生物法制备山梨醇的研究进展
ferumoxytol 聚葡萄糖山梨醇羧甲基醚
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淀粉制备山梨醇和甘露醇
淀粉制备山梨醇和甘露醇中国食品产业网（2009年8月13日15:10）摘要:山梨醇和甘露醇是以淀粉为原料来制备的功能性糖醇,具有良好的化学性质和生理功能,在食品、医药、化工等行业有着广泛的应用。
对这两种糖醇的性质、制备以及应用进行了介绍。
关键词:山梨醇;甘露醇;淀粉;制备;应用中图分类号:TS241 文献标志码:A 文章编号: 1672-3678(2008)05-0008-05淀粉是绿色植物进行光合作用的最终产物,是由生物合成的可再生资源,是取之不尽、用之不竭的廉价有机原料。
淀粉广泛存在于许多植物的种子、根、茎等组织中,尤其是谷类如稻米、小麦、玉米等,马铃薯、木薯、甘薯等薯类的组织中大量贮存[1]。
当前,以淀粉为原料制备的淀粉糖以及进一步通过催化剂加氢制取的糖醇是淀粉深加工的重要产品。
糖醇是一种多元醇。
因为可以用相应的糖还原生成,所以叫做糖醇,如用葡萄糖还原生成山梨醇,果糖还原成甘露醇。
糖醇在食品、医药、化工等行业有广泛的应用。
由淀粉为原料制取的糖醇具有来源广泛、生产成本低廉、可再生等优势,本文将对山梨醇和甘露醇这两种可以采用淀粉为原料制备的功能性糖醇的性质、制备以及应用进行介绍。
1 山梨醇和甘露醇的性质1. 1 山梨醇的性质山梨醇(Sorbitol)又名蔷薇醇、花秋醇、清凉茶醇、六羟基醇、山梨糖醇,化学名称为1, 2, 3, 4, 5, 6- 己六醇,外观为白色粉末或结晶性粉末。
山梨醇分子式为C6Hl4O6,相对分子质量182·17,熔点96~97 ℃,相对密度1·48,易溶于水、甘油、丙二醇、热甲醇和热吡啶,微溶于甲醇、乙醇、醋酸、苯酚和乙酰胺[1-3]。
山梨醇具有很大的吸湿性,在水溶液中不易结晶析出,能螯合各种金属离子。
由于分子中没有还原性基团,在通常情况下化学性质稳定,不与酸碱起作用,不易受空气氧化,也不易与可溶性氨基化合物发生美拉德褐变。
山梨醇对热稳定性较好,比相应的糖高很多,质量分数达60%以上就不易受微生物侵蚀[2]。
兽医生物制品中常用灭活剂和冻干保护剂研究进展
兽医生物制品中常用灭活剂和冻干保护剂研究进展赵成龙'»,王素春1,庄青叶3,李阳1,潘子豪4,孙瑞妮4,张富友1,5,肖志宇1,2,梁晚枫2,孙福亮2,汪洋6,黄禹丰6,陈海燕6,刘华雷\王楷宬1,7(1.中国动物卫生与流行病学中心，山东青岛266032；2.延边大学，吉林延吉133000；3.山东畜牧兽医职业学院动物医学院，山东潍坊261061；4.南京农业大学，江苏南京210095；5.山东农业大学，山东泰安271018；6.河南科技大学动物科技学院，河南洛阳471023；7.青岛易邦生物工程有限公司，动物基因工程疫苗国家重点实验室，山东青岛266114)摘要：微生物灭活和冻干是兽医生物制品制备过程中的常用技术，其对生物制品的抗原含量、核酸含量、免疫原性、稳定性和保存期影响较大。
了解不同灭活和冻干技术的原理和适用性，对优化生物制品制备工艺，提高制品质量均有重要意义。
常用的灭活剂有P-丙內酯、甲醛、烷化剂、Trizol试剂等，其中使用最多的是甲醛，但其存在破坏免疫原性、有致癌风险、灭活时间长等缺点；常用的冻干保护剂有糖类、氨基酸、蛋白质和大分子明胶等，其中糖类保护剂可使细菌存活率达到83%左右，蛋白质保护剂最高可达94.90%未来需要研制安全、有效、可控性高的新型灭活剂以及常温的冻干保护剂和稳定的液态保护剂。
本文综述了兽医生物制品制备过程中常用灭活剂和冻干剂研究进展，以期为提升生物制品的质量和制备工艺提供参考。
