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α?酮戊二酸是一個重要的生物分子，是三羧酸循環(huán)中重要的中間產(chǎn)物之一，是氮的輸送體和分子氧化中的共生物質(zhì)。在微生物細(xì)胞的代謝中起著重要的作用，也是合成多種氨基酸，蛋白質(zhì)的重要前體物質(zhì)。在可用于營養(yǎng)強(qiáng)化劑，作為運動營養(yǎng)飲料的成分，有機(jī)中間體，生化試劑和測肝功能的配套試劑，體格增強(qiáng)補(bǔ)劑等方面。此外，α?酮戊二酸可制備1：1和2：1的L?精氨酸α?酮戊二酸，用于運動營養(yǎng)劑。
生物轉(zhuǎn)化法合成α-酮戊二酸的步驟如下：
(1)將冰箱保存的馬克斯克魯維酵母ATCC36534的菌體接種于新鮮斜面培養(yǎng)基，于25～30℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24～36h，得到活化后的馬克斯克魯維酵母ATCC36534菌種。所述的斜面培養(yǎng)基組成為：葡萄糖10～20g/L，蛋白胨5～10g/L，酵母浸出粉3～5g/L，瓊脂15～20g/L，溶劑為水，pH自然(實測6.3～6.5)，高壓蒸汽121℃滅菌15～20min。
(2)用接種環(huán)挑取步驟(1)活化培養(yǎng)后馬克斯克魯維酵母ATCC36534斜面菌體2～3環(huán)，接種至種子培養(yǎng)基。接種后的種子培養(yǎng)基于25～30℃、200～250r/min振蕩條件下培養(yǎng)20～24h，得干菌體濃度為5～7g/L的種子液。所述的種子培養(yǎng)基組成除不加瓊脂外，其他成分同步驟(1)中的斜面培養(yǎng)基，在三角瓶中的裝量為其容積的20％～40％，三角瓶8層扎口，高壓蒸汽121℃滅菌15～20min。
(3)用接種環(huán)挑取步驟(1)活化培養(yǎng)后馬克斯克魯維酵母ATCC36534斜面菌體3～5環(huán)，或步驟(2)制備的種子液，按體積百分?jǐn)?shù)5％～10％的量接入轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基，于25～30℃、200～250r/min振蕩條件下培養(yǎng)20～24h，獲得干菌體濃度為6～10g/L，加入終濃度為10～50mmol/L的H2O2，或終濃度為0.5～1.0μmol/L的甲氨蝶呤，或兩者同時添加；再加入終濃度為20～50g/L的L-谷氨酸。三角瓶在相同條件下進(jìn)行合成培養(yǎng)20～24h，得α-酮戊二酸濃度可達(dá)17.3～42.9g/L的合成培養(yǎng)液。
所述轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基的組成為：蔗糖50～100g/L，酵母浸出粉10～20g/L，KH2PO43～5g/L，K2HPO45～6.5g/L，MgSO40.5～1.0g/L，溶劑為自來水，pH自然(實測6.5)，在三角瓶中的裝量為其容積的20％～40％。三角瓶8層扎口，高壓蒸汽121℃滅菌15～20min。
(4)將步驟(3)制備的合成培養(yǎng)液，經(jīng)3000～4000g、5～10min離心除去菌體后，獲得上清液a，加入活性炭，攪拌30～60min后濾除活性炭，濾液減壓濃縮至原體積的1/2～1/4，再次離心除去沉淀物，獲得上清液b，加入α-酮戊二酸晶種，緩慢攪拌冷卻至4℃，靜置8～12h，抽濾收集α-酮戊二酸晶體，于45℃真空干燥，得到晶體狀α-酮戊二酸；所述活性炭加入量以上清液a體積計為5～10g/L，所述α-酮戊二酸加入量以上清液b體積計為10～20g/L。
[1] [中國發(fā)明,中國發(fā)明授權(quán)] CN201510579133.3 一種生物轉(zhuǎn)化法合成α-酮戊二酸的方法