双水相体系中分枝杆菌降解植物甾醇制备雄甾-4-烯-3,17-二酮

雄甾-4-烯-3,17-二酮(AD)是合成多种甾体药物的重要中间体,可通过分枝杆菌选择性降解植物甾醇侧链制备得到,但该过程中存在底物溶解度低及产物AD对微生物细胞的毒害性等问题。在双水相体系中研究了分枝杆菌降解植物甾醇生产AD的过程,测定了细胞和产物AD在聚合物/聚合物、聚合物/盐双水相体系中的分配系数,考察了不同分子量的聚乙二醇对分枝杆菌的毒性以及添加表面活性剂、溶氧量等对产物AD的影响,研究了高底物投料浓度下的转化情况,并进行了初步放大实验。结果表明,在组成为聚乙二醇6000(7%(wt))/葡聚糖70000(8%(wt))的双水相体系中,AD主要分布在富含聚乙二醇的上相,而细胞则主要分布在富含葡聚糖的下相。对规模为200 g的双水相体系,在吐温40添加量1%(V/V)、转速240 r×min~(-1)的优化条件下,将植物甾醇投料浓度提高到10 g×L~(-1)、发酵96 h后AD的浓度达到1.1 g×L~(-1)。双水相体系具有良好的生物相容性,可应用于分枝杆菌降解植物甾醇萃取发酵生产AD,有效缓解了在转化过程中存在的产物抑制作用,具有潜在的工业应用前景。