乳酸乳球菌的有氧呼吸研究

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1、摘要詈皇曼曼皇曼量詈詈詈鼍詈鼍曼!鲁葛篁量皇量鼍皇!!量I—一一一mam__⋯mel--I皇詈皇皇暑曼鼍曼曼皇曼詈昙皇詈詈!曼曼兰皇量詈暑!!曼量摘要乳酸乳球菌是革兰氏阳性，兼性厌氧菌。当血红素存在时，它能使乳酸乳球菌的代谢方式改变，使其形成一条呼吸链，进行有氧呼吸。在有氧呼吸方式下，乳酸乳球菌有更快的生长速率和较高的存活率，使其辅助发酵剂的性能进～步提高。目前，国外已经对有氧呼吸进行了深入的研究，而国内未见相关的研究报道。本实验通过筛选具备有氧呼吸能力的乳酸乳球菌菌株，研究其有氧呼吸的代谢机理以及影响因素，提高

2、了发酵剂用乳酸乳球菌的生长速率和存活率，从而为乳酸菌呼吸代谢研究提供依据。为使该制备菌株进一步利用，对菌株进行冻干工艺优化。通过乳酸乳球菌有氧呼吸的研究，有助于提供一种安全的方法来减少发酵原料中分子氧的危害，达到提高食品保质期的目的。在乳酸乳球菌筛选试验中，添加血红素于培养基中，并提供有氧环境，对实验室现有菌株进行培养。通过检测，筛选出生物量提高、pH升高和细胞色素氧化酶呈阳性的受试菌株进行后续试验。对比筛选菌株在有氧和无氧培养条件下发酵液中的乳酸和双乙酰含量变化，从而对筛选菌株进行有氧呼吸代谢产物的变化进行研究

3、；收集两种培养条件下发酵液中的菌体，比较ATP酶活力的改变，对筛选菌株有氧呼吸时能量代谢的变化进行研究；以两种培养条件下筛选菌株的细胞存活率为指标，检验是否能够延长细胞的存活时间；以不同离心条件下的筛选菌株的离心存活率和损失率为指标，获得最佳的离心条件；对筛选菌株进行冻干条件的研究，得到最佳冻干条件。通过上述试验过程，筛选出一株能够利用血红素进行有氧呼吸的菌株KLDS4．0316，与没有添加血红素的原菌株相比生物量增长50％，在4"C储藏30天后，检测不到NoOx／NoH的活菌，而Ox／H依然维持在108CFU／

4、ml。此外，利用血红素的KLDS4．0316在生长过程中代谢产物发生变化，乳酸产量减少了48％，而双乙酰的产量却提高了3．78倍。在Ox／H培养条件下的ATP酶活性是NoOx／NoH酶活性的3．0l倍。乳酸菌体的离心存活率和损失率随离心力的升高和离心时间的延长而降低，最终选择60009×10min效果最佳。存活率最高的冻干条件是冻干温度为．30"C、装液厚度为10nun、添加1％蔗糖+4％甘露醇的保护剂，菌体的冻干存活率为79％，活菌数达到3．2×1010efu／g．。基于对本实验室保藏菌株的有氧呼吸研究，筛选出

5、一株能够进行有氧呼吸的菌株，在菌落中检测到细胞色素氧化酶的存在，验证了其进行有氧呼吸的能力：代谢产物乳酸含量减少，双乙酰含量提高，说明该菌株代谢发生改变；ATP酶活性提高，揭示了代谢能量提高，可以发现有氧呼吸可以产生更多的能量，从而提高其生长速率；同时，在不同条件下保藏时，该菌株的存活率显著提高，验证了国外专利延长细胞存活率的说法。通过对离心和冻干条件的确定，可以为其在发酵剂中的应用提供参考。关键词乳酸乳球菌：呼吸作用；血红素；存活率AbstractStudyontheRespirationofLactococc

6、uslactisLactococcuslactisisagram—positiveandfacultativeanaerobe．whenthehemeispresent,itcanchangethemetabolism，L．1actiscanformarespiratorychainandcarryonaerobicrespirationinthepresenceofheme。Asaresultofrespiration，Llactishasagreatergrowthrateandahighersurvival

7、rate，SOitCanraisethefunction嬲assistantstarterculture．Recently，therehasbeenapenetratingstudyofaerobicrespirationonabroad，buthaven’tfindrelatedreportinchina．Inthisstudy,theL．1actiswhichcouldundergoaerobicrespirationwasselectedtostlmyitsmetabolismmechanismofaero

8、bicrespirationandtheinfluencefactors，inordertoraisethegrowthrateandthesurvivalrateofL．1actiswhichisusedforfermentation．Sothisstudyprovideprooffortheresearchof厶lactis，Srespiration．Wemadeao