黑曲霉GZUF36高效合成1,3-甘油二酯的研究.pdf

1、本課題目的是對甘油解反應(yīng)生成1,3-甘油二酯進行深入研究。首先對黑曲霉GZUF36發(fā)酵產(chǎn)脂肪酶環(huán)境條件進行優(yōu)化，得最佳培養(yǎng)環(huán)境：時間為72h，接種量為3％，250mL三角瓶裝液量為40mL，溫度為28℃，轉(zhuǎn)速為180r/min。在最佳環(huán)境條件下，1,3-DAG的得率為23.865%，1,3-DAG的選擇性為82.955%。為了更好的適應(yīng)于工業(yè)化生產(chǎn)，在實驗室選取5L的小型發(fā)酵罐進行發(fā)酵罐培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵罐培養(yǎng)在96h時，1,3-DAG的得

2、率和1,3-DAG的選擇性達到最大，分別為25.300%，82.018%。
　　接著考察了水活度對甘油和甘油三酯催化甘油解反應(yīng)制備1,3-DAG的反應(yīng)規(guī)律，發(fā)現(xiàn)在aw=0.528時，1,3-DAG的得率和1,3-DAG的選擇性分別為25.822%和84.037%。接下來考察反應(yīng)體系水活度控制方式對1,3-DAG的得率和1,3-DAG的選擇性的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)將aw=0.58的水合鹽分別添加到全細胞脂肪酶酶酶粉和反應(yīng)體系分別進行預(yù)平衡

3、3天后效果較好，1,3-DAG的得率和1,3-DAG的選擇性分別為26.100%和83.056%。然后用aw=0.528的飽和鹽預(yù)平衡全細胞脂肪酶酶粉， aw=0.58的水合鹽預(yù)平衡反應(yīng)體系，可進一步提高酶的催化性能。
　　為消除底物粘性帶來的副作用，首先，選取不同吸附物質(zhì)，分子篩、活性炭、竹炭纖維、海綿和大孔吸附樹脂（AB-8、D101、HPD750、NKA-9和NKA-II），對1,3-DAG的得率和1,3-DAG的選擇性影響

4、，并研究了最佳吸附物質(zhì)的質(zhì)量對其影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)分子篩對底物消除粘性的作用最好，并且其量為0.3g時，1,3-DAG的得率和1,3-DAG的選擇性最高，分別為30.070%和83.617%。接著研究了AB-8、D101、HPD750、NKA-9和NKA-II五種大孔吸附樹脂對1,3-DAG的得率和1,3-DAG的選擇性的規(guī)律性影響。得出大孔吸附樹脂AB-8對降低底物的粘性作用最好，并且其量為0.3g時，1,3-DAG的得率和1,3-DAG

5、的選擇性最高，分別為30.097%和83.902%。為了能更好的降低底物粘性對反應(yīng)的副作用，選取時間梯度增加底物的方法來消除底物粘性。結(jié)果顯示三次添加底物結(jié)果最好，1,3-DAG的得率和1,3-DAG的選擇性分別為27.529%和85.004%。
　　為了更好的適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)，我們采用聚氨酯泡沫顆粒作為固定化載體，對黑曲霉GAUF36實現(xiàn)邊固定化邊產(chǎn)酶發(fā)酵。首先我們對固定化方式進行了研究，發(fā)現(xiàn)通過種子培養(yǎng)，將種子液添加到含有聚氨酯

6、顆粒的發(fā)酵培養(yǎng)基中的方式結(jié)果最好，其1,3-DAG的得率和1,3-DAG的選擇性分別為26.023%和83.940%。接著對其固定化載體聚氨酯泡沫顆粒大小進行了研究，發(fā)現(xiàn)聚氨酯泡沫顆粒大小為5mm×5mm×5mm時，1,3-DAG的得率和1,3-DAG的選擇性最高，分別為27.303%和83.638%。為了能增加固定化細胞的穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過戊二醛前處理的固定化細胞入反應(yīng)體系后1,3-DAG的得率和1,3-DAG的選擇性最高，分別是28.