微生物酶法拆分γ-癸内酯的研究

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本文从土壤和实验室原保存菌种中筛选到一株能对γ-癸内酯进行选择性水解拆分的菌株,并对其进行了系统性生物鉴定;并研究了其生长条件及发酵产酶条件;最后在初步建立水解γ-癸内酯反应体系的基础上探索了最适反应条件。通过形态观察、生理生化特征测定和分子生物学的16S rDNA的序列测定,并利用Treeviewer软件构建进化树,对所筛选到的细菌X6进行了系统的菌种鉴定,确定为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)。通过单因素和正交实验,确定细菌X6的产酶优化培养基为:蔗糖1.0%,葡萄糖0.5%,蛋白胨1.0%,酵母膏0.5%,K2HPO40.2%,MgSO40.1%,NaCl 0.5%,初始pH值自然;培养条件:温度30℃,初始pH6.5,装液量为90ml,摇床转速160rpm。在此培养条件下菌体生物量约为15g/L。采用冷冻干燥、直接烘干、自然干燥和真空干燥等干燥方法对菌种进行了干燥处理,研究表明冷冻干燥能较好的保持菌体酶活性;在不同缓冲液所提供的反应体系中,pH值为6.5,浓度为0.2mol/l的磷酸缓冲液对酶活的维持性以及对映选择率最好;同时在反应体系中添加2.0ml质量分数为2.0%的阿拉伯胶溶液时,反应的转化率有进一步提高,转化率和剩余底物对映体过量值分别达到40.2%、61.5%。初步建立水解γ-癸内酯的反应体系为:磷酸缓冲液20ml,2.0%的阿拉伯胶溶液2.0ml,干菌粉0.05g,外消旋底物γ-癸内酯0.5ml。在此基础上进行了菌体和底物的浓度、反应温度和反应时间等不同反应条件的优化。结果表明:在温度为28℃、底物添加量为0.7ml、酶添加量为0.08g等条件下水浴反应12h后转化率和底物对映体过量值都达到最大,分别为46.5%和81.3%。
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