秦皮甲素是中药秦皮的主要有效成分之一,含有香豆素类母体结构,是黄酮类化合物的一种,具有清热解毒、止咳平喘等功效,可用于治疗气管炎等疾病,此外,研究表明,秦皮甲素还有抑制肿瘤细胞生长、抑制LPS诱导急性肺损伤炎症的作用。然而秦皮甲素的脂溶性差,这限制了它在食品及医药等行业中的应用。研究表明,对秦皮甲素进行结构修饰可以有效改善其理化性质。以往研究主要采用化学法或纯酶法进行其结构修饰,但前者存在引入溶剂多、选择性差及环境不友好等缺点,而后者则存在成本高、纯酶来源少等不足。鉴于以上研究现状,本论文探讨了不同链长的秦皮甲素脂肪酸酯的合成技术;研究了不同种属的产脂肪酶微生物细胞在催化该合成反应中的催化活性;探讨了不同培养基条件对微生物生物干重和催化秦皮甲素与不同脂肪酸乙烯酯反应活性的影响;分析了有机溶剂种类对不同秦皮甲素脂肪酸酯合成的影响;探讨了有机溶剂中不同反应参数对反应的影响规律;建立了不同链长的秦皮甲素脂肪酸酯合成的最佳反应体系。研究表明,在所筛选的13株菌株里,施氏假单胞菌、铜绿假单胞菌、米根霉、米曲霉34和黑曲霉具有催化秦皮甲素脂肪酸酯合成的活性。在培养过程中,培养基组分对不同微生物细胞的生长情况(生物干重)和催化效率(反应初速度和转化率)均有重要影响。在含葡萄糖培养基中,细菌的生物干重要大于含大豆油培养基中的生物干重,而霉菌在含大豆油培养基中的生物干重更大。含葡萄糖培养基培养的施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri GIM 1.273的催化活性最高,其催化秦皮甲素乙酸酯、辛酸酯、月桂酸酯、肉豆蔻酸酯合成反应过程中的底物转化率分别为71.67%、57.27%、40.80%和40.44%;秦皮甲素短链酯合成过程中主要生成单酯,同时有少量双酯生成;长链脂肪酸酯反应时只有单酯生成。酰化反应的位点主要在葡萄糖基的6ˊ-OH部位,反应6ˊ-区域选择性>99%。有机溶剂中施氏假单胞菌催化秦皮甲素酯合成反应的研究表明,强极性溶剂易使细胞失活;在含有疏水性溶剂的混合溶剂中,全细胞催化反应初速度和底物转化率随着混合溶剂logP的增大而增大。在所选择的混合溶剂中,吡啶-异辛烷是催化秦皮甲素脂肪酸酯合成的最佳反应溶剂。各反应参数对秦皮甲素不同脂肪酸酯合成反应影的响规律相似;但反应初速度和底物转化率随着酰基供体链长的增长而降低。以吡啶-异辛烷为反应介质时,在最佳反应体系中,秦皮甲素月桂酸酯和秦皮甲素肉豆蔻酸酯的合成反应初速度和底物转化率分别为:3.07 mmol/L·h,3.04 mmol/L·h;73.31%,67.25%。秦皮甲素乙酸酯合成反应的最适初始水分含量、底物摩尔比、全细胞催化剂用量、反应温度和振荡速度分别为1%、20:1~25:1、40 mg/m L、40℃和180 r/min;在所建立的最佳反应体系中,反应初速度和底物24 h最大转化率分别达到7.05 mmol/L·h和92.70%;秦皮甲素辛酸酯合成反应的最适底物摩尔比、全细胞催化剂用量、反应温度和振荡速度分别为25:1、40 mg/m L、40℃和180 r/min,此条件下反应初速度和底物48 h最大转化率为5.26 mmol/L·h和85.86%。操作稳定性的实验表明,施氏假单胞菌具有一定的操作稳定性,在催化秦皮甲素酯合成反应时,该菌体重复利用第二、三、四、五批次时仍分别保持了70.66%、65.49%、48.19%、45.35%的相对转化率。本研究提出了一种基于全细胞催化的可以合成一系列不同链长秦皮甲素脂肪酸酯的新技术,具有良好的实践价值,将为秦皮甲素等黄酮类化合物的结构修饰衍生物开发提供借鉴。