3-甲硫基丙醇及其衍生香料的微生物轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、發(fā)酵技術(shù)作為一種綠色、高效的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。微生物轉(zhuǎn)化制備的天然香料，其構(gòu)型、手性單一，有助于香氣品質(zhì)的提高，是近年來(lái)天然香料制備的重要發(fā)展方向。3-甲硫基丙醇及其衍生香料是多種發(fā)酵食品的主體風(fēng)味，也是調(diào)配多種果味香精、肉味香精、酒用香精的重要香料，廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、日化用品、醫(yī)藥和煙草等產(chǎn)業(yè)。
　　建立了3-甲硫基丙醇及其衍生香料、底物氨基酸的HPLC同步檢測(cè)方法，優(yōu)化后HPLC同步檢測(cè)條件為:色譜柱Su

2、nFireTM C18、光電二極管陣列檢測(cè)器、不同配比的水/乙腈梯度洗脫、流速1 mL/min;柱溫30℃;檢測(cè)波長(zhǎng)210nm。
　　從多種發(fā)酵食品和實(shí)驗(yàn)室保藏菌種中分離、篩選產(chǎn)3-甲硫基丙醇的細(xì)菌1株，酵母18株，其中細(xì)菌PF108中的3-甲硫基丙醇產(chǎn)量為0.16 g/L;酵母菌中SC408的3-甲硫基丙醇產(chǎn)量最高，為0.72 g/L。細(xì)菌PF108經(jīng)16S rRNA、形態(tài)特征和生理生化特征分析，初步鑒定為熒光假單胞菌(Psen

3、domonas fluorescens)。
　　正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化PF108發(fā)酵培養(yǎng)基配方為:葡萄糖10.0 g/L，L-蛋氨酸10.0 g/L，MgCl20.5 g/L，KH2P041.0 g/L，F(xiàn)eC120.002 g/L，酵母膏0.35 g/L，在溫度35℃，靜置培養(yǎng)6d，3-甲硫基丙醇產(chǎn)量為0.49 g/L。
　　均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化了釀酒酵母SC408的培養(yǎng)基成份和發(fā)酵條件。在氨基酸4.0g/L、KH2PO48.0 g

4、/L、K2HPO46.0 g/L、MgCl20.01 g/L、FeCl20.02 g/L、ZnS040.03 g/L、酵母膏0.8 g/L、葡萄糖30.0 g/L和NaCl2.0 g/L，溫度30℃，搖床轉(zhuǎn)速200 r/min，發(fā)酵132 h時(shí)，3-甲硫基丙醇的產(chǎn)量達(dá)到1.6 g/L。
　　大孔樹脂吸附發(fā)酵-分離耦合試驗(yàn)結(jié)果顯示:當(dāng)每100 mL發(fā)酵液中D101樹脂添加量為2 g時(shí)，其96 h時(shí)3-甲硫基丙醇的摩爾轉(zhuǎn)化率同不加樹脂

5、的對(duì)照組相比從0.48mol/mol提高到0.73 mol/mol，濃度也增加了54％;不同添加時(shí)間試驗(yàn)中，加入時(shí)間為24、48和72 h的產(chǎn)量在96 h時(shí)3-甲硫基丙醇的濃度分別為1.8，1.4和1.2 g/L，同對(duì)照組1.6 g/L相比，樹脂加入時(shí)間越早越有利于目標(biāo)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化，加入時(shí)間過(guò)晚反而會(huì)減弱目標(biāo)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化水平。
　　分批發(fā)酵時(shí)，3-甲硫基丙醇在40 h達(dá)到濃度峰值約為1.6 g/L，摩爾轉(zhuǎn)化率為0.56mol/mol。

6、連續(xù)發(fā)酵稀釋速率D=0.113和0.076 h-1時(shí)培養(yǎng)72 h，集液罐中的發(fā)酵液體積分別為1620和1080 mL，3-甲硫基丙醇的濃度為0.70和1.02 g/L，摩爾轉(zhuǎn)化率為0.80和0.77 mol/mol，其中摩爾轉(zhuǎn)化率明顯高于分批發(fā)酵。
　　分批發(fā)酵對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期代謝網(wǎng)絡(luò)模型各通量大小表明除PPP途徑通量為負(fù)值外，其余皆較好的反映了各反應(yīng)的通量大小。
　　連續(xù)培養(yǎng)比生長(zhǎng)速率為0.076 h-1和0.113 h-1的代