氧化葡萄糖酸桿菌生產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)價值的化學物質，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。
　　 本研究分離鑒定了一株來自花中的產DHA的菌株，通過實驗證實了DHA的轉化可以不依賴于活細胞，優(yōu)化了該菌株的產酶發(fā)酵條件，并用響應面法優(yōu)化了甘油脫氫酶(glycerol dehydrogenase，GDH)的反應條件及穩(wěn)定性條件，最后確定了一個雙階段發(fā)酵方案，研

2、究了5-L發(fā)酵罐中DHA的發(fā)酵轉化過程。主要研究內容與結果如下：
　　 1.產DHA菌株的分離與鑒定：經富集培養(yǎng)劃線分離純化后，得到一株產DHA的菌株3-9。通過對該菌株的形態(tài)學研究，生理生化特性測定，16S rDNA測序及系統(tǒng)發(fā)育分析，確定菌株3-9屬于葡萄糖桿菌屬(Gluconobacter sp.)。
　　 2.菌株活細胞及GDH關系研究：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驗，證實了死亡細胞中

3、的GDH可以催化DHA的合成；在較高濃度DHA下，GDH比菌株活細胞更穩(wěn)定。
　　 3.產酶發(fā)酵條件研究：采用搖瓶培養(yǎng)試驗研究各影響因子，以測定菌體生長量和酶活性為指標，確定了該菌株產酶發(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轉化條件優(yōu)化：采用響應面法對GDH的反應條件及穩(wěn)定性條件進行優(yōu)化。結果表明：

4、GDH在pH4.61，溫度33.3℃，甘油濃度80.0g/L時活性最高，達到2.24 U/mL；對于穩(wěn)定性，甘油、DHA、pH和溫度這幾個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，當溫度很低時，即使DHA濃度很高，GDH也可保持穩(wěn)定。此外，最佳的pH會受到DHA濃度或溫度的影響。
　　 5.DHA發(fā)酵轉化過程研究：確定了一個雙階段轉化方案，即把整個發(fā)酵過程分為菌體培養(yǎng)期和甘油轉化期兩個階段，分