的一類重要的滲透壓補(bǔ)償溶質(zhì)。Ectoine不但能夠平衡細(xì)胞的滲透壓，而且在高溫、嚴(yán)寒、干旱、極端PH值、高壓、高鹽和高輻射強(qiáng)度等逆環(huán)境下，對(duì)酶、DNA、細(xì)胞膜以及整個(gè)細(xì)胞提供抗逆協(xié)助作用，因此在化妝品、生物制劑、酶制劑和制藥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 由于Ectoine含有一個(gè)手性碳原子，很難用化學(xué)方法合成，因此利用微生物發(fā)酵提高Ectoin

2、e制備效率的問題受到重視。關(guān)于Ectoine制備效率的研究，主要集中在菌株篩選及制備工藝方面。絕大多數(shù)報(bào)道合成Ectoine的菌株在Ectoine胞內(nèi)閾值與高鹽濃度之間存在矛盾;采用細(xì)菌擠奶（Bacterial milking）工藝制備Ectoine，雖然能夠大幅度提高Ectoine的合成量，但滲透壓沖擊后Ectoine的釋放率不高。Ectoine的發(fā)酵技術(shù)水平一直不是很高，特別是缺少發(fā)酵過程優(yōu)化控制理論依據(jù)。
　　 為了解決上

3、述問題，本研究選用菌株Halomonas venusta DSM4743，一方面它能夠耐受較高的滲透壓，另一方面其胞內(nèi)Ectoine濃度閾值相對(duì)較高。在1.5 mol/LNaC1濃度下分批發(fā)酵Ectoine最大合成量為3.2g/L。該菌株能夠耐受滲透壓沖擊，采用細(xì)菌擠奶工藝制備Ectoine，6次循環(huán)后Ectoine的總合成量為14.7 g/L，Ectoine釋放率高達(dá)97％。同時(shí)通過代謝流分析的方法，對(duì)H.venusta DSM474

4、3發(fā)酵過程實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化控制，選擇谷氨酸單鈉為唯一碳氮源、谷氨酸單鈉流加發(fā)酵、限量供氧，與以葡萄糖為碳源的分批發(fā)酵相比，Ectoine合成量提高了2.8倍，得率提高了2倍。在Ectoine的應(yīng)用研究方面，選取麥芽淀粉酶、β-葡聚糖酶以及纖維素酶，由于在麥芽制備過程中這三種酶經(jīng)過高溫焙焦階段酶活力均有不同程度的損失，造成麥芽釀造性能下降，因此考察在高溫下Ectoine對(duì)這三種麥芽酶的抗逆協(xié)助作用。添加Ectoine的三種酶在80℃和90℃高溫