导读:本文包含了酮基古龙酸论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:古龙,山梨,杆菌,芽孢,维生素,脱氢酶,相互作用。
酮基古龙酸论文文献综述
张倩,黄茂,张玮丹,李颖,吕淑霞[1]（2019）在《芽孢杆菌促普通生酮基古龙酸菌产酸机制研究进展》一文中研究指出随着高通量测序技术、组学技术、生物信息学技术等多种技术的兴起与发展,关于维生素C混菌发酵中两菌作用关系的研究取得了一些成果。基于此,本文从芽孢、氨基酸、B族维生素、环境应力及小分子物质方面,对目前关于两菌间相互作用机制的研究进行综述,并为接下来的进一步研究提供新思路。(本文来源于《微生物学通报》期刊2019年12期）
廖林[2]（2018）在《Vc混菌发酵中胶红酵母解除普通生酮基古龙酸杆菌氧化胁迫的研究》一文中研究指出“二步发酵法”是我国生产维生素C(Vc)的主要方法,其中,第二步由产酸菌普通生酮基古龙酸杆菌(K.vulgare)和某些芽孢杆菌属的伴生菌混合发酵完成。现有的研究证实:产酸菌单独发酵时存在长势弱和产酸低的问题,只有与伴生菌混合发酵时,此问题才能得到较好解决。部分研究表明:在Vc混菌发酵过程中,伴生菌释放的代谢产物促进了产酸菌的生长与产酸。根据研究进展推测,关于产酸菌单独发酵时长势弱和产酸低的问题,是由于K.vulgare自身ROS代谢紊乱,产生氧化胁迫所致,而伴生菌释放的代谢产物可能解除产酸菌的氧化胁迫,促进其生长与产酸。本论文以1株新伴生菌R.mucilaginosa A8和产酸菌K.vulgare组成的Vc混菌发酵为研究对象,首先,对两菌混菌发酵时的初始接种比例进行优化,然后对两菌的生理特性进行分析,接着再对混菌发酵条件进行优化。其次,在混菌、产酸菌单独发酵体系内,对K.vulgare进行抗氧化能力研究。最后,从K.vulgare细胞内电子流动情况出发,分析K.vulgare单独培养时长势弱和产酸低的原因,并对R.mucilaginosa A8如何解除K.vulgare自身存在的氧化胁迫进行分析,为解析两菌间相互作用机制提供理论依据和新思路。主要研究结果如下:(1)从沈阳东陵龙尾湖淤泥中,分离得到1株新伴生菌,通过形态学鉴定和分子鉴定,确认该菌为胶红酵母菌,将其命名为R.mucilaginosa A8。通过固定两菌初始接种浓度(OD_(650)值)和K.vulgare初始接种量(2 mL)不变,依次增加R.mucilaginosa A8接种量来进行混菌发酵产酸,得出最佳初始接种比例为1:3.33(R.m:K.v)。R.mucilaginosa A8的生长,在最初6 h内处于延滞期;6-18 h内处于对数生长期;18-48 h内处于稳定期,48 h之后进入衰亡期。K.vulgare的生长,在最初52 h内,呈波动性变化;52-76 h内处于稳定期;76 h之后进入衰亡期。K.vulgare单菌发酵时,2-KLG积累极为缓慢;混菌发酵时,0-12 h内积累缓慢;12-52 h内积累较快;56 h之后不再积累。在整个发酵周期内,K.vulgare单菌体系ORP值波动较小,维持在-39 mV~16 mV之间,而混菌体系ORP值波动较大,维持在-277 mV~-26 mV之间,在2-KLG快速积累阶段(12-52 h内),混菌体系平均ORP值比K.vulgare单菌体系低14.6倍。混菌体系中,在2-KLG快速积累阶段,两菌比例(R.m:K.v)维持在1:4~1:63之间。(2)利用响应面法对R.mucilaginosa A8伴生的Vc混菌发酵产2-KLG条件进行优化,得出最佳发酵条件为:L-山梨糖80 g/L、尿素14 g/L、玉米浆15 g/L、CaCO_3 1.58 g/L、MgSO_4 0.3 g/L、KH_2PO_4 1.0 g/L、发酵培养基灭菌前pH值6.2、装液量40/250 mL、温度23℃。