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3-羟基丙醛(3-HPA)既是有效的抗菌剂,也是丙烯醛、1,3-丙二醇等众多有机化合物的合成前体,在化学工业中具有广阔的应用前景。和目前采用的化学法相比,生物法生产3-HPA具有专一性强、反应条件温和、环境友好等优点。本文主要围绕菌种的筛选鉴定、培养条件和生物催化条件优化等几方面开展研究。本文基于2,4-二硝基苯肼和3-HPA的显色反应建立了筛选模型,并利用此模型筛选到目标菌株。通过形态学、生理生化特征、16S rRNA序列及系统发育分析,对筛选得到的一株菌株ZJB-09105进行鉴定,该菌株被鉴定为Lactobacillus reuteri,并以L.reuteri ZJB-09105为出发菌株进行甘油生物催化生产3-羟基丙醛的研究。采用单因素和响应面(RSM)相结合的分析法,对L.reuteriZJB-09105的培养条件和培养基组成进行优化,获得了较佳的产甘油脱水酶的培养条件:初始pH 6.2,培养温度37℃,接种量4%;最优培养基组成(g/l):蛋白胨10,牛肉浸膏10,酵母粉14.46,乳糖14,乙酸钠5,Tween-80 1,柠檬酸铵4.59,K2HPO4 2,MgSO4·7H2O 0.2,MnSO4·2H2O 0.15。在此优化条件下,经17h的培养,酶活力达到1.191U/mgDCW,比优化前提高了95%。考察了L.reuteri ZJB-09105整体细胞转化甘油生产3-羟基丙醛的生物催化过程,研究结果表明,磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液(pH5.91)是细胞转化的最佳反应体系,在偏酸性环境中保持较高的酶活力;该酶最适温度为35℃,热稳定性较差。底物浓度为10g/l的反应体系中最适细胞浓度为2.5mgDCW/ml;在优化条件下研究了细胞转化进程,转化2h后3-HPA的积累达到4.2g/l左右。论文最后开展了海藻酸钠包埋固定化L.reuteri ZJB-09105细胞生物转化的研究,考察了海藻酸钙固定化细胞的转化条件,结果表明,磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液是固定化细胞的最佳反应体系,适宜工作pH为4.6~5.0;适宜温度35~37℃,该甘油脱水酶的热稳定性较差,固定化细胞和游离细胞在45℃下的半衰期只有27.2min和20.2min。在优化条件下,固定化细胞转化3.5h左右,3-HPA积累达到最大值。固定化细胞的重复使用性一般,使用8个批次后酶活力只有第一批的一半。