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本文对源于粘质沙雷氏菌的酶催化异丁香酚生产香兰素的途径、酶促反应条件的优化以及酶转化液中的香兰素、异丁香酚的检测方法等进行了研究,并对粘质沙雷氏菌酶的固定化进行了探索性实验。
采用薄层层析法定性检测香兰素、阿魏酸、香草酸和异丁香酚,并确定了HPLC法同时检测酶转化液中的香兰素和异丁香酚的条件。
利用从粘质沙雷氏菌获得的酶液,分别以异丁香酚、阿魏酸、香草酸和香兰素为底物进行转化,通过分析各转化过程中的产物,初步确定了从异丁香酚到香兰素转化的4条可能途径。通过研究发现在粘质沙雷氏菌的细胞内、细胞外均存在催化异丁香酚合成香兰素的酶,而且该目的酶在25℃-40℃的范围内可以保持较好的催化活性。相对于静置条件而言,振摇条件能使转化液中的酶与底物充分混合、传质效果好,更利于酶促异丁香酚合成香兰素的反应。
运用单因素平行实验确定了在30℃、150r/min,酶促异丁香酚合成香兰素的最佳反应时间是12h,香兰素的产量为548.1mg/L,摩尔转化率为2.34%,转化速率为45.7mg/L·h。运用正交设计理论确定了酶促异丁香酚合成香兰素的最佳条件:反应温度30℃、转速150r/min、总体积为20mL的反应体系(pH值=9.0),转化12.5g/L的异丁香酚,香兰素的摩尔转化率提高,达到4.17%。
尝试对粘质沙雷氏菌酶进行固定化,用2%的海藻酸钠溶液与3%的CaCl2溶液(pH值=9.0)制备的固定化酶,在26℃、150r/min对12.5g/L异丁香酚转化13h,香兰素的产量为133.4mg/L,摩尔转化率为1.15%,转化速率为11.1mg/L·h。固定化酶反复利用5次,香兰素产量明显下降,粘质沙雷氏菌酶的固定化有待于进一步研究。