Page 122 - 《精细化工》2022年第6期

·1188· 精细化工 FINE CHEMICALS
菌体生物量减少，肉桂醇转化率也降低。底物质量
浓度在 1~3 g/L 范围内，产物 2-PE 质量浓度随着底
物质量浓度的升高而增大。当底物质量浓度为 3 g/L
时，肉桂醇转化率达 82.0%±3.1%，2-PE 质量浓度
[6]
达到最大值（2.46±0.21）g/L；而文献 中底物质量
浓度为 3 g/L 时，肉桂醇转化率为 46.8%，2-苯乙醇
质量浓度为 1.21 g/L。底物质量浓度高于 3 g/L 后，
高的底物质量浓度及产物的积累对细胞产生明显的
抑制作用，2-PE 质量浓度呈下降趋势。与单水相体
[6]
系反应结果 相比，由于加入油酸与发酵液构成两
相体系，对肉桂醇起到缓释作用，将菌株对底物的
最大耐受质量浓度从 2.5 g/L 提高到 3 g/L，转化效
率得到了提升。
由单因素实验结果得到转化实验的最佳条件
为：在 10 mL 发酵培养基中，加入 1 mL 种子液培
养 24 h 后，同时加入底物肉桂醇质量浓度为 3 g/L，
油酸 10 mL，在 30 ℃、转速为 200 r/min 的摇床反
应 12 h。在该条件下肉桂醇转化率达 88.0%，2-苯
乙醇质量浓度为 2.64 g/L。
2.6 两相体系中油酸加入方式对转化的影响
为了进一步探究两相体系中有机溶剂油酸的作
用，在最佳转化条件下采取两种不同的油酸加入方
式：（1）在培养初期加入油酸；（2）加入底物开始
转化的同时加入油酸，比较转化前后菌体生物量的
变化并求出肉桂醇转化率和产物质量浓度，结果如
表 1 所示。
表 1 油酸加入方式对转化的影响
Table 1 Effects of oleic acid addition on transformation
加入 生物量/(g/L) 肉桂醇
方式 转化前 转化后 变化量 转化率/%
1 15.03 15.77 0.74 82.0
2 16.04 21.04 5.00 88.0
注：方式 1 为 Z45 加油酸扩培 24 h 后加入肉桂醇（3 g/L）
转化 12 h；方式 2 为 Z45 扩培 24 h 后同时加入油酸和肉桂醇
（3 g/L）转化 12 h。
结果表明，采用油酸与底物同时加入的方式 2，
菌体生物变化量、肉桂醇转化率和 2-PE 质量浓度均
较培养初期加入油酸的高。这可能是因为在培养初
期加入油酸，会被菌体作为碳源消耗掉，导致在后
期的转化反应阶段油酸对底物的缓释和产物的原位
移除作用被削弱，底物和产物抑制菌体细胞的生长，
肉桂醇的转化率和 2-PE 的质量浓度相对较低；而后
加入油酸的方式使油酸在两相体系中作为相转移介
质的作用得到了更好的发挥，菌体在转化过程中进
一步增殖，有利于提高肉桂醇转化率和 2-PE 浓度。
[6]
与单水相体系同等条件下转化结果 相比较，肉桂醇
第 39 卷
转化率提高了 41.2%，2-PE 质量浓度提高了 1.43 g/L。
3 结论
将油酸-发酵培养基两相体系用于以肉桂醇为
底物，利用 Sphingomonas sp. Z45 转化生成天然 2-PE
的反应，通过油酸对底物肉桂醇的缓释作用和对产
物 2-PE 的原位移除，减少了芳香族化合物对细胞的
毒害，最终实现了提高肉桂醇转化率和 2-PE 质量浓
度的目的。在 10 mL 发酵培养基中，加入 1 mL 种
子液培养 24 h 后，同时加入油酸 10 mL 和底物肉桂
醇 3 g/L，在 30 ℃、转速为 200 r/min 的摇床中反应
12 h，在此条件下肉桂醇转化率达 88.0%，2-PE 质
量浓度为 2.64 g/L。与单水相体系同等条件下的转
[6]
化结果 相比较，肉桂醇转化率提高了 41.2%，2-PE
的质量浓度提高了 1.43 g/L。为后期开展由肉桂醇
生产天然 2-PE 的放大实验提供了理论参考。
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