基于Gluconobacter oxydans膜結合脫氫酶的靜息細胞催化合成2-酮基-D- 葡萄糖酸

陳鴻勝，李克非，舒行宙，劉 瀏，林金萍，魏東芝

(華東理工大學，生物反應器國家重點實驗室，魯華生物技術研究所，上海 200237)

基于Gluconobacter oxydans膜結合脫氫酶的靜息細胞催化合成2-酮基-D- 葡萄糖酸

陳鴻勝，李克非，舒行宙，劉 瀏，林金萍*，魏東芝

(華東理工大學，生物反應器國家重點實驗室，魯華生物技術研究所，上海 200237)

基于G.oxydans DSM2003膜結合葡萄糖酸－2－脫氫酶(GA－2－DH)的催化特性，利用靜息細胞催化技術合成D－異抗壞血酸(EA)的主要前體2－酮基－D－葡萄糖酸(2－KGA)。利用高濃度底物自適應篩選技術，篩選到高產2－KGA菌株并對其搖瓶催化進行優化，優化后最適條件為:溫度30℃，pH6.0，細胞濃度20g/L，底物濃度1100mmol/L，搖床轉速250r/min，此時時空產率為24.68mmol/L/h;搖瓶優化工藝基礎上在7L發酵罐中對重點影響參數(轉速與底物濃度)進行了進一步優化，優化后2－KGA的時空產率提高到74mmol/L/h，并且催化細胞可有效重復利用3次。

2－KGA，氧化葡萄糖酸桿菌，靜息細胞催化，工藝優化

氧化葡萄糖酸桿菌具有豐富的膜結合與胞內氧化系統、不完整的TCA循環以及缺失的糖酵解途徑，使其能夠將多種糖、醇以及醛類物質不完全氧化合成相應的產物［1］。而其基于結合酶的反應更是具有反應快分離容易等特點而被廣泛應用于食品以及化工品合成等行業，如(R)－β－羥基異丁酸［2］合成等。2－酮基－D－葡萄糖酸(2－KGA)是目前大規模生產的一種有機酸，被廣泛應用于合成D－異抗壞血酸(鈉) (EA/EN);EA作為肉類、水果、飲料等食品中可代謝抗氧化劑可以有效地減少食品的氧化，防止其色、香、味褪變，抑制食品中致癌物質亞硝酸鹽的生成，其防腐效果大大超過維生素C，而價格不到維生素C的二分之一，有很好的應用前景［3－4］。……