试析微生物催化转化制备龙脑的初步研究

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1、广西大学硕士学位论文微生物催化/转化制备龙脑的初步研究姓名：罗甘莉申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：刘幽燕20090531微生物催化／转化制备龙脑的初步研究摘要龙脑是香料和医药行业的重要原料。化学合成龙脑中异龙脑的含量较高，从而影响了药效，而天然龙脑资源稀缺，价格昂贵。因此，制备与天然龙脑成分更相似的龙脑产品值得关注。本文即是探索利用生物催化的选择性制备龙脑的可行性。本文首先尝试以蒎烯为原料制备龙脑。以0t．蒎烯为底物，建立高效的筛选模型，从土壤中筛选得至iJ40株能以0【．蒎烯为唯一碳源生长的微生物菌株，发现部

2、分菌株转化Q。蒎烯的主要产物为马鞭草烯醇、桃金娘烯醇和乙酸龙脑酯，其中有三株菌株能够直接转化0【．蒎烯生成龙脑或异龙脑，但含量较低，需做进一步研究。其次，又以乙酸龙脑酯为底物，通过直接稀释涂布分离和富集培养从采集的土样中共筛选得N115株微生物菌株。转化产物经TLC、IR、GC—MS矛I]GC定性和定量检测，发现共有45株菌株具有催化乙酸龙脑酯水解生成龙脑的能力，部分菌株催化水解所产龙脑的正龙脑含量高于75％，比采用化学法水解提高10％以上，更接近于天然龙脑。这表明生物催化剂对龙脑酯的水解过程具有立体选择性。选取活性及传

3、代稳定性较高的菌株SM0801l、ZJ0802A1和E0802a作为目标菌株并进行菌种鉴定。菌株SM08011、ZJ0802A1和E0802a均为革兰氏阴性菌；根据生理生化特性分析和16SrDNA序列同源性分析，进一步鉴定SM08011和ZJ0802A1均为特氏克雷伯氏菌(klebsiellaplanticola)。对菌株SM08011、ZJ0802Al和E0802a催化乙酸龙脑酯水解反应工艺条件进行优化。发现初始pH值，反应温度，摇床转速对菌株催化水解反应活性影响较大，菌株SM08011、ZJ0802Al与E0802a

4、在30。C，125r·rain～，pH7．0～7．5时进行水解反应可获较高转化率和产率，最高可分别达至1J54．5％和40．5％，正龙脑含量均可保持在78％。关键词：伐．蒎烯乙酸龙脑酯龙脑生物催化筛选IIINITIALSTUDYONPREPARATIONBORNEOLBYMICROORGANISMCATALYSIS／TRANSFORMATIONABSTRACTBorneolisanimportantmaterialinflavorandpharmaceuticalindustry．Itcanbeobtainedfromc

5、hemicalsynthesis，however,whichcontainsmoreisobomeolandthushasanoppsitiesonthedrugefficacy．Theresourceofnaturalbomeolisveryscarce，SOnaturalborneolishighinprice．Therefore，itiswellworthattentiontoprepareaproductthatissimilartothenaturalborneolincomponent．Inthispaper

6、,afeasibilitiesinvestigationonusingselectivecatalyticbybiocatalysttoproducebomeolwasresearched．Firstly,preparationborneolusingpineneasmaterialwastried．Anefficientscreeningmodelwasbuilt．And40strainscapableofmetabolizingO【一pineneassolecarbonandenergysourcewereisola

7、tedfromsoil．Itwasfoundthatsomeofthestrainscouldbetransformate0c—pinenetoverbenol，myrtenolandbomylacetateasmajorproducts；ofwhichthreestrainsalsobiotransformated仅一pinenetobomeolandisobomeoldirectly,buttheborneolwaslowincontent，anditneedstobefurtherstudied．Besides，b

8、ornylacetateinsteadofa-pineneassubstrate，115strainsinnumberwereobtainedbydirectlyspreadorenrichmentculture，ofwhich45strainshydrolysedbornylacetatetoborneolandi