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乙偶姻,具有令人愉快的香味,作为香料被广泛应用于食品中。此外,乙偶姻还被美国能源部列为优先开发的平台化合物广泛应用于制药、化工等领域。本研究成功筛选到一株公认安全(generally recognized as safe, GRAS)能够应用于食品领域的乙偶姻高产菌株Bacillus amyloliquefaciens FMME044,在摇瓶和发酵罐水平上对该菌株产乙偶姻的营养和环境条件进行研究。主要研究结果如下:1.本研究从自然界中筛选获得一株乙偶姻高产菌株,经过形态、生理生化鉴定和16SrRNA、gyrA序列同源性比对后,确定该菌株属于解淀粉芽孢杆菌,并命名为Bacillusamyloliquefaciens FMME044;其发酵产物经过GC-MS和HPLC验证后确认为乙偶姻。2.研究营养条件对乙偶姻发酵的影响:在摇瓶水平上,分别考察了碳源、氮源、碳氮比、金属离子和无机盐对菌株FMME044发酵产乙偶姻的影响。正交实验优化后得到最佳营养条件为:葡萄糖120g/L、大豆蛋白胨10g/L、酵母粉10g/L、K2HPO43g/L、KH2PO43g/L、NaCl5g/L、MgSO4·7H2O0.2g/L,以最佳培养基进行发酵,乙偶姻的产量由最初的31.2g/L提高到48.6g/L,提高了55.7%。3.研究不同pH对乙偶姻发酵的影响:(1) pH6.5有利于菌体生长和乙偶姻的积累;(2)利用静息细胞法筛选出2,3-丁二醇脱氢酶的氧化反应最适pH为8.0;(3)利用两阶段pH调控策略进行乙偶姻发酵,乙偶姻产量达到51.9g/L,与恒定pH6.5的发酵情况相比,合成乙偶姻的效率得到提高,也是目前Bacillus amyloliquefaciens生产乙偶姻的最高水平;(4)利用静息细胞法验证在20h到48h之间乙偶姻的迅速积累是由于2,3-丁二醇的回补所致。4.研究溶氧对乙偶姻发酵的影响:(1)低溶氧有利于2,3-丁二醇的积累,高溶氧则利于2,3-丁二醇转化为乙偶姻;(2)通过两阶段溶氧控制策略强化乙偶姻的积累,乙偶姻产量达到51.2g/L,与转速为350rpm时相比,产率和生产强度分别提高13.2%和49.5%;(3)从转录水平分析溶氧对乙偶姻发酵的影响,在低溶氧条件下als、bdh的转录水平较在高溶氧条件下大幅上调。说明低溶氧条件下,α-乙酰乳酸合成酶和2,3-丁二醇脱氢酶高效表达,利于丙酮酸直接进入乙偶姻途径积累乙偶姻和2,3-丁二醇。