利用优化后条件进行发酵培养,2-KLG产量由优化前的52.56 g/L增加到71.95g/L,糖酸转化率由60.97%提升到83.46%,发酵周期由96 h缩短至56 h。(3)K.vulgare单菌培养时:一方面呼吸链上电子传递复合体Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅵ中Fe-S簇蛋白基因表达量较低、电子载体CoQ和Cytc基因表达量较低、与电子传递相偶联的能量代谢中的ATP合成酶相关基因表达量较低等,导致K.vulgare细胞长势弱。另一方面因K.vulgare呼吸链底物端CoQ泄露电子较多,造成一系列生成ROS(H_2O_2、O_2~(-·)、HOO·和·OH))的代谢途径加强而产生自身氧化胁迫效应。由于K.vulgare抗氧化相关基因(SOD、CAT和NADPH:醌还原酶基因)表达量较低,不能合成足够的抗氧化物去抵御ROS,使ROS代谢紊乱,导致K.vulgare细胞长势弱。K.vulgare胞内SDH和SNDH基因表达量较低,导致K.vulgare产酸低。另外,由于K.vulgare胞内Cytc基因表达量较低,导致Cytc存在选择电子波动(首先,Cytc会选择泄露电子,用于清除胞内过量的H_2O_2;其次,Cytc会选择正常呼吸链电子传递,用于增强与电子传递相互偶联的能量代谢过程;最后,Cytc会选择传递产2-KLG代谢途径中SDH和SNDH分别催化底物脱氢后的电子,以维持代谢畅通),所以导致K.vulgare长势弱和产酸低。(4)R.mucilaginosa A8通过诱导增加K.vulgare电子传递相关物质(NADH脱氢酶铁硫蛋白、琥珀酸脱氢酶黄素蛋白亚基、CoQ、细胞色素还原酶铁硫蛋白、Cytc、细胞色素氧化酶、ATP合成酶α和β亚基)、抗氧化酶(SOD、CAT和NADPH:醌还原酶)和产2-KLG酶(SDH和SNDH)的基因表达,来解除K.vulgare的氧化胁迫,促进其生长与产酸。(本文来源于《沈阳农业大学》期刊2018-06-08）
高媛,曾伟主,周景文,陈坚[3]（2017）在《普通生酮基古龙酸菌中山梨糖脱氢酶和山梨酮脱氢酶的纯化及酶学性质分析》一文中研究指出【目的】对源于普通生酮基古龙酸菌(Ketogulonicigenium vulgare WSH-001)的山梨糖脱氢酶(Sorbose dehydrogenase,SDH)和山梨酮脱氢酶(Sorbosone dehydrogenase,SNDH)的酶学性质进行分析。【方法】以K.vulgare WSH-001基因组DNA为模板,PCR扩增得到山梨糖脱氢酶基因(sdh)和山梨酮脱氢酶基因(sndh),构建重组表达质粒p ET28a-sdh、p ET28a-sndh,并分别转入大肠杆菌BL21(DE3)中。利用镍柱亲和层析和凝胶过滤层析得到纯化的SDH和SNDH。【结果】成功构建产SDH和SNDH的大肠杆菌BL21(DE3)并对目的酶进行纯化。SDS-PAGE分析结果表明,SDH和SNDH的大小分别为64 k Da和48 k Da,与理论预测值一致。显色法测得SDH酶活为3.15 U/mg,最适反应温度为30°C,最适反应pH为8.0左右;SNDH酶活为6.12 U/mg,最适反应温度为35°C,最适反应pH为8.0左右。在pH 3.0、4.0、5.0的偏酸性条件下,2个酶的酶活受到显着影响。【结论】表达并纯化了来源于普通生酮基古龙酸菌来源的SDH、SNDH,并进行了酶学性质分析,为利用SDH、SNDH实现维生素C前体2-酮基-L-古龙酸的一步法发酵生产提供了必要的参考。(本文来源于《微生物学报》期刊2017年10期）
