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2010
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ChineseJournalofBioprocessEngineering
Vol.8No.1
Jan.2010
doi:10.3969/j.issn.1672-3678.2010.01.006
OPQI
:2009-06-08
KCR!
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(mg/mL)
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995、
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924、pH580。
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1764%;
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(mg/mL)
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MgSO4·7H2O409、MnSO4·4H2O607、·¸¡737、á737,pH573。gtuâÞnß
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881%。
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:TQ9201
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:1672-3678(2010)01-0028-06
Biotransformationoptimizationofswertiamarinby
responsesurfacemethodology
CHANGJun1,HUNa1,ZHANGTiejun2,LIUChangxiao2,TIANChengwang2
(1.NanchangKeyLiboratoryofNaturalProductandBioactiveMaterials,JiangxiScienceandTechnologyNormalUniversity,
Nanchang330013,China;2.TianjinInstituteofPharmaceuticalResearch,Tianjin300193,China)
Abstract:Biotransformationconditionsofswertiamarinwereoptimizedbyresponsesurfacemethodology.
ThePlacketBurmanmethodwasfirstlyusedtoscreensignificantfactorsonthebiotransformation.Cen
tralresponsesurfacemethodwasusedtoanalyzethebiotransformationandtheresponseoptimizertoolwas
usedtoestimatetheoptimalbiotransformationconditionsofswertiamarintoalkaloidanderythrocentaurin,
respectively.Finaly,theoptimalconditionswereverifiedbyfermentationtest.Theoptimalconditionfor
thealkaloidformationwas(inmg/mL):MgSO4·7H2O514,MnSO4·4H2O342,glucose995,pep
tone924,andpH580,themaximumrecoverywas1764%.Theoptimalconditionforerythrocen
taurinwas(inmg/mL):MgSO4·7H2O409,MnSO4·4H2O607,glucose737,peptone737,and
pH573,themaximumrecoverywas881%.
Keywords:alkaloid;biotransformation;erythrocentaurin;swertiamarin
tuvwx|Ú8ÛÜÝÅÌpx
,
X%Þ
Ý
(Gentianaceae)
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(Swertiadavidi
Franch)
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[1]。
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(SwertiadavidiFranch)[2]、
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[4]、
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[5]、
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[6]
ª
EnicostemMaaxilaresubsp.axilare[7]
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Fig.1 Metabolicpathwayofswertiamarin
byAspergilusniger
1
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1.1
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1000mL。
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25g,MgSO4·7H2O1g,MnSO4·4H2O1g,K2HPO4
1g,NaCl25g,
<
1000mL,pH60。
1.3
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30min,
3mL05mol/L
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1mL/min。
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10min10%A;10~45min10%~30%A;45~55min
30%A;55~60min30%~10%A,
1mL/min,
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190~300nm。
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6
045μm©ª©o¥¦,צÄçE10μL。
1.7
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1.7.1 PlacketBurman
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MgSO4·7H2O(X1)、MnSO4·4H2O(X2)、
KH2PO4(X3)、p(X4)、
(X5)、-.
