李文婧,徐 慧,刘建军,田延军

(山东省食品发酵工程重点实验室,山东济南 250013)

2-酮基-D-葡萄糖酸(2-keto-D-gluconic acid,2-KGA)是微生物产生的一种重要有机酸,可作为饲料的富钙添加剂、洗涤剂、增效剂、水泥增塑剂、合成氨基糖、脱氧糖和醛糖酸的中间体、作为生物合成树胶醛糖、核酮糖和羟基丙二酸的重要原料等用途[1],应用最为广泛的是合成D-异抗坏血酸及其钠盐,2-KGA可通过甲酯化、分子内酯交换、互变异构化反应得到D-异抗坏血酸钠,也可在酸催化下直接合成异抗坏血酸[2-3]。D-异抗坏血酸具有良好的抗氧化作用,在食品行业中应用广泛,2-KGA具有极大的研究价值和广阔的应用前景。2-KGA的生产方法主要有化学合成法、酶法和微生物发酵法[4]。化学合成法是利用化学催化剂将葡萄糖氧化合成2-KGA的方法[5];酶法是先将葡萄糖在酶的催化下氧化为D-葡萄糖-δ-内酯或D-葡糖醛酮,再经酶促反应氧化合成2-KGA的方法[6];微生物发酵法则是利用微生物发酵将葡萄糖合成为2-KGA的方法[7],其生产的2-KGA最具竞争力。已报道的2-KGA生产菌主要包括假单胞菌属(Pseudomonas)[8]、欧文氏菌属(Erwinia)[9]、沙雷氏菌属(Serratia)[10]和醋酸杆菌属(Acetobacter)[11]等。2-KGA生产菌可利用玉米浆、蛋白胨、酵母浸粉、牛肉膏等有机氮和硫酸铵、尿素、硝酸铵等无机氮,其中以玉米浆是生产中最常采用的氮源[12]。目前由于2-KGA生产菌株生产效率低,发酵周期长,严重制约了我国的2-KGA的行业发展。

玉米浆是培养基中重要的有机氮源之一,是玉米深加工行业的副产物,组成成分复杂。玉米浆粉中富含大量的糖类、可溶性蛋白质、氨基酸、多肽、脂肪酸、维生素、肌醇、水解酶等其他有机化合物以及重金属和无机离子[13-14]。……