葡萄糖直接发酵产2-酮基-L-古龙酸途径中代谢产物的HPLC分析

建立了利用高效液相色谱对葡萄糖发酵产2-酮基-L-古龙酸体系中的4种代谢产物D-葡萄糖酸、2-酮基-D-葡萄糖酸、2,5-二酮基-D-葡萄糖酸和2-酮基-L-古龙酸的定量测定方法,分析条件为：300 mm′7.8 mm Aminex HPX-87H柱,柱温30℃,流动相为50 mmol/L硫酸,流速0.2 mL/min,RID-10A示差检测器,以丙二酸为内标物. 结果表明,4种物质分离较好. 该方法对2-酮基-D-葡萄糖酸、2,5-二酮基-D-葡萄糖酸和2-酮基-L-古龙酸3种代谢物的检测平均误差分别为1.53%, 0.89%和1.84%.     

基于5-酮基-D-葡萄糖酸生物制造L-(+)-酒石酸的研究进展

利用生物质可再生资源为原料生产L-(+)-酒石酸符合当前国际的需求.从生产方式、发酵底物及工艺方面综述了L-(+)-酒石酸的研究情况,并指出糖质发酵法生物制造L-(+)-酒石酸的潜在优势,讨论了其中存在的问题、反应的机理以及前体物质的研究情况,并展望了今后的研究方向.     

一株产2-酮基-D-葡萄糖酸菌的筛选鉴定及其发酵优化

以(NH4)2SO4为底物氮源,采用平板变色圈法从土壤中分离筛选出一株2-酮基-D-葡萄糖酸生产菌株Serratia sp. FMME043,对其碳源、氮源、无机源和摇瓶类型等产酸条件进行优化,确定以(NH4)2SO4为氮源的摇瓶产酸最佳条件为葡萄糖180 g/L, (NH4)2SO4 2.0 g/L, KH2PO4 1 g/L,在初始pH 7.0及750 mL双刺摇瓶装液量10%、培养温度30℃、摇床转速200 r/min条件下发酵48 h,2-酮基-D-葡萄糖酸产量达169.5 g/L,得率为0.87 mol/mol,并在7 L发酵罐中进行了验证.     

阴离子交换树脂D318分离提取发酵液中的2-酮基-D-葡萄糖酸

采用弱碱性阴离子交换树脂D318直接吸附发酵液中的2-酮基-D-葡萄糖酸,之后用浓硫酸-甲醇混合液解吸,解吸液直接用于异Vc钠生产的后续酯化环节,简化了工艺流程,提高了效率。探讨了离交液浓度、离交液流速和树脂床高径比对单位树脂吸交量的影响,并结合离子交换原理对有关结果进行了讨论。     

沙雷氏菌Serratia sp.BK-98发酵生产2-酮基-D-葡萄糖酸的工艺优化及动力学研究

引言 2-酮基-D-葡萄糖酸(2-KDG)有着广泛的用途,它能被用作食品添加剂、水泥增塑剂、洗涤剂,是照片显影剂的重要成分[1];同时它也是除草剂[2]、D-核酮糖、D-阿拉伯糖,特别是D-异抗坏血酸合成过程中的重要前体.     

稀土元素对2-酮基-L-古龙酸发酵过程的影响

采用普通生酮基古龙酸菌(Ketogulonigenium vulgare)与巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)混合菌系,研究了不同稀土离子及其配合物对发酵生产维生素C前体物质2-酮基-L-古龙酸(2-KLG)的影响.结果表明,各稀土离子对2-KLG合成的最佳促进浓度均约为5mmol/L,且具有低浓度促进、高浓度抑制的作用规律.EDTA镧、柠檬酸镧均抑制2-KLG的合成,而1mmol/L草酸镧对其合成代谢有促进作用,使其产量提高6.4%.摇瓶中添加5mmol/LLa~(3+),发酵中后期菌体生长状况得到显著改善的同时提高了2-KLG最终产量并缩短了发酵周期.3.6L发酵罐中添加5mmol/LLa~(3+)进行分批发酵,平均山梨糖消耗速率和2-KLG生产强度比对照分别提高12.4%和14.8%,发酵周期缩短11.1%.     

2-酮基-L-古龙酸甲酯化转化工艺研究

探讨了2-酮基-L-古龙酸经过甲酯化转化为维生素C钠的工艺条件,实验结果表明,甲酯化的最佳反应条件为:反应时间300 min,最佳醇酸配比为无水甲醇∶2-酮基-L-古龙酸(mL∶g)为5∶ 1;2-酮基-L-古龙酸甲酯转化为维生素C钠最佳反应条件为:反应时间240 min,碳酸氢钠∶2-酮基-L-古龙酸甲酯(物质的量)最佳配比为1.1∶1.     