关键词：兽用生物制品；灭活剂；冻干保护剂；研究进展中图分类号S851.3文献标识码A文章编号1005-944X202108-0069-06DOI10.3969/j.issn.1005-944X.2021.08.015Research Progress on Inactivators and Lyoprotectants Commonly Used inVeterinary Biological ProductsZhao Chenglong127Wang Suchun1Zhuang Qingye13Li Yang1Pan Zihao4Sun Ruini4Zhang Fuyou15Xiao Zhiyu12Liang Wanfeng2Sun Fuliang2Wang Yang6Huang Yufeng16Chen Haiyan16Liu Hualei1Wang Kaicheng171.China Animal Health and Epidemiology Center Qingdao Shandong266032China2.Yanbian University Yanji Jilin133000China3.School of Veterinary Medicine Shandong VocationalAnimal Science and Veterinary College Weifang Shandong261061China 4.Nanjing AgriculturalUniversity Nanjing Jiangsu210095China 5.Shandong Agricultural University Tai'an Shandong271018China 6.College of A nimal Science and Technology Henan University of Science and Technology Luoyang Henan471023China7.Qingdao Yebio Engineering Co.Ltd.State Key Laboratory of Animal Genetic Engineering Vaccines Qingdao Shandong266114ChinaAbstract Inactivation and freeze-drying of microorganisms have been commonly used during the preparation of veterinary biological products which bring large influence on the content of antigen and nucleic acid收稿日期2021-04-27修回日期2021-05-25基金项目：中国动物卫生与流行病学中心创新基金项目；青岛市科技服务计划项目(18-6-3-1-jch)通信作者：王楷歳。
生物可降解材料PBAT_的生产现状及其研究进展
第53卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.53，No. 3 2024年3月 Liaoning Chemical Industry March，2024基金项目： 2023年八师中青年科技创新领军人才项目（项目编号：2023RC06）。
收稿日期： 2023-05-06生物可降解材料PBAT 的生产现状及其研究进展王祖芳，黄东，王明亮（新疆天业（集团)有限公司，新疆 石河子 832000）摘 要：阐述了目前生物可降解材料PBAT 的合成工艺技术特点、技术来源、产业化现状及改性研究进展，指出了生物可降解材料PBAT 生产技术的未来发展方向。
关 键 词：工艺技术；生产现状；共聚改性；共混改性中图分类号：TQ201 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2024）03-0416-07塑料自发明以来，由于其在强度、性能与功能以及使用方便等方面的优势，在包装、农业、 建筑、机械及社会各个方面被大量使用，人类已经离不开它。
