乳酸乳球菌的有氧呼吸研究.pdf

1、乳酸乳球菌是革蘭氏陽性，兼性厭氧菌。當(dāng)血紅素存在時，它能使乳酸乳球菌的代謝方式改變，使其形成一條呼吸鏈，進(jìn)行有氧呼吸。在有氧呼吸方式下，乳酸乳球菌有更快的生長速率和較高的存活率，使其輔助發(fā)酵劑的性能進(jìn)一步提高。目前，國外已經(jīng)對有氧呼吸進(jìn)行了深入的研究，而國內(nèi)未見相關(guān)的研究報道。 本實驗通過篩選具備有氧呼吸能力的乳酸乳球菌菌株，研究其有氧呼吸的代謝機理以及影響因素，提高了發(fā)酵劑用乳酸乳球菌的生長速率和存活率，從而為乳酸菌呼吸代謝研

2、究提供依據(jù)。為使該制備菌株進(jìn)一步利用，對菌株進(jìn)行凍干工藝優(yōu)化。通過乳酸乳球菌有氧呼吸的研究，有助于提供一種安全的方法來減少發(fā)酵原料中分子氧的危害，達(dá)到提高食品保質(zhì)期的目的。 在乳酸乳球菌篩選試驗中，添加血紅素于培養(yǎng)基中，并提供有氧環(huán)境，對實驗室現(xiàn)有菌株進(jìn)行培養(yǎng)。通過檢測，篩選出生物量提高、pH升高和細(xì)胞色素氧化酶呈陽性的受試菌株進(jìn)行后續(xù)試驗。對比篩選菌株在有氧和無氧培養(yǎng)條件下發(fā)酵液中的乳酸和雙乙酰含量變化，從而對篩選菌株進(jìn)行有氧

3、呼吸代謝產(chǎn)物的變化進(jìn)行研究；收集兩種培養(yǎng)條件下發(fā)酵液中的菌體，比較ATP酶活力的改變，對篩選菌株有氧呼吸時能量代謝的變化進(jìn)行研究；以兩種培養(yǎng)條件下篩選菌株的細(xì)胞存活率為指標(biāo)，檢驗是否能夠延長細(xì)胞的存活時間；以不同離心條件下的篩選菌株的離心存活率和損失率為指標(biāo)，獲得最佳的離心條件；對篩選菌株進(jìn)行凍干條件的研究，得到最佳凍干條件。 通過上述試驗過程，篩選出一株能夠利用血紅素進(jìn)行有氧呼吸的菌株KLDS4.0316，與沒有添加血紅素的原

4、菌株相比生物量增長50％，在4℃儲藏30天后，檢測不到NoOx/NoH的活菌，而Ox/H依然維持在108CFU/ml。此外，利用血紅素的KLDS4.0316在生長過程中代謝產(chǎn)物發(fā)生變化，乳酸產(chǎn)量減少了48％，而雙乙酰的產(chǎn)量卻提高了3.78倍。在Ox/H培養(yǎng)條件下的ATP酶活性是NoOx/NoH酶活性的3.01倍。乳酸菌體的離心存活率和損失率隨離心力的升高和離心時間的延長而降低，最終選擇6000g×10min效果最佳。存活率最高的凍干條件

5、是凍干溫度為-30℃、裝液厚度為10mm、添加1％蔗糖+4％甘露醇的保護(hù)劑，菌體的凍干存活率為79％，活菌數(shù)達(dá)到3.2×1010cfu/g.。 基于對本實驗室保藏菌株的有氧呼吸研究，篩選出一株能夠進(jìn)行有氧呼吸的菌株，在菌落中檢測到細(xì)胞色素氧化酶的存在，驗證了其進(jìn)行有氧呼吸的能力；代謝產(chǎn)物乳酸含量減少，雙乙酰含量提高，說明該菌株代謝發(fā)生改變；ATP酶活性提高，揭示了代謝能量提高，可以發(fā)現(xiàn)有氧呼吸可以產(chǎn)生更多的能量，從而提高其生長速