Recovery of E,E-Farnesol from Cultures of Yeast erg9 Mutants: Extraction with Polymeric Beads and Purification by Normal-Phase Chromatography
- 作者
- Linsheng Song
- 单位
- Bio-Technical Resources
- 杂志
- Biotechnology Progress（2009）
- DOI
- 10.1002/btpr.180
- 所属领域
- 发酵工程
- 关键词
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解决的核心问题
从酵母erg9突变体培养物中回收E,E-法尼醇，解决法尼醇水溶性差、部分与细胞结合、传统溶剂萃取消耗大量有机溶剂且需离心破乳的问题。
研究策略
采用聚苯乙烯-二乙烯基苯（poly(styrene-co-divinylbenzene)）聚合物珠子吸附培养液中的法尼醇，用丙酮/己烷洗脱，再经正相硅胶色谱纯化。
核心内容
本研究针对酵母erg9突变体培养物中E,E-法尼醇回收困难的问题，提出以聚苯乙烯-二乙烯基苯聚合物珠子吸附培养液中的法尼醇，再用丙酮/己烷洗脱，最后经正相硅胶色谱纯化的新策略。与传统甲醇/己烷溶剂萃取相比，该法将有机溶剂用量减少50%（100 mL培养物中珠子法仅需己烷和丙酮各50 mL，而溶剂法需甲醇和己烷各100 mL），且无需离心破乳，珠子可重复使用。结果显示，珠子法粗提物中法尼醇含量达76–77%（w/w），显著高于溶剂法的61–65%；对于含3 g/L法尼醇的1 L发酵液，75 g珠子振荡16 h可完全去除法尼醇，残留量仅0.0085 g/L。经丙酮预洗的珠子吸附效率更高，3 h和4 h分别去除92%和98%的法尼醇。最终经正相色谱纯化，法尼醇总回收率达94%，纯度达99%。该研究表明，聚合物珠子吸附结合正相色谱是一种高效、低溶剂消耗的法尼醇回收方法，为微生物发酵产法尼醇的规模化分离提供了更经济便捷的途径。
创新点
使用聚合物珠子替代有机溶剂萃取，可减少50%溶剂消耗，无需离心，珠子可重复使用，且粗提物中法尼醇含量更高。
研究对象（1）
| 底盘细胞 | 代谢通路 | 基因 | 蛋白 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| Saccharomyces cerevisiae erg9 mutant | 异戊二烯代谢通路 | ERG9 | 角鲨烯合酶（squalene synthase） | 催化 | ERG9基因突变导致角鲨烯合酶缺失，FPP积累并转化为E,E-法尼醇，突变株需外加麦角固醇才能生长。 |
关键发现
- 珠子提取法比甲醇/己烷萃取法减少50%有机溶剂用量（100 mL培养物：珠子法用己烷50 mL+丙酮50 mL，溶剂法用甲醇100 mL+己烷100 mL）
- 珠子法粗提物中法尼醇含量为76-77%（w/w），溶剂法为61-65%
- 1 L发酵液含高达3 g法尼醇时，75 g珠子振荡16 h可完全去除，珠子去除后残留法尼醇仅0.0085 g/L
- 用丙酮预洗的珠子在3 h和4 h分别去除92%和98%的法尼醇，未预洗的珠子为75%和87%
- 最终经正相色谱纯化，法尼醇总回收率达94%，纯度为99%（w/w）。
研究结论
利用聚合物珠子吸附结合正相色谱纯化，可以从酵母erg9突变体培养物中高效回收高纯度E,E-法尼醇，该方法相比传统溶剂萃取具有溶剂用量少、操作简便、珠子可重复使用且产品纯度更高的优势。