產(chǎn)二羥基丙酮的海洋菌篩選與發(fā)酵條件的優(yōu)化.pdf

1、二羥基丙酮是一種重要的化工原料,廣泛參與各種聚合、縮合反應(yīng),工業(yè)上應(yīng)用于食品、制藥、化妝品等領(lǐng)域。近年來(lái)由于生物柴油的產(chǎn)業(yè)過(guò)熱造成廢甘油的大量剩余,使二羥基丙酮(DHA)成為研究熱點(diǎn)。本文從廈門海域紅樹(shù)林土壤中分離篩選得到20株可將甘油轉(zhuǎn)化為DHA的菌株,其中ch20-B1轉(zhuǎn)化率較高。對(duì)該菌株進(jìn)行生理生化鑒定實(shí)驗(yàn)和16S rRNA基因分析表明,菌株為黃桿菌屬(Flavobacterium)的嗜鹽黃桿菌(Flavobacterium ha

2、lmsphilum)。
　　 DHA可以用生長(zhǎng)細(xì)胞發(fā)酵生成,也可以用全細(xì)胞靜息轉(zhuǎn)化甘油產(chǎn)生。本文首先確定了生長(zhǎng)細(xì)胞的發(fā)酵時(shí)間和初始甘油濃度,然后在搖瓶基礎(chǔ)上研究了生長(zhǎng)細(xì)胞的發(fā)酵條件,優(yōu)化后在30℃下發(fā)酵30h后二羥基丙酮產(chǎn)量達(dá)到了28.6 g/L。
　　 通過(guò)對(duì)菌株ch20-B1進(jìn)行紫外線、氯化鋰、硫酸二乙酯復(fù)合誘變,獲得了1株遺傳穩(wěn)定的高產(chǎn)DHA菌株ch20-1,通過(guò)對(duì)ch20-1和出發(fā)菌株的性能對(duì)比研究,甘油初始濃度

3、為54.0 g/L時(shí),轉(zhuǎn)化30 h后DHA產(chǎn)量達(dá)到了40.2 g/L,DHA對(duì)甘油的得率達(dá)到了74.4％,比出發(fā)菌株提高了40.6％,體積生產(chǎn)速率由0.83g/(L h)提高到1.33g/(L h)。
　　 對(duì)誘變菌株ch20-1進(jìn)行PB結(jié)合響應(yīng)面發(fā)酵條件的優(yōu)化,PB實(shí)驗(yàn)表明:碳酸鈣、山梨醇和酵母膏的濃度是影響DHA產(chǎn)量的三個(gè)關(guān)鍵因素。以DHA產(chǎn)量為響應(yīng)目標(biāo),對(duì)三因素進(jìn)行中心復(fù)合設(shè)計(jì),并經(jīng)響應(yīng)面法優(yōu)化分析得到影響DHA產(chǎn)量的非線

4、性模型,確定了發(fā)酵的最優(yōu)培養(yǎng)基組成為:初始甘油濃度54.0 g/L,碳酸鈣濃度16.4 g/L,酵母膏濃度為12.7 g/L,山梨醇濃度13.1g/L。在最優(yōu)條件下發(fā)酵30 h,DHA產(chǎn)量達(dá)到52.0 g/L,生產(chǎn)強(qiáng)度為1.73 g/(L h)。在90.0 g/L經(jīng)過(guò)甘油的耐受性實(shí)驗(yàn),DHA的產(chǎn)量從耐受前的40.8 g/L提升到了61.0 g/L,提高了49.5％。誘變菌株在5L發(fā)酵罐中初始甘油濃度為90.0'g/L,溫度為30℃、通氣