氧化葡萄糖酸杆菌GDHK的葡萄糖培养基优化及其催化2,3-丁二醇生成乙偶姻的性能研究

在前期的工作中对氧化葡萄糖酸杆菌的膜结合葡萄糖脱氢酶基因(gdh)进行了敲除,已得到一株工程菌株GDHK1],去除了由于该酶的存在而导致葡萄糖培养基容易酸化的途径,从而促进细胞在葡萄糖上的生长.为了更有效地利用葡萄糖这一相对廉价的碳源、降低氧化葡萄糖酸杆菌的生物催化成本,首先用正交实验方法对GDHK的葡萄糖培养基优化,优化结果显示最优的葡萄糖培养基配方为:葡萄糖40 g·L-1,酵母粉20 g·L-1,硫酸铵0.5g·L-1,磷酸二氢钾4g·L-1,七水硫酸镁0.5g·L-1.用优化好的培养基配方测定GDHK的生长,最终菌浓从0.6g·L-1提高到0.75 g·L-1,提高了25％.其次,实验还探讨了原始菌621H和敲除菌GDHK分别在葡萄糖、山梨醇、甘露醇和甘油这4种碳源培养基上培养所得的静息细胞催化2,3-丁二醇生成乙偶姻的影响.实验表明,在葡萄糖培养基上生长的GDHK得到的静息细胞催化效果最好,反应进行到12h,乙偶姻的转化效率已达到80.00％,浓度为3130 g·L.,是同样在葡萄糖上生长的原始菌细胞催化能力的13倍,同时也是其他培养基的1.2～1.5倍,而葡萄糖的用量也只有传统的其他碳源用量的一半,这些都说明用葡萄糖代替其他多元醇,作为工业上培养氧化葡萄糖酸杆菌催化乙偶姻生产的碳源,降低生产成本的策略具有较好的应用前景.

Optimization of Culture Medium Containing Glucose and the Study on Process of Producing Acetoin from 2,3-Butanediol with GDHK of Gluconobacter Oxydans