(X6)ªpH(X7):70d,=tuv.Ï(Y1)、7
åß.80r
(Y3)OβpxHIk(YA)E
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,
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Minitab20
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PlacketBurman
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2.1 PlacketBurman
xy
PlacketBurman
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1。
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Y1 =0068 625 0 +0004 791 67 X1 +
000345833X2-00013750X3-00078333X4+
00019000X5-00007000X6+00072500X7
Y3 = 0267 917 + 0001 458 33 X1 +
000195833X2-00003750X3-000058333X4+
000003333X5+000110000X6+000225000X7
YA=359583+224250X1+162750X2-
166667X3 -913333X4 -296667X5 -
133333X6-333333X7
Ì
1
Í=ÎÏ
,MgSO4·7H2O、MnSO4·4H2Oª
pû? QβpxHIkD+®23S
T
(P<001);MgSO4·7H2Oªpû? Qt
uv.Ï30rD%+®23ST
(P<001);
MnSO4·4H2O、
ª pH3Qtuv.Ï30r
D®23ST
(P<005)。MnSO4·4H2O3+®2
(P<001),MgSO4·7H2O、pª-.®25
(P<005)
³EF7åß.830r
。
1 PlacketBurman
xyáxy
Table1 DesignandresultsofPlacketBurmanexperiment
¶·
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X1/
(mg·mL-1)
X2/
(mg·mL-1)
X3/
(mg·mL-1)
X4/
(mg·mL-1)
X5/
(mg·mL-1)
X6/
(mg·mL-1)
X7
Y1/% Y3/% YA/U
1 +(5) +(5) -(1) +(5) + -(1) +(7.0) 9.40 5.0 365.5
2 -(1) +(1) +(5) -(1) + - -(50) 1300 43 3658
3 - - - + + +(5) - 1005 52 1892
4 - - + + + - + 873 32 1892
5 + + - + -(1) - - 950 23 2655
6 - + - - - + + 863 29 3658
7 - + + + - + + 1420 29 2653
8 + - - + - + - 1108 41 3139
9 + + + + + + - 1360 32 4300
10 - - - - - - - 1300 43 3182
11 + - - + - - + 1310 34 3784
12 + - - - + + + 1033 31 3784
aSig1 b0004 00138 0162 0005 c0042 0337 0011 R2=9673%
Sig2 0011 0004 0313 0011 0904 0013 0026 R2=9641%
Sig3 0001 0002 0498 0001 0173 0498 0498 R2=9849%
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:a—sig(1)、sig(2)
ª
sig(3)
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(P<001);c—
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,
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,
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pH
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30~40,
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50~60),
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,
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X1,X2,X3,X4,X5),´ úùòÁ:
Y1= -0224199+000878871x1+
00101686x2+000513835x3+00124151x4+
00954919x5-000122994x
2
1-000307085x
2
2-
574834×10-4x23-379337×10
-4x24-000849586x
2
5+
00011093x1x2+000025625x1x3-1625×10
-4x1x4-
156250×10-4x1x5+0000506250x2x3 -6625×10
-4x2·
x4+000109375x2x5+2500×10
-5x3x4+00004625x3x5-
4250×10-4x4x5
Y3 = -0532 911+0013 827 0 x1 +
0152562x2+000850939x3+00213132x4+
0150995x5-000174148x
2
1-00007789x
2
2-
00003666x23-00011865x
2
4-00122909x
2
5+
00003156x1x2-3750×10
-5x1x3-9000×10
-5x1·
x4-14375×10
-4x1x5-2100×10
-4x2x3+1500×
10-5x2x4-96875×10
-4x2x5-5700×10
-5x3x4-
1900×10-4x3x5-3500×10
-4x4x5
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2
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Fig.2 DesignandresultsofCentralCompositeDesignforM1
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:MgSO4·7H2O、MnSO4·4H2O、
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pH
Qtuv.Ï30rCD®
23ST
。
pO
pH
Qtuv.Ï30rD
+®23ST
(P<001),MnSO4·4H2Oª
Qtuv.Ï30rD®23ST
(P<005),
R=
,
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.Ï30rD®23ST
(P<005),R2 =
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0151(P>005)(
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Fig.3 DesignandresultsofCentralCompositeDesignforerythrocentaurin
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3
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:MgSO4·7H2O、MnSO4·4H2O、
p
、
-.O
pH
Q7åß.830rCD®2
3ST
。pH
Q7åß.830rD+®23S
T
(P<001),MgSO4·7H2O、MnSO4·4H2O、p
Oª-.Qtuv.Ï30rD®23ST
(P<0.05),
o0d1Ö3ÐmöõB£ðQt
uv.Ï30rD®23ST
(P<005),R2=
929%
ØghÉÒ®$üÉCDóE3ý
k
,LackofFit
E
0379(P>005)
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2.3
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3
ResponseOptimizer
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tuv.ÏTs
YzY
(mg/mL):MgSO4·7H2O514、
MnSO4·4H2O342、p 995、
924、pH
580,
8e{|Átuv.Ï3TízY0rE
1764%,
7åß.830rE
79%。
7åß
.83TsYzY
(mg/mL):MgSO4·7H2O
409、MnSO4·4H2O607、p 737、-.
737,pH573,
8e{|Á7åß.83Tíz
Y0rE
881%,
tuv.Ï30rE
1721%。
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1734%
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