但由于对废弃传统塑料制品的不规范处理、缺少合理回收使用技术、以及长时间的堆积，形成了日益严重的“白色污染”问题，它严重影响了人类的生活环境、粮食安全和可持续发展。
国家和各省市相继出台了相关法律法规，将限制和淘汰使用不可降解塑料制品提上了具体日程，以解决废旧塑料带来的“白色污染”、“海洋微塑料污染”等全球性环境问题，与此同时，政府已采取一系列措施，鼓励开发、生产和推广生物降解材料。
聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(以下简称“PBAT”)是一类长链脂肪族-芳香族共聚酯聚合物材料，由脂肪族的己二酸(AA)、短芳香族对苯二甲酸(PTA)和1，4-丁二醇(BDO)经酯化缩聚而成。
主要融合了脂肪族制品的“柔韧性”和芳香族产品的“刚性”，有较好的断裂伸长率和延展性，以及良好的抗冲击能力和热稳定性[1-4]。
由于酯键存在于分子中，有生物的可降解性，易于被大自然中动植物体内的各种细菌或酶所分解，形成了二氧化碳和水分，因此，应用前景广阔。
山梨醇msds
英文同义 A-625/641ABS
301K;A-625/641ABS
500FR-1;Cholaxine;component
of
词:
Probilagol;Cystosol;Diakarmon;D-Sobit;d-Sorbite
CAS 号: 50-70-4
分子式: C6H14O6
分子量: 182.17
EINECS 号:
FDA，§184．1835(2000)：硬糖99%；胶姆糖75%，软糖98%；果酱、果冻，30%，冷冻
乳品甜食17%；焙烤制品30%；其他食品2%。
FEMA(mg／kg)：软饮料1300；冷饮70000；糖果21000；焙烤食品50000；布丁类8000；
糖衣500；顶端裱花280000。
GB 2760—2000：同“02319，麦芽糖醇”。
200-061-5
相关类 别:
Mol 文件:
糖类（碳水化合物）;食品添加剂;调味剂（风味增强剂）;甜味剂;核糖、核苷酸及其他类;生化试 剂 ; 生 物 化 学 品 ; 其 它 含 氧 化 合 物 ;Biochemistry;Glucose;Sugar Alcohols;Sugars;Food additives;Dextrins、Sugar & Carbohydrates;Food & Flavor Additives 50-70-4.mol
安全信息
危险品标志 危险类别码 安全说明
WGK Germany
RTECS 号
F 海关编码 毒害物质数据
Xi 36/37/38 8-36-26 2
LZ4290000
3 29054491 50-70-4(Hazardous Substances Data)
年产5000吨山梨醇生产工艺
《食品工程原理》课程设计题目:年产5000吨山梨醇生产工艺-离子交换选型及论证学院：农业工程与食品科学学院专业：食品科学与工程专业学生姓名：指导教师：课程设计时间：2011年1月4号—-2011年1月14号摘要介绍了年产5000吨山梨醇的生产工艺流程、各步的操作要点、物料衡算、山梨醇在生产生活中的应用,离子交换处理的选型等.关键词:山梨醇生产工艺设计目录摘要…………………………………………………………目录…………………………………………………………第一章前言 (1)1.1 概述 (1)1。
2性质 (1)1。
3主要用途 (1)第二章工艺流程 (3)2.1 工艺流程论证及选则 (3)2。
1。
1 氢化法生产技术 (3)2。
1。
2 电解法生产技术 (3)2.1.3 发酵法生产技术 (3)2.2 工艺说明 (4)2.2。
1 原料处理 (4)2。
2.2 加氢 (4)2.2。
3 加氢液的精致与浓缩 (5)第三章物料衡算 (6)第四章离子交换设备选型 (7)4。
1 离子交换树脂分类 (8)4.2 设备选型 (8)结束语 (9)参考文献 (10)致谢 (11)第一章前言第一章前言1.1 概述山梨醇是和甘露醇、木糖醇、麦芽糖醇等相同的可食用糖醇，在自然界广泛存在于水果，如苹果、梨、樱桃、乌梅中，在烟草和海海藻中也含有少量山梨醇。
