Page 100 - 精细化工2019年第12期

·2428· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

对细胞有毒害作用造成的。为节省生产成本，选择 Z45 菌体的生长，提高细胞内酶的催化活性，从而有
转化时间为 12 h。 利于肉桂醇的转化。故选择 pH = 7 为最佳反应 pH。
2.3.2 温度对转化反应的影响 2.3.4 接种量对转化反应的影响
温度会影响菌体细胞的生长和催化活性，是影 微生物转化的实现需要菌体浓度达到一定水
响生物转化反应体系的重要因素之一。考察不同反 平。在培养初期接种量过小，菌体生长调整期延长，
应温度对转化反应的影响，每组平行 3 次，结果如 发酵周期增长；接种量过大，单位时间内菌体迅速
图 4 所示。由图 4 可知，控制反应体系温度在 25~ 增殖消耗大量的营养物质和溶氧量，菌体过快进入
30 ℃内，肉桂醇转化率随着温度的升高而增大， 代谢产物大量积累的稳定期，不利于转化反应的进
30 ℃时肉桂醇转化率达到最大值，温度大于 30 ℃ 行。考察接种量体积分数分别为 2.5%、5.0%、7.5%、
后，不利于菌体生长，肉桂醇转化率逐渐下降。所 10.0%、12.5%、15.0%对转化反应的影响，每组平
以，选择 30 ℃为最佳反应温度。 行 3 次，结果如图 6 所示。

图 4 温度对转化反应的影响 图 6 接种量对转化反应的影响
Fig. 4 Effect of temperature on the conversion reaction Fig. 6 Effect of inoculation size on the conversion reaction

2.3.3 pH 对转化反应的影响
由图 6 可以看出，菌体加入量在 2.5%~15.0%之
pH 会影响细胞膜的渗透性、细胞内酶的活性，
间，肉桂醇转化率变化不大，说明 Sphingomonas sp.
从而影响细胞膜内外的传质过程，最终影响生物转
Z45 菌株生长迅速，在反应时间内菌体量已经满足
化反应体系的途径及转化速率。用浓度为 0.1 mol/L
当前条件下转化肉桂醇的极限值，菌体加入量对其
的 HCl 和 NaOH 溶液调节发酵培养基初始 pH 分别
转化肉桂醇影响较小。为实验方便，选择菌体加入
为 4、5、6、7、8、9，每组平行 3 次，考察不同 pH
量体积分数为 5.0%。
对转化反应的影响，结果见图 5。 2.3.5 底物质量浓度对转化反应的影响

在 Sphingomonas sp. Z45 菌株转化肉桂醇合成
2-PE 反应体系中，底物肉桂醇对菌体有一定的抑制
作用。为了获得最佳转化效果，有必要探索底物浓
度对转化反应的影响。在以上最优条件下，改变肉
桂醇质量浓度分别为 1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 g/L，
每组平行 3 次。不同底物质量浓度对肉桂醇转化率、
2-PE 质量浓度及菌体生物量的影响，见图 7。
图 7 显示，随 着底物质量 浓度的增大 ，
Sphingomonas sp. Z45 菌体生物量和肉桂醇转化率

都呈下降趋势，这是底物浓度增高，肉桂醇对菌体
图 5 初始 pH 对转化反应的影响 的毒害作用增强导致的。肉桂醇质量浓度为 1.5~
Fig. 5 Effect of initial pH on the conversion reaction
2.5 g/L 时，2-PE 质量浓度随着底物浓度的增加而增
由图 5 可知，Sphingomonas sp.Z45 在 pH = 7 的 大，底物质量浓度为 2.5 g/L 时，2-PE 质量浓度达
培养体系中，菌体生物量和肉桂醇转化率都是最高 到最大值 1.5 g/L。因此，加入质量浓度为 2.5 g/L 的
的。表明 pH = 7 的环境条件适于 Sphingomonas sp. 底物肉桂醇有利于获得较高的产物得率。