白玲[4]（2017）在《内生芽孢杆菌与普通生酮基古龙酸杆菌互作机制的研究》一文中研究指出"二步发酵法"是我国科学家自主研发的维生素C生产工艺,参与发酵的两株菌——伴生菌和产酸菌,在发酵的过程中各自承担重要的角色,二者的相互作用关系一直是研究的热点。本文以一株新的伴生菌株ST-1和普通生酮基古龙酸杆菌25-B-1(Ketogulonicigenium vulgare 25-B-1,K vulgare 25-B-1)为研究对象,通过分析伴生菌ST-1与产酸菌K.vulgare 25-B-1两者的生理特性,探讨了伴生菌芽孢生成和萌发的规律,及其对K.vulgara 25-B-1生长与产2-酮基-L-古龙酸(2-KGA)的影响。通过测定单菌及混菌发酵体系中产酸菌胞内胞外活性氧(ROS)水平,分析伴生菌对产酸菌抗氧化能力的影响,并对K.vulgare 25-B-1体内相关基因表达差异进行了研究,为解析伴生菌和产酸菌之间的相互作用机制提供理论依据和新的思路。主要研究结果如下:(1)对伴生菌株ST-1进行系统进化鉴定。系统发育树结果显示ST-1与其它几株内生芽孢杆菌(Bacillusendophyticus)的同源性≥99%,因此鉴定该菌株为Bacillus endophyticus,并命名为 Bacillus endophytius ST-1(B.endophytius ST-11)。B.endophyticus ST-1与B.endophyticus Hbe603同源关系最接近。B.endophyticB.ST-1与实验室的其它两株伴生菌短小芽孢杆菌HJ-04和巨大芽孢杆菌25-B相比具有更强的促进K.vulgare 25-B-1产2-KGA的能力。(2)产酸菌K.vulgare 25-B-1能促进伴生菌B.endophyticusST-1的生长,并缩短其生长周期。混菌培养时B.endophyticus ST-1在每个时间点的生物量均大于单菌培养,混菌培养的B.endophyticB.ST-1在20 h、48 h、64 h时有峰值,约为初始生物量的12.7倍、11.9倍和11.1倍,单菌培养的B.endophyticus ST-1在36 h和64 h时有峰值,约为初始菌量的9.6倍和11.3倍;在发酵72 h期间,混菌中的B.endophyticus ST-1经历了两次生长周期,第一次历时28h,第二次历时24h,而单独培养的B.endophyticus ST-1只有一个完整的生长周期。(3)伴生菌B.endophyticus ST-1能促进产酸菌K.vulgare 25-B-1的产酸及生长。发酵至72 h,单独发酵的K.vulgare 25-B-1的2-KGA产量为4.3 mg/mL,混菌发酵的2-KGA的产量为70.5 mg/mL,约为单菌发酵的16倍;在发酵的各个时间点,混菌中K.vulgare 25-B-1的生物量均多于K.vulgare 25-B-1单独发酵时的生物量。K.vulgare 25-B-1产酸速率出现峰值的时间点与B.endophyticus ST-1产孢峰值对应的时间点基本吻合,因此推测B.endophyticB.ST-1芽孢的生成是提高产2-KGA速率关键因素。(4)综合分析K.vulgare25-B-1和B.endophytiusST-1的生理特性发现:①在与K.vulgare 25-B-1共培养的情况下,B.endophytius ST-1的芽孢形成需持续8 h;②与K.vulgare 25-B-1 共培养时,B.endophytius ST-1 的芽孢萌发历时 4 h,B.endophytius ST-1单独培养时,在培养28 h～60 h之间,芽孢萌发需历时8 h,而在60 h～68 h之间只需要历时4 h,因此推测B.endophytiusST-1在培养后期分泌了某种促进芽孢萌发的物质,而K.vulgare25-B-1能刺激伴生菌提前分泌这种物质。③分析B.endophytius ST-1的产孢及pH变化,推测培养液中pH的降低是致活芽孢的重要条件,B.endophytius ST-1在混合培养时能够分泌碱性物质中和部分培养基的酸度。