微生物酶法拆分γ-癸内酯的研究

论文摘要

本文从土壤和实验室原保存菌种中筛选到一株能对γ-癸内酯进行选择性水解拆分的菌株,并对其进行了系统性生物鉴定;并研究了其生长条件及发酵产酶条件;最后在初步建立水解γ-癸内酯反应体系的基础上探索了最适反应条件。通过形态观察、生理生化特征测定和分子生物学的16S rDNA的序列测定,并利用Treeviewer软件构建进化树,对所筛选到的细菌X6进行了系统的菌种鉴定,确定为蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）。通过单因素和正交实验,确定细菌X6的产酶优化培养基为:蔗糖1.0%,葡萄糖0.5%,蛋白胨1.0%,酵母膏0.5%,K2HPO40.2%,MgSO40.1%,NaCl 0.5%,初始pH值自然;培养条件:温度30℃,初始pH6.5,装液量为90ml,摇床转速160rpm。在此培养条件下菌体生物量约为15g/L。采用冷冻干燥、直接烘干、自然干燥和真空干燥等干燥方法对菌种进行了干燥处理,研究表明冷冻干燥能较好的保持菌体酶活性;在不同缓冲液所提供的反应体系中,pH值为6.5,浓度为0.2mol/l的磷酸缓冲液对酶活的维持性以及对映选择率最好;同时在反应体系中添加2.0ml质量分数为2.0%的阿拉伯胶溶液时,反应的转化率有进一步提高,转化率和剩余底物对映体过量值分别达到40.2%、61.5%。初步建立水解γ-癸内酯的反应体系为:磷酸缓冲液20ml,2.0%的阿拉伯胶溶液2.0ml,干菌粉0.05g,外消旋底物γ-癸内酯0.5ml。在此基础上进行了菌体和底物的浓度、反应温度和反应时间等不同反应条件的优化。结果表明:在温度为28℃、底物添加量为0.7ml、酶添加量为0.08g等条件下水浴反应12h后转化率和底物对映体过量值都达到最大,分别为46.5%和81.3%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.1.1 手性概念
• 1.1.2 手性物质的合成
• 1.1.3 酶在生物催化中的作用
• 1.2 脂肪酶催化在香精香料中的应用
• 1.2.1 脂肪酶在香精香料合成方面的应用
• 1.2.2 脂肪酶在香精香料拆分方面的应用
• 1.3 内酯类化合物在香料行业的重要性
• 1.4 γ-癸内酯的目前研究
• 1.4.1 γ-癸内酯的结构及功能
• 1.4.2 γ-癸内酯的化学合成方法
• 1.4.3 γ-癸内酯的生物合成方法
• 1.4.3.1 生物合成法
• 1.4.3.2 生物转化法
• 1.4.3.3 生物催化法
• 1.4.4 γ-癸内酯的拆分研究
• 1.5 课题思路
• 1.5.1 选题意义
• 1.5.2 研究思路及技术路线
• 第二章 选择性水解γ-癸内酯菌株的筛选
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 材料
• 2.2.2 方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 γ-癸内酯分析方法的建立
• 2.3.2 选择性水解γ-癸内酯菌株的筛选结果
• 2.4 本章小结
• 第三章 菌种鉴定
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 形态观察
• 3.3.2 生理生化特征
• 3.4 本章小结
• 第四章 蜡状芽孢杆菌X6发酵产酶条件优化
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 材料
• 4.2.2 方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 培养基优化
• 4.3.2 发酵条件优化
• 4.3.3 菌株生长及产酶的时间进程
• 4.4 本章小结
• 第五章 酶催化反应体系的建立及优化
• 5.1 前言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 材料
• 5.2.2 方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 菌体处理方法的选择
• 5.3.2 缓冲液类型对生物催化剂的影响
• 5.3.3 缓冲液pH对生物催化剂的影响
• 5.3.4 阿拉伯胶对生物催化剂的影响
• 5.3.5 底物浓度对水解效果的影响
• 5.3.6 菌粉添加量对水解效果的影响
• 5.3.7 反应时间对水解效果的影响
• 5.3.8 反应温度对水解效果的影响
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录