Pseudomonas sp. TO7由混合碳源生產具官能基之聚羥基烷酸酯

Abstract

聚羥基烷酸酯Polyhydroxyalkanoate（PHA），是微生物用來儲存碳源及能量之物質型式。本研究室分離出一株Pseudomonassp. TO7，已證實為中長鏈PHA生產菌。本篇論文研究目的探討當提供具特殊官能基例如苯環、不飽和單元之基質，當做碳源培養Pseudomonas sp. TO7，菌體能否累積生產支鏈帶有特殊官能基之PHA，並分析這些新穎PHA的特性。在鹽類培養基（mineral salt midium）中添加混合碳源基質辛酸鈉（sodium octanoate）與具雙鍵之十一烯酸（11-undecylenic acid），或壬酸（nonanoic acid）與具雙鍵之十一烯酸，在固定總碳源為0.5%情況下，調整兩種碳源莫耳比例為2：1、1：1、1：2，培養Pseudomonas sp. TO7 於28oC，pH7.3二至三天，將菌體產生之PHA萃取出，進一步進行分子量及物性分析。此外提供碳源基質辛酸鈉濃度為0.5%，混合不同濃度0.1- 0.4%的苯戊酸(5-phenylvaleric acid)於培養基中，將Pseudomonas sp. TO7培養在28oC下進行含苯環PHA累積後，同樣進行PHA萃取並以分子量及物性分析。各項菌體累積所產生的PHA經過萃取後進行1H及13C NMR分析，NMR結果證實各種PHA結構確實符合預期。以辛酸鈉或壬酸搭配十一烯酸混合碳源，生產出之PHA帶有雙鍵，分別為P(HO-co-HU)及P(HN-co-HU)，分子量幾乎都為二十萬道耳頓左右(Da)，且分子量分部指數(PDI)接近2-3。以辛酸鈉與苯戊酸為混合碳源培養後，菌體生產出含苯環的PHA為P(HO-co-HPV)，PHA分子量為十萬（Da），分子量分布指數約2.4。所生產之P(HO-co-HU)、P(HN-co-HU) 熔點(Tm)值皆為50oC左右，玻璃轉換溫度(Tg)值則為-50oC；而P(HO-co-HPV)之玻璃轉換溫度為-30oC，熔點則為44- 71oC。 控溫式傅利葉紅外線光譜儀（FT-IR）分析結果亦證實，所生產之PHA確實具有不飽和單元與含苯環單元。結果顯示可藉由提供TO7混合碳源，生成具有相關特殊單體之PHA。