以单体酸为原料制备生物柴油

研究了以单体酸为原料制备生物柴油的方法,反应以对甲苯磺酸为催化剂,单体酸与甲醇进行酯化反应获得脂肪酸甲酯。分别考察了酯化反应条件如甲醇与脂肪酸的摩尔比、反应时间、催化剂浓度以及反应温度对酯化率的影响。通过正交实验得到最佳酯化反应参数：醇酸摩尔比3∶1,反应时间3 h,对甲苯磺酸用量6%,反应温度60 ℃,该条件下单体酸酯化率达98.25%。实验制得的单体酸甲酯生物柴油的主要性能指标符合ASTM质量标准,并与0^#柴油性质接近。     

间歇流加L-山梨糖发酵生产2-酮基-L-古龙酸研究

利用氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacre roxydans)和蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)混合菌系及自动控制温度、pH和溶氧系统,在发酵过程中间歇流加L-山梨糖发酵生成2-酮基-L-古龙酸(2-KLG).结果表明:间歇流加L-山梨糖可以解除高浓度糖对产酸的抑制作用,提高了糖的转化率,当将L-山梨糖的终浓度调高到14%(w/V)时,2-KLG产量为130 mg/mL左右,转化率达90%,发酵周期40～60 h之间,发酵周期略有延长.     

2-酮基-乙-古龙酸甲酯化转化工艺研究

探讨了2-酮基-L-古龙酸经过甲酯化转化为维生素C钠的工艺条件,实验结果表明,甲酯化的最佳反应条件为：反应时间300min,最佳醇酸配比为无水甲醇：2-酮基-L-古龙酸（mL：g）为5：1;2-酮基-L-古龙酸甲酯转化为维生素C钠最佳反应条件为：反应时间240min,碳酸氢钠：2-酮基-L-古龙酸甲酯（物质的量）最佳配比为1．1：1。     

以葡萄糖为辅助底物发酵生产1,3-丙二醇的研究

采用Klebsiellapneumoniae对葡萄糖作为辅助底物发酵生产 1 ,3 丙二醇进行了研究。结果表明葡萄糖单独作为底物发酵时不生成 1 ,3 丙二醇。以葡萄糖和甘油为混合底物时 ,则可以显著提高菌体浓度 ,但是 1 ,3 丙二醇浓度和甘油到 1 ,3 丙二醇转化率没有提高。在甘油为底物的批式发酵过程中 ,通过流加葡萄糖作为辅助底物可以提高甘油到 1 ,3 丙二醇的摩尔转化率 ,同时可缩短发酵时间。通过选择合适的葡萄糖流加速率 ,较以甘油为单一底物的发酵结果 ,1 ,3 丙二醇的摩尔转化率最高可达0 649,提高了 53 4% ;生产强度为 1 0 0 5g/ (L·h) ,提高了 1 39 9%。     

微胶囊固定化克雷伯杆菌生产1,3-丙二醇

引 言 1,3-丙二醇是合成新型聚酯材料--聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)的单体.近几年,利用微生物法生产1,3-丙二醇已成为国内外研究的热点[1-2].     

克雷伯氏杆菌发酵生产1,3-丙二醇的代谢通量优化分析

以克雷伯氏杆菌为研究对象,系统研究了1,3-丙二醇厌氧和微氧代谢途径.采用代谢通量分析法建立了代谢通量平衡模型,通过线性规划对1,3-丙二醇厌氧和微氧发酵进行了优化分析,得到其最优代谢通量分布和最大理论得率,并分析了比生长速率、底物浓度以及乙醇生成速率、氧气消耗速率、呼吸商对1,3-丙二醇得率的影响.     

重组甲酸脱氢酶对合成1,3-丙二醇的促进作用

在甘油厌氧发酵生产1,3-丙二醇的过程中,需要消耗还原当量NADH,NADH的有效供给决定了1,3-丙二醇的产量。本文从Candida boidinii基因组DNA中克隆了甲酸脱氢酶基因fdh,利用表达质粒pMAL TM-p2X-fdh转化到1,3-丙二醇生产菌 Klebsiella pneumoniae YMU2中,构建了具有NADH再生系统的重组菌Klebsiella pneumoniae F-1。在5 L发酵罐培养中,F-1合成1,3-丙二醇浓度和产率分别达到了78. 6 g·L-1 和1. 33 g·L-1·h-1,分别比YMU2提高了12. 5% 和41. 2%。根据F-1和YMU2菌株的主要代谢产物的生成情况比较了二者的代谢流分布。     

利用肺炎克雷伯氏菌以葡萄糖和磷酸铵盐为底物生产2,3-丁二醇

1 INTRODUCTION Interest in microbial production of 2,3-butanediol has been increasing recently due to the extensive indus-trial application of this product. This colorless and odorless liquid with a high boiling point and a low freezing point is a potential valuable fuel additive. Its heating value is 27.198kJ·g-1, which is quite near the value of ethanol (29.055kJ·g-1). Besides, condensation of diol to methyl ethyl ketone (MEK) coupled with subsequent hydrogenation yields octane isom…     

