分枝桿菌BD696-6固定化發(fā)酵產雄烯二酮的研究.pdf

1、雄烯二酮(AD)是合成甾體激素類藥物不可替代的中間體，隨著薯芋皂素資源日漸枯竭，利用微生物發(fā)酵生產AD是目前研究的熱點課題之一。菌株Mycobacterium sp. BD696-6(簡稱BD696-6)可轉化植物甾醇為雄烯二酮，但其發(fā)酵過程中存在菌體濃度低、發(fā)酵周期長、轉化率低等缺點。許多研究表明，固定化技術能有效保護細胞膜的完整性，促進目標產物的積累。本論文采用海藻酸鈉包埋法和硅藻土吸附法固定菌體細胞，探索固定化條件及發(fā)酵條件對分枝

2、桿菌BD696-6發(fā)酵產AD的影響，主要研究結果如下。 在單因素試驗基礎上，正交實驗優(yōu)化得到菌株BD696-6的最適固定化條件，海藻酸鈉濃度3g/100mL、CaCl2濃度1g/100mL、菌體包埋量15mL/50mL凝膠，靜置固化時間1h；該條件下進行菌株BD696-6固定化細胞與游離細胞對比試驗，發(fā)酵周期由168h縮短為144h，AD轉化率提高了17.93％。對固定化菌株BD696-6發(fā)酵條件進行的研究結果表明，將20mL凝

3、膠菌體混合液裝入50mL轉化培養(yǎng)基/250mL搖瓶、發(fā)酵溫度32℃、初始pH8.5、搖床轉速230r/min、甾醇添加量5 g/L時，AD轉化率最高達80.83％，且固定化細胞具有較好的貯存穩(wěn)定性和可重復利用性。掃描電鏡顯示以海藻酸鈉為包埋載體時，營養(yǎng)物質可自由傳輸。 以硅藻土作為菌株BD696-6吸附載體，經吸附固定后，通過正交試驗獲得硅藻土吸附固定化細胞的條件為載體添加量7g/L、最佳接種量18％、甾醇添加量3g/L、發(fā)酵時

4、間168h，AD轉化率達到81.47％，比游離細胞發(fā)酵AD轉化率提高了19.82％。對硅藻土吸附固定細胞發(fā)酵條件的研究表明，較適的搖床轉速200r/min、發(fā)酵溫度32℃、初始pH8.7、甘氨酸添加量4g/L發(fā)酵培養(yǎng)基，表面活性劑吐溫-80對發(fā)酵影響不大，金屬離子Fe2+、Zn2+、Mg2+對AD轉化率有明顯的促進作用，其中加入FeSO4·7H2O0.1g/L，AD轉化率最高，其值為85.64％。 5L發(fā)酵罐中進行放大試驗的結果