利用固定化熒光假單胞菌AR4休止細(xì)胞生產(chǎn)2-酮基-D-葡萄糖酸及其動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、固定化細(xì)胞具有良好的穩(wěn)定性、使用時(shí)間長(zhǎng)、可以重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，目前已被應(yīng)用到調(diào)味品、果蔬飲料、食品添加劑等的生產(chǎn)中。本論文主要利用固定化熒光假單胞菌(Pseudomonas fluorescens)AR4休止細(xì)胞催化葡萄糖合成2-酮基-D-葡萄糖酸(2KGA)，以期望可以降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)物純度和實(shí)現(xiàn)菌體循環(huán)利用。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　 1.選用卡拉膠、海藻酸鈉、聚乙烯醇、殼聚糖、硅藻土等5種載體固定熒光假單胞菌AR4休

2、止細(xì)胞，考察了固定化細(xì)胞的機(jī)械強(qiáng)度、孔隙率、重復(fù)利用性及穩(wěn)定性等，同時(shí)考慮其制作工藝復(fù)雜程度、成球難易、固定化成本等，確定海藻酸鈉為比較適宜的固定化載體。
　　 2.以海藻酸鈉為載體，優(yōu)化了熒光假單胞菌AR4休止細(xì)胞的固化條件。最適的固定化條件為:海藻酸鈉濃度為3％，CaCl2濃度為3％，固化時(shí)間為3h。
　　 3.固定化休止細(xì)胞可被重復(fù)利用9次，其活性仍未下降，生產(chǎn)強(qiáng)度和轉(zhuǎn)化率一直未低于2.07±0.01g·L-1·h

3、-1和96.17％;當(dāng)固定化熒光假單胞菌AR4休止細(xì)胞在4℃下存放35d，其催化合成2KGA的能力仍未下降，由此可知固定化熒光假單胞菌AR4休止細(xì)胞具有較好的貯藏穩(wěn)定性。
　　 4.對(duì)固定化休止細(xì)胞轉(zhuǎn)化葡萄糖合成2KGA的反應(yīng)條件進(jìn)行考察，初步確定搖瓶條件下固定化熒光假單胞菌AR4休止細(xì)胞催化合成2KGA的條件為:休止細(xì)胞的菌齡為20.0h，細(xì)胞濃度為5.85g·L-1，溫度不超過(guò)38℃，轉(zhuǎn)化液初始pH不高于8.7，底物濃度為1

4、00g·L-1，250mL搖瓶中反應(yīng)液的裝量不超過(guò)35mL。在優(yōu)化的反應(yīng)條件（休止細(xì)胞菌齡20h、細(xì)胞濃度5.85g·L-1、葡萄糖濃度100g·L-1、反應(yīng)體系體積25mL/250mL錐形瓶、溫度34℃）下反應(yīng)46h時(shí)，反應(yīng)體系中的葡萄糖被耗盡，2KGA濃度為107.17±0.24g·L-1，生產(chǎn)強(qiáng)度為2.44±0.01g·L-1·h-1，產(chǎn)率為1.07±0.00g·g-1，糖酸轉(zhuǎn)化率99.0％以上。
　　 5.對(duì)固定化熒光假

5、單胞菌AR4休止細(xì)胞催化合成2KGA過(guò)程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)固定培養(yǎng)了20h的菌體時(shí)，反應(yīng)速度相對(duì)較高，為2.044g·L-1·h-1;反應(yīng)體系中細(xì)胞濃度5.85g·L-1時(shí)最為合適;固定化熒光假單胞菌AR4休止細(xì)胞的反應(yīng)溫度和轉(zhuǎn)化液初始pH范圍較大;底物為100g·L-1時(shí)，反應(yīng)速度相對(duì)較高，為2.056g·L-1·h-1，底物濃度繼續(xù)增大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生抑制作用，反應(yīng)速度會(huì)下降明顯;反應(yīng)速度隨著搖瓶裝量的增加而降低。
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