醛脱氢酶基因敲除对克氏肺炎杆菌合成1，3-丙二醇的影响

利用Klebsiella pneumoniae厌氧发酵甘油生产1,3-丙二醇时，一部分甘油通过氧化代谢途径大量合成副产物乙醇，降低了1,3-丙二醇的得率.醛脱氢酶ALDH是乙醇合成途径的关键酶之一，其催化作用不仅消耗了大量甘油，还将还原型辅酶NADH氧化为NAD⁺，降低了同为NADH依赖型的1,3-PD合成途径的效率.本文以醛脱氢酶ALDH为改造目标，以K.pneumoniae为宿主，通过同源重组技术在K.pneumoniae M5aL的ALDH基因中成功地插入了四环素抗性基因，经抗性筛选和基因水平鉴定，得到两株ALDH基因敲除的重组菌0623-1hb及0623-1hc.本文研究了这两株重组菌的生长代谢特性，结果表明两株重组菌的ALDH酶活基本检测不到，菌体生长受到明显抑制，乙醇合成浓度比出发菌株K.pneumoniae M5aL降低了43%～53%，1,3-PD合成浓度及摩尔得率分别提高了27%～42%和19%～24%.     

盾叶薯蓣糖化液发酵生产2,3-丁二醇

利用克雷伯氏杆菌以盾叶薯蓣糖化液为底物发酵生产2,3-丁二醇(2,3-BD),考察了2,3-BD浓度、生产强度、有机酸生成及代谢流量分布情况. 结果表明,盾叶薯蓣中的有机酸成分能促进三羧酸循环途径和乙酸途径的代谢流,减弱琥珀酸途径的代谢流,从而提高2,3-BD的浓度. 以盾叶薯蓣糖化液为底物,采用批式流加方式,补加固体葡萄糖,发酵56 h,发酵液中2,3-BD最终浓度达到80.20 g/L,乙偶姻与2,3-BD浓度之和最终达到86.19 g/L,生产强度达到1.54 g/(L×h),比单独以葡萄糖为底物时分别提高了8.50%, 7.38%和7.69%.     

Production of 2,3-Butanediol by Klebsiella Pneumoniae Using Glucose and Ammonium Phosphate

The production of 2,3-butanediol by Klebsiella pneumoniae from glucose supplemented with different salts was studied. A suitable medium composition was defined by response surface experiments. In a medium containing glucose and （NH4）2HPO4, the strain could convert 137.0g of glucose into 52.4g of 2,3-butanediol and 8.4g of acetoin in shaking flasks. The diol yield amounted to 90% of its theoretical value and the productivity was 1-1.5g.L^-1.h^-1. In fed-batch fermentation, the yield and productivity of diol were further enhanced by maintaining the pH at 6.0. Up to 92.4g of 2,3-butanediol and 13.1g of acetoin per liter were obtained from 215.0g of glucose per liter. The diol yield reached 98% of its theoretical value and the productivity was up to 2.1g.L^-1.h^-1.     

能量驱动对Klebsiella pneumoniae发酵甘油合成1,3-丙二醇的影响

考察了外加能量对Klebsiella pneumoniae合成1,3 丙二醇的影响,结果表明,外加0.6 0.8 g/L三磷酸腺苷 ATP 可以有效促进Klebsiella pneumoniae发酵甘油的还原代谢,1,3 丙二醇产量提高了50 70 ,得率在发酵后期仍能维持在较高水平. 利用休止细胞研究了甘油脱水酶催化失活后能量刺激复活的情况,结果表明外加三磷酸腺苷(ATP)对休止细胞中甘油脱水酶的复活有明显的驱动作用,经多次失活/驱动复活后甘油脱水酶活性可维持不变.     

One‐step production of 2,3‐butanediol from starch by secretory over‐expression of amylase in Klebsiella pneumoniae

BACKGROUND: 2,3‐Butanediol (2,3‐BD) is a valuable chemical that can be biosynthesized from many kinds of substrates. For commercial biological production of 2,3‐BD, it is desirable to use cheap substrate without pretreatment, such as starch. However, there have been few reports on the production of 2,3‐BD directly from starch. RESULTS: In this work, gene malS coding for α‐amylase (EC 3.2.1.1) precursor was inserted into plasmid pUC18K, and secretory over‐expression of α‐amylase was achieved by engineered Klebsiella pneumoniae. The extracellular recombinant amylase accelerated the hydrolyzation of starch, and one‐step production of 2,3‐BD from starch was carried out by engineered K. pneumoniae. A 2,3‐BD concentration of 3.8 g L^?1 and yield of 0.19 g 2,3‐BD g^?1 starch were obtained after 24 h fermentation. CONCLUSION: The one‐step production of 2,3‐BD from starch was achieved by secretory over‐expression of amylase in K. pneumoniae. This would simplify the process and reduce the production cost considerably by enabling use of starch with minimal pretreatment. Copyright © 2008 Society of Chemical Industry