乳桿菌發(fā)酵工業(yè)廢料海藻殘?jiān)a(chǎn)有機(jī)酸的研究.pdf

1、海藻體內(nèi)含有大量油脂，利用它生產(chǎn)柴油具有成本低、占據(jù)空間小等特點(diǎn)，而且它的產(chǎn)油量較農(nóng)作物要高出數(shù)十倍。因此，海藻常被作為可再生資源應(yīng)用在生物柴油的工業(yè)生產(chǎn)中。而在生產(chǎn)后產(chǎn)生的剩余物便成為了廢棄物即海藻殘?jiān)?。海藻殘?jiān)鼏翁浅煞种饕衅咸烟恰⒐恰肴樘堑?，除此之外還富含多種氨基酸，這些都是乳酸菌生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，可以被乳酸菌充分利用，以促進(jìn)其生長代謝。我們希望能夠利用這種廉價(jià)的海藻殘?jiān)?，使乳酸菌代謝生成高價(jià)值的副產(chǎn)品——乳酸，從而降低生產(chǎn)

2、成本，達(dá)到促進(jìn)現(xiàn)代發(fā)酵工程發(fā)展的目的。目前國內(nèi)對(duì)海藻殘?jiān)难芯考性趯?duì)金屬離子的吸附性和有機(jī)肥料的改良上，涉及乳酸菌發(fā)酵方面的非常少。而對(duì)乳酸菌代謝有機(jī)酸這方面的研究幾乎沒有。因此本實(shí)驗(yàn)對(duì)乳桿菌發(fā)酵海藻殘?jiān)x有機(jī)酸的過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
　　本研究以保加利亞乳桿菌11842和植物乳桿菌09004這兩種乳桿菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，在以2％(w/v)海藻殘?jiān)?Acm)、2％(w/v)Acm+1％(w/v)葡萄糖(Glu)、10％(w/v)Ac

3、m及對(duì)照組MRS這四種溶液為發(fā)酵底物的條件下，用涂布計(jì)數(shù)法了解海藻殘?jiān)鼘?duì)菌數(shù)的影響，用高效液相色譜法(HPLC)分析有機(jī)酸（乳酸、乙酸）、中間代謝產(chǎn)物乙酰輔酶A以及代謝過程中ATP的變化情況，用試劑盒測(cè)定乳酸脫氫酶(LDH)、乙酸激酶(ACK)、丙酮酸激酶(PK)、磷酸果糖激酶(PFK)的活性并通過分光光度計(jì)法和比色法對(duì)其變化進(jìn)行分析。最后根據(jù)變化情況重新構(gòu)建代謝圖譜。
　　研究結(jié)果表明:在海藻殘?jiān)囵B(yǎng)基里生長的乳酸菌(包括保加利

4、亞乳桿菌11842和植物乳桿菌09004)生長16h后，其菌落數(shù)均小于對(duì)照組:2％(w/v)海藻殘?jiān)?Acm)里的菌落數(shù)最少，其中保加利亞乳桿菌11842較對(duì)照組低12.0％，植物乳桿菌較對(duì)照組低14.2％;2％(w/v)Acm+1％(w/v)葡萄糖(Glu)與10％(w/v)Acm這兩種培養(yǎng)基里的菌落數(shù)相近，其中保加利亞乳桿菌11842在這兩種培養(yǎng)基里比對(duì)照組低了5.7％左右，植物乳桿菌09004較對(duì)照組低了約6.9％。而乳桿菌在三種

5、海藻殘?jiān)囵B(yǎng)基里所產(chǎn)生的乳酸、乙酸都比對(duì)照組低了90％左右。同時(shí)在海藻殘?jiān)囵B(yǎng)基里，乳桿菌胞內(nèi)ATP的含量也表現(xiàn)出大幅度下降的趨勢(shì)。相反，乙酰輔酶A的含量卻大大增加，且在2％(w/v)Acm中含量最高，比對(duì)照高120％以上。
　　本研究還分析了代謝有機(jī)酸途徑中關(guān)健酶的活性，發(fā)現(xiàn)三組海藻殘?jiān)囵B(yǎng)基中乳酸脫氫酶的活性和丙酮酸激酶的活性均有明顯的下降趨勢(shì)，且在2％(w/v)Acm中活性最低;而磷酸果糖激酶的酶活力略高于對(duì)照組;乙酸激酶的

6、活力明顯高于對(duì)照組。說明乳桿菌發(fā)酵海藻殘?jiān)ㄟ^調(diào)節(jié)代謝途徑的相關(guān)酶而影響了代謝活動(dòng)。
　　本研究可得到以下結(jié)論:海藻殘?jiān)m于乳桿菌的生長和存活，且在其中加入葡萄糖或是增加海藻殘?jiān)臐舛葘?duì)乳桿菌的生長以及產(chǎn)酸更有利。海藻殘?jiān)龠M(jìn)乳桿菌中間代謝產(chǎn)物乙酰輔酶A的生成，可能致使乳酸和乙酸產(chǎn)量大大降低。乙酰輔酶A有促進(jìn)細(xì)胞膜合成的作用，更利于菌體的生長。海藻殘?jiān)梢允咕w通過調(diào)控代謝相關(guān)酶的活性而調(diào)節(jié)代謝活動(dòng)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)乳桿菌發(fā)酵海藻