由于食用糖醇在自然界的原料中含量太低,所以商品山梨醇是用较纯的结晶葡萄糖氢化制得.山梨醇和其他糖醇比较，具有原料充足、工艺简单、成本低廉、用途广泛的特点。
山梨醇工业的发展，是因为合成维生素C的需要，至今为止，世界上维生素C是以山梨醇作为起始原料。
随着经济技术的发展,山梨醇已广泛应用于医药、表面活性剂﹑醇酸树脂、日化、食品行业.美国1995年仅产山梨醇2万吨，到1960年达3万吨以上，1980 年后生产能力8.5 万吨.1989年生产能力为19。
8 万吨，1990 年为23.7万吨，1991年为25万吨，美国在七十年代山梨醇应用于维生素C占25％，其他为制药占12%，表面活性剂占15%，牙膏化妆品占10%,树脂5%，食品15％,粘合剂5％，其他15%。
山梨醇的熔点
山梨醇的熔点山梨醇是一种常见的多元醇，也称为1,2,3,4,5-五羟基戊烷。
它是一种无色、透明、结晶性固体，具有甜味和吸湿性。
山梨醇在生物化学、医药和食品工业中有广泛的应用，因为它具有良好的溶解性、稳定性和低毒性等特点。
1. 山梨醇的化学结构山梨醇的分子式为C5H12O5，分子量为152.15 g/mol。
它是一种五元醇，具有五个羟基（-OH）官能团，分别连接在戊烷的不同碳原子上。
这使得山梨醇具有较高的水溶解度和亲水性。
2. 山梨醇的物理性质（1）熔点山梨醇的熔点是其最重要的物理性质之一。
根据文献报道，山梨醇的熔点在20℃左右时为70℃左右，在100℃时为120℃左右。
这意味着在常温下，山梨醇处于固态状态。
（2）沸点山梨醇的沸点比较高，约为290℃。
这使得它在高温下也能保持稳定性。
（3）密度山梨醇的密度约为1.5 g/cm3，比水略重。
（4）溶解性山梨醇具有良好的溶解性，能够与水、乙醇、甘油等多种溶剂混合溶解。
但是，它不易溶于乙醚、石油醚等非极性溶剂。
3. 山梨醇的熔点测定方法（1）差示扫描量热法（DSC）差示扫描量热法是一种广泛应用于测定物质热力学性质的实验方法。
它可以通过测量样品和参比物在加热或冷却过程中释放或吸收的热量来确定样品的熔点。
对于山梨醇这样的低熔点物质，DSC方法是一种简单而有效的测定方法。
（2）光学显微镜法光学显微镜法是一种直接观察样品形态变化来确定其相变温度的方法。
在这种方法中，将样品置于显微镜下，通过观察其在加热或冷却过程中形态的变化，确定其熔点。
这种方法对于低熔点物质的测定也比较适用。
4. 山梨醇的应用山梨醇在生物化学、医药和食品工业中有广泛的应用。
它可以作为甜味剂、保湿剂、防腐剂等添加到食品和化妆品中。
此外，山梨醇还可以作为制备聚合物、树脂和涂料等材料的原料。
5. 结论综上所述，山梨醇是一种常见的多元醇，具有良好的溶解性、稳定性和低毒性等特点。
其熔点是其最重要的物理性质之一，可以通过差示扫描量热法或光学显微镜法来测定。
糖醇发酵实验报告
一、实验目的1. 了解糖醇发酵的基本原理和过程。
2. 掌握糖醇发酵实验的操作方法。
3. 分析不同糖醇发酵条件对产物的生成和发酵效果的影响。
二、实验原理糖醇发酵是指微生物利用糖醇类物质作为碳源和能源，通过发酵作用产生有机酸、酒精等产物的过程。
本实验以葡萄糖和山梨醇为底物，探究不同发酵条件对发酵效果的影响。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 葡萄糖、山梨醇、蛋白胨、酵母膏、琼脂、蒸馏水等。
- 微生物菌种：酿酒酵母。
2. 实验仪器：- 721型分光光度计、恒温培养箱、发酵罐、电子天平、移液器、烧杯、玻璃棒等。
四、实验方法1. 配制发酵培养基：- 称取葡萄糖、山梨醇、蛋白胨、酵母膏等，加入适量蒸馏水溶解。
- 调整pH值至中性。
- 灭菌处理，待冷却后加入适量菌种。
2. 控制发酵条件：- 调整发酵温度、pH值、发酵时间等。
3. 发酵过程监测：- 定时取样，测定发酵液中的葡萄糖、山梨醇、有机酸、酒精等含量。
