巴氏醋杆菌对环境胁迫的生理响应机制及提高冻干存活率的研究
醋酸菌是醋酸生产的主要工业菌，受到环境诸多因素如乙醇、醋酸、冷冻干燥等的胁迫，其在面临胁迫的过程中也会形成自身完整独特的调控体系，以适应复杂多变的环境。本研究以醋酸杆菌CICC7015为试验对象，通过其对环境胁迫的生理响应，分析其在细胞膜水平及代谢水平上的调控机制，并研究有利于提高直投式醋酸菌发酵剂活力的策略。主要研究结果如下: (1)从质膜及胞内代谢水平阐释菌株CICC7015在乙醇、乙酸胁迫下的生理应答机制。乙醇胁迫下细胞多糖减少、膜流动性增大、膜透性降低，H+-ATPase活性在3％和5％时最高，7％～11％时明显下降。乙醇浓度升高，胞内ATP浓度下降，7％～11％时远低于对照。乙酸胁迫下细胞多糖减少、膜流动性增加、膜透性增大，H+-ATPase活性与乙酸浓度正相关，2.0％时是对照的2.28倍。胞内ATP浓度与乙酸浓度负相关，2.0％时ATP从对照的0.148降至0.008 mmol·mg-1(protein)。 (2)考察了碳源、外源能源辅助底物及脂肪酸对质膜生理特性、胞内ATP的影响，以探究菌株CICC7015对培养基成分变化的生理响应。首先碳源中，乙醇减少了细胞多糖的合成，乙醇和甘油提高了膜流动性，而葡萄糖为单独碳源时膜通透性最低，且除单独葡萄糖的其他碳源均使膜H+-ATPase活性显著提高，甘油为单一碳源时胞内ATP含量最高。而外源能源辅助底物柠檬酸、苹果酸及琥珀酸对细胞多糖无显著影响，能一定程度增大膜流动性及通透性，且使H+-ATPase活性及胞内ATP含量提高。最后外源脂肪酸的影响，其与细胞多糖合成无显著相关性，油酸与亚油酸增大了膜流动性、棕榈酸和硬脂酸则使其减小，然而均降低了膜通透性，同时棕榈酸与油酸使膜H+-ATPase活性明显增大、硬脂酸导致其活性减小，还显示出不饱和脂肪酸更能促进胞内ATP的生成。 (3)研究保护剂及培养基组分对菌体冻干存活率的影响。10种保护剂中脱脂乳粉的菌体冻干存活率最高(72.92％)。乙醇胁迫培养导致菌体冻干存活率比对照显著降低;乙酸胁迫培养显著提高了菌体冻干存活率。碳源为葡萄糖和甘油的组合时，菌体冻干存活率最高(73.61％)，并且产能辅助底物柠檬酸、苹果酸、琥珀酸均明显提高了菌体冻干存活率，同时四种脂肪酸培养下的菌体冻干存活率显著高于对照(P＜0.05），且不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸的存活率更高。
巴氏醋杆菌;环境胁迫;生理响应;冻干存活率
河北科技师范学院
硕士
应用化学
李军
2015
中文
TS201.5
94
2015-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）