地衣芽孢桿菌發(fā)酵四甲基吡嗪條件研究.pdf

1、四甲基吡嗪（tetramethylpyrazine，TMP），俗稱川芎嗪，是植物川芎中的一種活性生物堿，同時還是一種醫(yī)藥和農(nóng)藥行業(yè)中間體，被用來合成多種用途廣泛的藥物，其本身也具有臨床藥理作用，在治療心腦血管疾病、抗癌、抗自由基方面有顯著的效果，被廣泛的應(yīng)用于臨床治療。此外，四甲基吡嗪還是一種天然存在的香氣物質(zhì)，天然存在可可豆、咖啡、花生等堅(jiān)果類物質(zhì)、豆類制品和肉類等物質(zhì)中，具有烘烤香氣，被食品加工行業(yè)廣泛采用。
　　本研究以實(shí)驗(yàn)

2、室保藏、篩選自景芝芝麻香白酒中溫大曲的野生地衣芽孢桿菌為出發(fā)菌株，采用等離子誘變（ARTP）、小菌落初篩、高效液相色譜定量復(fù)篩的方法，選育分離得到四甲基吡嗪的高產(chǎn)突變株，進(jìn)行后續(xù)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)選育一株產(chǎn)量穩(wěn)定的高產(chǎn)四甲基吡嗪的菌株。利用搖瓶、發(fā)酵罐通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的手段對高產(chǎn)菌株的發(fā)酵培養(yǎng)基和溫度、DO等培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化，確定最佳的發(fā)酵工藝。搖瓶發(fā)酵最優(yōu)培養(yǎng)基為葡萄糖100 g/L、蛋白胨30 g/L、酵母浸粉15 g/L、玉

3、米漿10 mL/L、磷酸氫二鉀4 g/L、磷酸氫二銨30 g/L，最優(yōu)培養(yǎng)條件為接種量5％（體積比）、培養(yǎng)溫度37℃、初始pH6.5、搖床轉(zhuǎn)速180 r/min。發(fā)酵罐分批發(fā)酵最優(yōu)工藝條件為接種量5%（體積比）、培養(yǎng)溫度37℃、發(fā)酵前期初始pH6.5、溶氧20%—30%，發(fā)酵36 h后溶氧條件10%—20%。當(dāng)發(fā)酵液殘?zhí)墙档椭?0 g/L時，一次性補(bǔ)加120 g/L的葡糖糖，在前體乙偶姻濃度達(dá)到峰值時，一次性補(bǔ)加30 g/L的磷酸氫二銨

4、，此時調(diào)整pH7.0，發(fā)酵周期120 h。發(fā)酵結(jié)束放罐后對發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理處理，對發(fā)酵液中四甲基吡嗪含量進(jìn)行測定，產(chǎn)量能達(dá)到24.68 g/L。
　　發(fā)酵結(jié)束后，采取膜過濾濃縮、降溫結(jié)晶、重結(jié)晶相互結(jié)合的方式提純四甲基吡嗪，菌體和蛋白一次性膜過濾去除，縮短了離心除菌體和絮凝除蛋白的時間，利用四甲基吡嗪疏水性較強(qiáng)的特點(diǎn)，確定降溫結(jié)晶的提取工藝，該工藝流程操作及方法簡便、能耗低、收率高，滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求。該步驟獲得的四甲基吡嗪為白