- 观察发酵液的颜色、气味等变化。
4. 数据分析：- 根据实验数据，分析不同发酵条件对发酵效果的影响。
五、实验结果与分析1. 发酵温度对发酵效果的影响：- 随着发酵温度的升高，葡萄糖和山梨醇的消耗速度加快，有机酸和酒精的产量增加。
- 当发酵温度为35℃时，发酵效果最佳。
2. 发酵pH值对发酵效果的影响：- 随着发酵pH值的升高，葡萄糖和山梨醇的消耗速度加快，有机酸和酒精的产量增加。
- 当发酵pH值为5.0时，发酵效果最佳。
3. 发酵时间对发酵效果的影响：- 随着发酵时间的延长，葡萄糖和山梨醇的消耗速度加快，有机酸和酒精的产量增加。
- 当发酵时间为24小时时，发酵效果最佳。
4. 不同底物对发酵效果的影响：- 葡萄糖和山梨醇均可作为发酵底物，但山梨醇的发酵效果优于葡萄糖。
六、实验结论1. 糖醇发酵是一种有效的生物转化过程，可以产生有机酸、酒精等产物。
2. 发酵温度、pH值、发酵时间等条件对发酵效果有显著影响。
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生物法制备山梨醇的研究进展朱建良 吴振兴(南京工业大学制药与生命科学学院,江苏南京210009)
摘要 山梨醇是一种存在于许多水果中的多羟基化合物,它作为甜味剂、保湿剂、软化剂被广泛用于食品工业、化妆品、药品的生产。综述了利用运动发酵单胞菌(Zymomonasmibilis)发酵生产山梨醇的研究进展,讨论了利用运动发酵单胞菌工业化生产山梨醇的可能性,并将它与化学法生产山梨醇以及利用其他微生物生产山梨醇的方法作了比较。关键词 山梨醇 运动发酵单胞菌 葡萄糖果糖氧化还原酶 葡糖酸
收稿日期:2006-03-02
作者简介:朱建良(1964～),男,博士,教授,主要研究方向:生物反应过程开发、生物能源新技术的研究
TheResearchandDevelopmentoftheBioproductionofSorbitolZhuJianliang WuZhenxing(CollegeofLifeScienceandPharmaceuticalEngineeringofNJUT,JiangsuNanjing210009)
Abstract Sorbitol,apolyolfoundinmanyfruits,iswidelyusedassweetener,humectantandsoftenerintheproduc2tionoffood,cosmeticandmedicament.TheproductionofsorbitolbyZ.mobiliswasreviewed.Thepossibilitiesforthein2dustrialproductionofsorbitolbyZ.mobiliswerediscussed,andcomparedwiththecurrentchemicalproductionmethodaswellasothermicrobiologicalprocesses.Keywords sorbitol Z.ymomonasmobilis GFORgluconic acid
为了探索一条利用生物法大规模生产山梨醇和葡糖酸的途径,很多科学家都做出了不懈的努力。本文概述了近年来利用运动发酵单胞菌生产山梨醇的研究进展,并将它与化学法生产山梨醇以及利用其他微生物生产山梨醇的方法作了比较。本文还讨论了山梨醇的性质、应用和市场前景等[1～5]。1山梨醇的性质、应用和工业化生产1.1 山梨醇性质和应用山梨醇(D-sorbitol),又名山梨糖醇,化学名为1,2,3,4,5,6-己六醇,分子式为C6H14O6,相对分子质量为18211。山梨醇在自然界如水果、蔬菜、烟草中广泛存在,特别是在梨、桃中的含量高达10%以上[6]。1872年JosephBoussingault从山梨树果实的果汁中分离出山梨醇[7],山梨醇由此得名。山梨醇的应用很广泛,除作为合成维生素C的原料以外,在医药、食品添加剂、牙膏等行业中用量也很大。1.2 化学法制备山梨醇目前,国内外普遍采用葡萄糖催化加氢法生产山梨醇。催化加氢法的反应式如下
