重组枯草芽孢杆菌表达4-木糖醇脱氢酶的发酵和反应条件优化

重组枯草芽孢杆菌表达4-木糖醇脱氢酶的发酵和反应条件优化

论文摘要

L-木酮糖(L-苏式-戊酮糖)是一种昂贵的稀有戊糖,而4-木糖醇脱氢酶(xylitol-4-dehydrogenase,XDH)是生物合成L-木酮糖(L-xylulose)的关键酶。为了促进L-木酮糖的生产,对枯草芽孢杆菌外源表达4-木糖醇脱氢酶的发酵条件进行优化,并对以木糖醇为底物静息细胞催化反应合成L-木酮糖的反应条件进行研究。通过单因素实验确定了最佳培养基的成分(g/L)为:蔗糖25,尿素6,MgSO40. 05,MnSO40. 01,FeSO40. 01,初始pH值8. 0。最佳发酵条件为:装液量40 mL(250 mL锥形瓶),接种量1. 67%,发酵培养温度28℃。在优化条件下4-木糖醇脱氢酶酶活为5. 183 U/L,与初始酶活相比提高了231. 2%。最优反应条件:底物质量浓度20 g/L,50mmol/L甘氨酸-氢氧化钠缓冲溶液(pH 10. 0),反应温度45℃,优化反应条件下转化率达到17. 74%。通过对菌株发酵和反应工艺条件的优化,为后续L-木酮糖工业化生产奠定了基础。

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 实验材料
  •     1.1.1 菌株
  •     1.1.2 培养基
  •   1.2 实验方法
  •     1.2.1 平板培养
  •     1.2.2 种子培养
  •     1.2.3 发酵培养
  •     1.2.4 静息细胞反应
  •     1.2.5 菌体生长量的测定
  •     1.2.6 发酵培养基成分和发酵培养条件的影响
  •     1.2.7 静息细胞反应条件的影响
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 发酵培养基优化
  •     2.1.1 碳源的选择
  •     2.1.2 氮源种类及浓度
  •     2.1.3 金属离子种类及浓度
  •   2.2 发酵培养条件的影响
  •     2.2.1 培养温度
  •     2.2.2 发酵培养基初始pH值
  •     2.2.3 发酵培养基装液量
  •     2.2.4 发酵培养基接种量
  •   2.3 静息细胞反应条件的影响
  •     2.3.1 底物质量浓度
  •     2.3.2 反应温度
  •     2.3.3 缓冲溶液p H值
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 朱雯惠,孟青,江波,张涛

    关键词: 木糖醇脱氢酶,木酮糖,重组芽孢杆菌

    来源: 食品与发酵工业 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 一般化学工业

    单位: 食品科学与技术国家重点实验室(江南大学)

    基金: 国家自然科学基金(31871745)

    分类号: TQ925

    DOI: 10.13995/j.cnki.11-1802/ts.019042

    页码: 21-28

    总页数: 8

    文件大小: 1227K

    下载量: 245

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