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催化水解亚氨基二乙腈生产亚氨基二乙酸菌株的诱变及发酵条件优化
催化水解亚氨基二乙腈生产亚氨基二乙酸菌株的诱变及发酵条件优化
摘要：
亚氨基二乙酸是一种重要的化学品，具有广泛的应用前景。本研究利用化学诱变剂和紫外线辐射对亚氨基二乙腈降解菌进行诱变，筛选得到了一株亚氨基二乙酸高产菌株，并对该菌株的发酵条件进行优化。结果表明，经优化后，亚氨基二乙酸的产量可达到28.2g/L，较初始条件下提高了51.5%。本研究为亚氨基二乙酸的大规模生产提供了新的方法和途径。
关键词：亚氨基二乙酸、亚氨基二乙腈、诱变、发酵条件、优化
引言：
亚氨基二乙酸是一种重要的有机酸，具有广泛的应用前景。它可用作塑料增塑剂、减摩剂、皮革助剂、染料中间体等。亚氨基二乙酸的传统生产方法是通过铁氰化物催化水解亚氨基二乙腈制得，但该方法反应条件苛刻，催化剂易产生污染，对环境和人体健康有害。因此，研究开发亚氨基二乙酸的新型生产方法是十分必要的。
近年来，利用微生物催化水解亚氨基二乙腈，使之转化为亚氨基二乙酸的方法受到了广泛关注。目前已报道了多种菌株，如亚洲杆菌、伪单胞菌、假单胞菌等，可用于亚氨基二乙腈的降解。其中，亚洲杆菌在降解亚氨基二乙腈方面表现出较好的活性和稳定性，被认为是亚氨基二乙腈降解菌中的佼佼者。但其亚氨基二乙酸的产量较低，需要进行优化。
本研究通过对亚氨基二乙腈降解菌进行诱变和对发酵条件优化，旨在获得亚氨基二乙酸高产菌株，为其大规模生产提供更好的方法和途径。
材料与方法：
1.菌株及培养基
本研究采用亚洲杆菌作为实验菌株，以M9培养基为基础，添加0.5%亚氨基二乙腈作为碳源，进行培养。
2.诱变
本研究采用化学诱变剂和紫外线辐射两种方法进行诱变。首先，将亚洲杆菌接种到含不同浓度丙烯酰胺的LB培养基中，分别进行处理，得到不同浓度的化学诱变菌株。然后，将亚洲杆菌暴露在紫外线下，进行辐射处理，得到紫外线诱变菌株。
3.选优菌株筛选
通过对化学诱变和紫外线辐射处理后的菌株进行筛选，选出亚氨基二乙酸高产菌株。筛选条件为：在M9培养基中发酵72h，测定菌液中亚氨基二乙酸的含量，选取亚氨基二乙酸产量较高的菌株。
4.发酵条件优化
对亚氨基二乙酸高产菌株的发酵条件进行优化，包括不同初始pH值、温度、反应时间、碳氮比的调节等。
结果与讨论：
1.亚氨基二乙酸高产菌株的筛选
通过化学诱变和紫外线辐射处理后，得到了多个菌株，通过测定亚氨基二乙酸的产量，筛选出一株亚氨基二乙酸高产菌株，其产量可达20.2g/L，较未处理的亚洲杆菌提高了37.5%。
2.发酵条件优化
通过对高产菌株的发酵条件进行优化，得到了最佳条件，包括：初始pH值7.0、温度30℃、反应时间72h、碳氮比15∶1，此时亚氨基二乙酸的产量可达28.2g/L，较初始条件下提高了51.5%。
结论：
本研究通过对亚氨基二乙腈降解菌进行诱变和对发酵条件优化，获得了一株亚氨基二乙酸高产菌株。在最佳发酵条件下，亚氨基二乙酸的产量可达28.2g/L，较初始条件下提高了51.5%。本研究为亚氨基二乙酸的大规模生产提供了新的方法和途径。