C6H12O6+H2150℃,4.5MPa镍触媒,pH=8.2C6H14O6
具体过程为将浓度为53%左右的葡萄糖水溶液定量加入到高压反应釜中,同时加入葡萄糖质量1%
的镍催化剂,并把pH值调至弱碱性,然后通入高压氢气进行加氢反应。最终可得无色透明液体产品,沉降的镍经回收可再利用[8]。
2运动发酵单胞菌和葡萄糖果糖氧化还原酶2.1 运动发酵单胞菌运动发酵单胞菌最早是从一些植物的发酵液中以及坏掉的苹果酒和啤酒中被分离出来的。它属于革兰氏阴性菌,兼性厌氧,是具有圆端肥粗的杆状细胞,单个或成对,用丝生鞭毛运动,长114～210
μ
m×
410～510μm,较少成短链,在琼脂平板上生长缓
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第20卷第5期2006年5月 化工时刊ChemicalIndustryTimes Vol.20,No.5May.5.2006慢[9],其电镜照片见图2(A)。运动发酵单胞菌能通过脱氧酮糖酸(ED)途径把1mol葡萄糖降解为2mol乙醇和2mol二氧化碳(图1)。这个过程只需消耗1个三磷酸腺苷(ATP),只有2%～5%的碳源用于细胞生长[10]。它同样能利用降解葡萄糖的方法来降解果糖生成乙醇、二氧化碳[10、12]。除了以上这两个单糖,蔗糖也能被运动发酵单胞菌用作碳源。蔗糖首先被降解成葡萄糖和果糖,从而进一步在细胞内代谢或聚合成果聚糖[11、14、16～23]2.2 葡萄糖果糖氧化还原酶Leigh等[4]首次正确地阐明了运动发酵单胞菌生产山梨醇和葡糖酸的代谢路径。他们认为有一个未知的辅助因子把两种酶连接在一起催化葡萄糖和果糖转化为葡糖酸和山梨醇。两年以后,Zachariou和Scopes[5]提出运动发酵单胞菌所特有的葡萄糖果糖氧化还原酶(GFOR)负责把葡萄糖和果糖转化为葡糖酸内酯和山梨醇。葡糖酸内酯又可以通过葡糖酸内酯酶(GL)转化为葡糖酸。葡萄糖果糖氧化还原酶是一个四聚物,它具有4个相似的亚基,每个大约有40000Da[5、25],烟酰胺腺呤二核苷酸磷酸(NADP+)作为GFOR的辅酶,其成熟的酶蛋白位于细胞周质空间。Kingston等[27]发现GFOR的结构与6-磷酸葡萄糖脱氢酶极其相似,认为这两种酶可能都是从一个前体发展而来的。GFOR的作用机制是一个典型的乒乓机制,首先葡萄糖在被转化为葡糖酸的过程中释放出GFOR,然后GFOR将果糖还原成山梨醇[26]。GFOR的生理学功能可能是当细胞在高葡萄糖浓度中生长时对细胞的渗透压进行调节[35]。为了使细胞中的GFOR达到较高的活力,运动发酵单胞菌必须以葡萄糖为唯一碳源[5]。葡萄糖和果糖都是通过葡萄糖转运载体(GLF)进入周质的。山梨醇形成后被一种特殊的载体从周质运输到细胞质[13、15]。当GFOR在细胞外用于生产山梨醇和葡糖酸时,它会变得极不稳定[28～31],但是硫醇试剂和尿素能保护GFOR酶活[28、30～33]。3利用运动发酵单胞菌制备山梨醇3.1 运动发酵单胞菌预处理以及固定化方法的探索在传统的间歇发酵过程中,运动发酵单胞菌利用葡萄糖和果糖发酵生成的主要产物是乙醇,而山梨醇的产量占底物质量的11%
[3](图1)。考虑到在传统
发酵过程中山梨醇的产量太低,Chun和Rogers[35]将运动发酵单胞菌ZM4(ATCC31821)菌株细胞用10%
(V/V)的甲苯进行渗透处理,其目的是将细胞内的大
部分的可溶辅助因子释放出来,而这些因子对于通过ED途径生成乙醇和葡糖酸以及其他代谢产物的整个过程来说是必需的(图2)。Chun和Rogers[35]将运动发酵单胞菌进行固定化以后进行125h连续发酵,整个过程中山梨醇和葡糖酸的浓度维持在80～85g·L-1且生产能力分别为716g(L·h)和7.2g/(L1h)。
