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茴香醛是一种重要的有机中间体,它具有持久的山楂香气和较强的抗氧化性能,广泛应用于食品、医药及日用化学工业。目前茴香醛产品主要是通过化学法制备,存在严重弊端,新开发的电氧化工艺和臭氧化工艺,虽在环境问题上得到了极大改善,但反应条件苛刻、设备要求高,工业化困难。因此,寻求一条经济有效、环境友好的茴香醛制备途径是一个值得研究的课题。
本研究以八角茴香油为原料,通过富集培养和分离纯化,从八角环境中筛选到320株能以反式茴脑作为唯一碳源的菌株,经薄层层析法、紫外分光光度法和气相色谱法相结合对转化液进行分析,结果获得一株相对高产茴香醛的细菌菌株WGB30,茴香醛的摩尔转化率达5.08%。经形态学、生理生化实验、BiologEcoPlates鉴定以及16SrDNA序列同源性分析,初步鉴定菌株WGB30为伯克霍尔德氏菌Burkholderiasp.。
试验探讨了培养基主要组成、培养条件(起始pH、温度、装液量、转速和转化时间)、种子生长时间、生物量、乳化剂以及底物的添加时间和添加量对菌株WGB30生成茴香醛能力的影响。通过单因素试验和正交试验得出菌株WGB30生成茴香醛的最佳培养基主要组成为:葡萄糖20g/L,蛋白胨8g/L;最佳培养条件为:初始pH6.5,培养温度28℃,装液量60ml/250ml,转速180rmp,转化时间3d;在上述发酵条件下,茴香醛的摩尔生成率可达11.42%,约为优化前的2倍。
采用气相色谱-质谱联用仪分析BurkholderiaWGB30转化反式茴脑的代谢产物,结果获得三种产物,分别为茴香醛、茴香酸和N-甲基对甲苯胺,并对BurkholderiaWGB30代谢反式茴脑途径进行了初步的推测。