基于Starmerella菌株的槐糖脂酯直接微生物发酵合成研究

《AMB Express》：Microbial synthesis of short-chain sophorolipid esters using yeasts of the Starmerella clade

　　

摘要

乙酰化槐糖脂（SL）酯具有表面活性及生物活性特性。其合成需要三步路线：微生物生产槐糖脂内酯，随后进行化学酯交换和酶促再乙酰化。本文研究了采用葡萄糖、油酸和多种醇类三种组分共投料的直接微生物合成槐糖脂酯的方法。碳链长度为C3–C12的直链伯醇严重抑制了Starmerella bombicola的槐糖脂生产，而短链伯醇、仲醇和支链醇的毒性显著降低，在初始摇瓶培养中获得了高达60 g l^?1的槐糖脂总产量。除内酯型、酸型和双头型槐糖脂外，在发酵液中检测到少量乙酰化槐糖脂酯。在持续补加醇的条件下，优化后甲基、乙基、异丙基和异丁基槐糖脂酯的产量可提高到10–40 g l^?1。经色谱纯化后，通过液相色谱-质谱联用（LC–MS）和核磁共振波谱（NMR）验证了酯的结构。异丙基槐糖脂酯的合成已成功放大至2 L生物反应器，槐糖脂总产量达100 g l^?1，其中异丙基酯占30 g l^?1。为阐明Starmerella类群中槐糖脂酯的形成能力，筛选了另外五个物种。S. caucasica和S. davenportii首次被证实具有槐糖脂合成能力。所有菌株均检测到槐糖脂酯的形成，包括能够产生ω-羟基化开链槐糖脂的S. kuoi和S. batistae。因此，槐糖脂酯合成能力似乎普遍存在于能生产槐糖脂的Starmerella菌株中。