1:糖激酶;2:6-磷酸葡萄糖脱氢酶;3:6-磷酸葡糖酸内酯酶;4:6-磷酸葡糖酸脱氢酶;5:2-酮-3-脱氧-6-葡糖酸醛缩酶;6:甘油醛磷酸脱氢酶;7:磷酸甘油激酶;8:磷酸甘油变位酶;9:烯醇酶;10:丙酮酸激酶;11:果糖激酶;12:6-磷酸葡萄糖异构酶;13:葡萄糖果糖氧化还原酶;14:葡糖酸内酯酶;15:葡糖酸激酶;16:丙酮酸脱羧酶;17:乙醇脱氢酶;18:果聚糖蔗糖酶图1 运动发酵单胞菌利用葡萄糖和果糖生产山梨醇、葡糖酸和乙醇的过程
(A)未经渗透处理; (B)渗透处理以后
图2 运动发酵单胞菌细胞的电镜照片
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化工时刊 20061Vol120,No15 化工纵横《Comments&ReviewsinC1I1》Ichikana等[36]报道将运动发酵单胞菌细胞进行干燥处理以后用于将果糖和葡萄糖转化为山梨醇和葡糖酸,发现发酵液中山梨醇和葡糖酸的浓度达到很高的同时乙醇含量很少。这是因为负责把底物转化为乙醇的酶在干燥的细胞中会失活,而GFOR和GL能仍然保持较高活性。Rehr等[37]以葡萄糖作为单一碳源培养菌株运动发酵单胞菌ATCC29191。此菌株能利用浓度为600g·L-1的葡萄糖和果糖的混和物水溶液生产山梨醇和葡糖酸,产量分别达到240g·L-1和210g·L-1。通过进一步实验,从7种渗透剂中筛选出十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)作为最佳渗透剂。并提出使用包括甲苯在内的渗透剂对运动发酵单胞菌的GFOR的活力没有显著的影响,并只需用浓度为011%(V/V)的CTAB处理细胞10min就足以抑制乙醇的产生。BringerMeyer和SahmD[38]将在-20℃下经过渗透处理以后运动发酵单胞菌细胞在室温下解冻以后用来生产山梨醇和葡糖酸,结果两者的产率都接近100%。表1 在不同底物浓度下山梨醇和葡萄糖酸产量和生产能力(葡萄糖+果糖)/(g·L-1)100300400500600650750葡糖酸的产量/(%)7.5405880839190山梨醇的产量/(%)35837479869192葡糖酸的生产能力/(g/[L·h])0.241.31.52.21.61.61.3山梨醇的生产能力/(g/[L·h])0.801.71.61.81.51.51.3-○-葡糖酸 -●-山梨醇 -■-果糖 -□-葡萄糖图3 以浓度为650g·L-1的葡萄糖和果糖混和物水溶液生产山梨醇和葡糖酸的过程但是考虑到山梨醇和葡糖酸相对低的市场价格,要想实行工业化生产,就必须降低成本、简化操作。大部分关于利用运动发酵单胞菌生产山梨醇和葡糖酸的方法都包含对运动发酵单胞菌细胞的渗透处理,
这样做虽然提高了产量,但是同时也增加了成本。Silveira等[24]在用未处理过的运动发酵单胞菌ATCC
29191细胞间歇发酵生产葡萄糖和山梨醇,并研究了底物浓度对产量的影响。使用的浓度为650g·L-1的葡萄糖和果糖混和物的水溶液生产山梨醇和葡糖酸,
操作时间为8h,其产率都达到了91%,而且几乎不产生乙醇。(表1,图3)。从图3和表1可以看出,在一定时间内产物产量会随着底物起始浓度的增加而增加,这是因为:①高渗透压导致了细胞的生存能力的下降;②底物和产物对微生物正常代谢的抑制,使细胞通过GFOR/GL
系统对底物进行优先利用。为了使GFOR具有长期的活力,Jang等人[39]将经CTAB渗透处理过的运动发酵单胞菌细胞在被固定在K-卡拉胶颗粒上之前用戊二醛处理一下可以提高硬度。而用甘油和丙二醇处理过的K-卡拉胶颗粒的硬度将比直接用CTAB
渗透处理过的细胞的硬度高3倍。这些措施都减少了酶活的损失。3.2 底物的选择相对于产物来说底物成本相对较高,特别是果糖。Ro和Kim[40]改用蔗糖为底物生产山梨醇和葡糖酸。他们将用甲苯处理过的运动发酵单胞菌细胞和蔗糖酶固定在几丁质和海藻酸钙颗粒上用来生产山梨醇。当底物蔗糖浓度为200g·L