茴脑生物催化合成茴香醛及其生物转化体系分析方法的构建

论文摘要

本文开展茴脑生物降解过程及其生物转化体系的产物分析方法研究，通过筛选合适微生物菌株，使茴脑选择性转化为茴香醛，为今后生物法合成茴香醛提供理论基础。取得的主要研究成果如下：（1）确定了薄层层析定性检测茴脑、茴香醛、茴香酸的方法，分析条件为：展开剂为石油醚：氯仿：乙酸乙酯：甲酸=25：10：3：0．2（v／v／v／v），该法能快速检测三种化合物。（2）确立高效液相色谱法定量检测茴脑、茴香醛、茴香酸三元混合体系的色谱条件为：流动相为乙腈／水／冰醋酸（体积比为70：30：0．02），流速为0．8mL·min-1，检测波长为260 nm，该法能准确定量分析三种化合物。（3）建立了茴香醛、茴香酸二元体系的紫外分光光度法。利用紫外分光光度法等吸收点确立了茴香醛、茴香酸的定量分析方程分别是p（茴香醛）=A292-0.0064/0.0775，p（茴香酸）=A260-A292/0.0775，该法能简便快速准确定量分析两种化合物。（4）创造性地开展了茴脑生物降解微生物筛选。对八角果、枝和叶，八角树下土壤、八角中试车间附近土样及茴油提取废液进行了茴脑生物转化生成茴香醛菌株的筛选，筛选到了具有使茴脑很好降解的ZJ-9菌株，初步鉴定ZJ-9菌株为黑曲霉。对菌株ZJ-9的培养条件进行了优化，确定了黑曲霉ZJ-9发酵的最佳接种量为孢子数4．0×105个；最佳发酵温度为30℃；500mL的三口瓶里最佳装液量100mL；摇床转数为200r·min-1；初始pH值以6．0为最优，培养时间及发酵时间各为3d。（5）实现了茴脑高转化率降解。经对菌株ZJ-9发酵培养基的优化：茴脑的降解度可达82．03％，茴香醛的摩尔转化率可达4．54％。（6）完成了茴脑生物降解体系关键中间体的结构表征。采用色谱法对转化过程生成关键中间体进行了单离，用IR、GC-MS、MNR对其进行了结构表征，结果表明该化合物是茴香二醇，为推测茴脑生物降解途径提供可靠的依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 多组分分析方法的发展
• 1.1.1 薄层色谱法
• 1.1.2 液相色谱法
• 1.1.3 紫外分光光度法
• 1.1.4 其他的方法
• 1.2 八角茴香油和茴脑
• 1.3 茴香醛
• 1.3.1 茴香醛的应用
• 1.4 茴香醛的化学方法
• 1.5 茴香醛的生物合成方法
• 1.6 茴香醛的检测方法
• 1.7 立题的背景和意义
• 1.8 研究主要内容
• 第二章 茴脑生物转化过程检测方法的建立
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 主要试剂
• 2.2 分析方法
• 2.2.1 薄层色谱法（TLC）
• 2.2.2 高效液相色谱法（HPLC）
• 2.2.3 茴香醛-茴香酸二元混合体系的紫外分光光度法（UV）
• 2.3 本章小结
• 第三章 菌种的筛选
• 3.1 材料
• 3.1.1 标本采集
• 3.1.2 培养基
• 3.1.3 主要药品
• 3.1.4 主要仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 平板及斜面制作
• 3.2.2 菌种的分离与纯化
• 3.2.3 初筛
• 3.2.4 复筛
• 3.2.5 分析方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 菌株筛选
• 3.3.2 菌种复筛
• 3.3.3 ZJ-9菌株的形态
• 3.4 本章小结
• 第四章 黑曲霉生物降解茴脑和茴香醛生成的初步研究
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 菌种
• 4.1.2 培养基
• 4.1.3 菌体培养和茴脑转化方法
• 4.1.4 分析方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 培养和转化条件的单因素实验
• 4.2.2 培养基的优化
• 4.3 优化前后的对比
• 4.4 本章小结
• 第五章 茴脑生物降解中间体的分离与结构表征
• 5.1 材料和方法
• 5.1.1 菌种
• 5.1.2 培养基
• 5.1.3 主要仪器及试剂
• 5.1.4 培养方法
• 5.1.5 发酵液的萃取
• 5.1.6 提取率的计算
• 5.1.7 中间产物的分离
• 5.1.8 产物分析
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 发酵液的萃取浓缩
• 5.2.2 浓缩液 TLC分析结果
• 5.2.3 气相质谱 GC-MS联用分析结果
• 5.2.4 代谢途径推测
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文