pH對植物乳桿菌KDFR27生長的影響.pdf

1、植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）作為發(fā)酵劑和潛在的益生菌被廣泛的用于發(fā)酵食品的生產(chǎn)。這引起了人們對Lactobacillus plantarum的益生特性、高密度培養(yǎng)以及代謝調(diào)控等方面的廣泛研究興趣。目前，關(guān)于Lactobacillus plantarum代謝調(diào)控特性的研究還存在顯著不足，尤其是氨基酸代謝方面。雖有一些專為Lactobacillus plantarum設(shè)計的合成培養(yǎng)基，但這些培養(yǎng)基的氨基酸含量

2、極不均衡，個別氨基酸的濃度偏高，這使得細(xì)胞氨基酸消耗量和利用率與總體氨基酸含量相比時非常小，導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。對Lactobacillus plantarum氨基酸消耗模式和氨基酸代謝規(guī)律研究的缺乏，也阻礙了更加廉價的復(fù)合均衡培養(yǎng)基設(shè)計和生物過程的優(yōu)化。
　　本論文的前期工作研究表明，與控制pH(6.0)發(fā)酵相比，在不控制pH條件下培養(yǎng)Lactobacillus plantarum KDFR27，其具有較強(qiáng)的發(fā)酵活力。為了闡明此現(xiàn)象

3、，本研究以Lactobacillus plantarum KDFR27為目標(biāo)菌株，在化學(xué)合成培養(yǎng)基中對其進(jìn)行增殖培養(yǎng)，分析了控制pH(6.0)和不控制pH的培養(yǎng)方式對Lactobacillus plantarum KDFR27的生長動力學(xué)、主要胞內(nèi)代謝特征（胞內(nèi)pH、ATP、H+-ATP酶活性、NADH和NADPH含量）及氨基酸消耗模式與需求模式的影響，以期為后續(xù)的高密度培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。
　　就控制pH和不控pH培養(yǎng)對Lactoba

4、cillus plantarum KDFR27生長動力學(xué)和胞內(nèi)代謝特征的影響而言，控制pH和不控制pH的最終生物量分別為7.65×107CFU/ml和9.16×108CFU/ml。不控制pH培養(yǎng)Lactobacillus plantarum KDFR27時，其整個生長期的胞內(nèi)pH均顯著高于控制pH的胞內(nèi)pH，其對數(shù)期的pH梯度比控制pH條件時高1.35，穩(wěn)定期的ATP濃度比控制pH時高36.66μmol/gprot，延遲期和穩(wěn)定期的H+

5、-ATP酶活性分別比控制pH時高2.71和2.05μmolPi/mgprot/hour，穩(wěn)定期的NADH含量比控制pH時高1.77×10-3nmol/104cells，延遲期和對數(shù)期的NADPH含量分別比控制pH時高0.57和1.56×10-3nmol/104cells。以上試驗結(jié)果說明不控制發(fā)酵pH有助于增加Lactobacillus plantarum KDFR27的最終生物量，提高胞內(nèi)pH、pH梯度、穩(wěn)定期胞內(nèi)ATP濃度及延遲期和

6、穩(wěn)定期的細(xì)胞內(nèi)H+-ATP酶活性、穩(wěn)定期胞內(nèi)NADH含量及延遲期和對數(shù)期的細(xì)胞內(nèi)NADPH含量。
　　控制pH培養(yǎng)Lactobacillus plantarum KDFR27其大部分氨基酸的總消耗量高于不控制pH時的氨基酸總消耗量?？刂苝H培養(yǎng)Lactobacillus plantarum KDFR27時，整個生長過程中消耗最多的氨基酸分別是Gly、Glu、Ala和Asp，均高于950μmol/gdw，消耗最少的氨基酸分別是Tyr

7、、Met、His和Arg，均在350～500μmol/gdw之間;不控制pH時，整個生長過程中消耗最多的氨基酸分別為Ser、Gly、Glu和Ala，均高于1300μmol/gdw，消耗最少的氨基酸分別是His、Tyr、Ile和Lys，均在300～400μmol/gdw之間。說明控制pH和不控制pH培養(yǎng)可顯著影響Lactobacillu plantarum KDFR27對氨基酸的選擇性消耗。
　　控制pH和不控制pH培養(yǎng)Lactob

8、acillus plantarum KDFR27，除Pro外其余氨基酸在不控制pH時的總需求量均高于控制pH時的總需求量，尤其是Ala，不控制發(fā)酵pH時的總需求量是控制發(fā)酵pH時的8.82倍，說明不控制pH培養(yǎng)Lactobacillus plantarum KDFR27時，其對氨基酸的總需求量較高，且對Ala影響顯著。除Ala外，兩種發(fā)酵條件下Lactobacillusplantarum KDFR27對Glu、Asp和Gly的總需求量都