近平滑假丝酵母生物立体选择性转化制备（S）-苯基乙二醇的研究

论文摘要

本文利用Candida parapsilosis CCTCCM203011静态全细胞去消旋转化制备（S）-苯基乙二醇,在250ml摇瓶规模优化反应体系及反应条件为:反应pH值范围6.3-6.8,反应温度30-32℃,摇瓶转速250r/m,反应菌体量为300g/L,反应48小时。优化后,反应的底物浓度从35mol/L提高至210mol/L,产物的光学纯度保持为98.9%e.e.。同时,在5-L生物反应器内考察溶氧条件和搅拌条件对转化效果的影响。溶氧水平低于50%时会影响转化效率;反应细胞浓度为100g/L,转化底物浓度为175mol/L时,将搅拌速度从150rpm提高至300rpm,转化得（S）-苯基乙二醇的光学纯度从92%提高至96%。在Candida parapsilosis细胞培养阶段添加0.1%乙醇,可以将细胞生物量从44g/L提高到48g/L,并且通过提高细胞中氧化还原酶酶活提高细胞的转化能力。在5-L发酵罐规模实验中,采用添加乙醇培养出的菌体转化210mol/L底物得（S）-PED的e.e值可达100%。实验还发现限氧培养对菌体生长及产酶有影响。在5-L发酵罐中进行细胞培养时,控制通气量为1L/min为最佳,此时,与传统发酵相比菌体量增加10%左右,氧化酶活提高40%左右,还原酶活提高20%左右。论文通过采用固定化全细胞来提高菌体转化稳定性。通过对固定化材料的选择及固定化条件的优化,确定固定化Candida parapsilosis全细胞的条件为:海藻酸钙包埋法,包埋细胞量为10%,海藻酸钠及氯化钙浓度为3%,珠体直径为3mm。通过添加1.5% MnSO4作为固化剂改善固定化小珠的机械强度。同时,考察了转化条件对固定化细胞转化效果的影响,研究结果显示:细胞通过固定化后,当pH值在5.5-9范围,温度范围为30-45℃时,菌体能正常催化转化。同时,选择振荡速度为200r/min为最佳速度。对固定化细胞的稳定性,包括热稳定性、转化稳定性和储存稳定性进行考察。实验结果表明:在60℃时,固定化细胞相对酶活仍能保持80%左右,采用固定化细胞进行转化反应,反应可以正常进行6次保持产品e.e值在95%以上,通过60天低温储存,固定化细胞酶活损失15%左右。最后确定产品分离纯化步骤并对产品进行了鉴定,所得（S）-PED光学纯可达100%,化学纯>95%;该制备过程产品的最终得率为75%。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 立题意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 生物法制备手性醇的研究现状
• 1.2.2 微生物法制备手性醇中改变生物选择性的方法
• 1.3 本课题研究思路和内容
• 第二章 Candida parapsilosis 制备（s）-苯基乙二醇转化过程的优化及放大
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 不同转化方法的比较
• 2.3.2250 ml 摇瓶转化条件的优化
• 2.3.3 5L 发酵罐转化反应的研究
• 2.4 主要结论
• 第三章 改善Candida parapsilosis 菌体转化能力的研究
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 诱导培养提高转化酶活
• 3.3.2 限氧培养对细胞状态的影响
• 3.4 主要结论
• 第四章 提高Candida parapsilosis 全细胞转化稳定性的研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 全细胞转化稳定性实验
• 4.3.2 固定化 Candida parapsilosis 全细胞转化生产（S）-苯基乙二醇的研究
• 4.4 主要结论
• 第五章 （S）-PED 的分离纯化和鉴定
• 5.1 前言
• 5.2 材料与方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 （S）-PED 的分离提纯
• 5.3.2 （S）-PED 的鉴定
• 5.4 主要结论
• 第六章 主要结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文清单