戊糖乳桿菌發(fā)酵產(chǎn)乳酸的培養(yǎng)條件優(yōu)化及組學(xué)分析.pdf

1、乳酸發(fā)酵常用的MRS（De Man，Rogosa，Sharpe）培養(yǎng)基成分非常復(fù)雜，僅氮源就有四種，而氮源又是培養(yǎng)基成本中占比最高的成分。而且現(xiàn)在的乳酸發(fā)酵還在大量使用淀粉和精制的糖類為碳源，這些原料與人類所需食品供應(yīng)鏈形成競爭且成本高昂。為解決這些問題，降低生產(chǎn)成本，本文對戊糖乳桿菌的發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行了優(yōu)化。同時(shí)對菌株的基因組及轉(zhuǎn)錄組也進(jìn)行了測定分析，為以后的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)奠定理論基礎(chǔ)。
　　為了減少氮源的種類和用量，本文首先通過單因

2、素實(shí)驗(yàn)比較不同氮源對戊糖乳酸桿菌的發(fā)酵影響，然后利用響應(yīng)面方法優(yōu)化所選有機(jī)氮源與檸檬酸氫二銨的比例，來代替原來培養(yǎng)基配方中的氮源組成。經(jīng)優(yōu)化得到兩組較好的組合，牛肉膏與檸檬酸氫二銨復(fù)合的最佳組成為：牛肉膏17.72 g/L，檸檬酸氫二銨1.91 g/L，得到乳酸實(shí)際最大產(chǎn)量42.37 g/L。添加玉米漿與酵母粉和無機(jī)氮源復(fù)合的最佳組成為：玉米漿46.54 g/L，酵母粉21.95 g/L，檸檬酸氫二銨9.95 g/L，可得到乳酸最大產(chǎn)量

3、41.06 g/L。
　　用不同比例的葡萄糖和木糖進(jìn)行乳酸發(fā)酵，隨著培養(yǎng)基中木糖比例的升高，代謝副產(chǎn)物乙酸產(chǎn)量隨之升高，而乳酸產(chǎn)率下降。葡萄糖與木糖比例4：1時(shí)乳酸產(chǎn)量最高，達(dá)到60.53 g/L?？疾炝死w維素水解液對發(fā)酵的影響，結(jié)果表明菌株能夠較好地利用水解液進(jìn)行發(fā)酵，乳酸產(chǎn)量達(dá)到55.02 g/L。p H對乳酸發(fā)酵有顯著影響，在恒定pH條件下觀察乳酸發(fā)酵情況，pH6.4時(shí)最有利于乳酸產(chǎn)生，最高產(chǎn)量達(dá)到67.16 g/L，而乙酸

4、產(chǎn)量較少，此時(shí)對應(yīng)的ORP值也最低，要低于-300 mV。
　　由于本課題所用菌株為自篩的新菌種，對其基因組進(jìn)行了重測序。以網(wǎng)站已知基因組中與其最相近的植物乳桿菌 WCFS為模板，分析后發(fā)現(xiàn)與乳酸代謝相關(guān)的大量基因與模板存在差異性，覆蓋度偏低，主要是由于基因組整合了外源噬菌體序列造成的，因此保存時(shí)需注意避免一些外界條件引起菌株變異?；蚪M中的變化基因涉及到了糖酵解，三羧酸循環(huán)，磷酸戊糖解酮酶途徑，胞內(nèi)能量代謝等途徑。對這些基因分析