(5)混菌体系的K.vulgare25-B-1有更强的产生以及清除ROS的能力。在发酵18 h、24 h、40 h 时,混菌体系中K.vulgare25-B-1 胞内的 ROS 水平约为K.vulgare 25-B-1单独发酵的4.6、4.1、3.4倍,混菌体系发酵液的ROS约为K.vulgare25-B-1单独发酵的 1.1、1.1、1.2 倍。在发酵 0h、18h、24h、40h、52h、66h,混菌体系中 K.vulgare 25-B-1的胞内总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)酶活力分别为单菌体系K.vulgare25-B-1的1.33-36.17、0.93-1.56、1.14-1.77倍,前者的胞外T-AOC、SOD及CAT酶活力分别为后者的2.54-23.5、7.50-23.3、1.56-6.97倍,在发酵40 h,混菌体系发酵液的抗氧化能力迅速增强,推测与伴生菌胞内营养物质及抗氧化物质的释放有关。(6)对K.vulgare 25-B-1体内相关基因表达差异的研究表明:向混菌发酵培养基中添加10 pM鱼藤酮抑制电子从NADH脱氢酶向辅酶Q的传递,发酵至18 h,2-KGA的产量降低了 10.9%,同时K.vulgare 25-B-1体内产2-KGA途径的关键酶(山梨糖脱氢酶及山梨酮脱氢酶)基因及细胞色素c551和细胞色素氧化酶基因的表达也显着降低,间接证明了产2-KGA途径和呼吸链NADH脱氢酶下游存在偶联关系;单菌发酵时K.vulgare25-B-1体内的抗氧化酶(超氧化物歧化酶和过氧化氢酶)基因的表达量高于混菌发酵,说明K.vulgare 25-B-1单独发酵时细胞受到了氧化胁迫,诱导了体内抗氧化相关基因表达量的上调。(本文来源于《沈阳农业大学》期刊2017-06-19）
陈吉铭,堵国成,陈坚,周景文[5]（2016）在《普通生酮基古龙酸菌2-酮基-L-古龙酸合成途径在氧化葡萄糖酸杆菌中的整合表达与强化》一文中研究指出目前工业生产VC的方法为二步发酵法,但该法涉及两步3种微生物,存在操作工序繁琐、需要消耗大量原材料及能源等缺点。一步发酵法被认为能够降低生产成本并对VC的工业化生产起到革命性的改变。为了克服重组质粒易丢失及需要添加抗生素等不利因素,将普通生酮基古龙酸菌(K.vulgare WSH-001)中的山梨糖脱氢酶基因(sdh)和山梨酮脱氢酶基因(sndh)整合到氧化葡萄糖酸杆菌(G.oxydans WSH-003)基因组,得到一步发酵生产菌株G.oxydans-ss。将其在1 L的罐中发酵,72 h时2-KLG产量达到最高,为37.6 g/L。为了进一步提高2-KLG的产量,还采用了辅因子工程。吡咯喹啉醌(Pyrroloquinoline quinone,PQQ)是SDH和SNDH的辅酶,通过在G.oxydans-ss中过量表达来自K.vulgare WSH-001的pqq ABCDE基因,得到重组菌G.oxydans-ss/pqq ABCDE。将其在1 L的罐中发酵,84 h时2-KLG产量达到最高,为44.5 g/L。以上结果对VC的一步发酵起到了一定的促进作用,使一步发酵法生产VC的工业化生产有望实现。(本文来源于《食品与生物技术学报》期刊2016年06期）
罗曼,吕淑霞,郭智勇,潘健,张良[6]（2013）在《巨大芽孢杆菌25-B对普通生酮基古龙酸菌伴生作用机理的探究》一文中研究指出为明确Vc混菌发酵中巨大芽孢杆菌25-B(俗称大菌)对普通生酮基古龙酸菌(俗称小菌)的伴生作用机理,通过摇瓶发酵实验考察大菌胞外组分上清液、胞内组分上清液、全组分超声上清液对小菌伴生活性的影响,并采用超滤分级分离技术,观察大菌胞外不同相对分子质量区间的组分对小菌生长和产酸的促进作用。结果表明,大菌培养12h(产芽孢前)的胞内组分上清液和大菌培养36h(大多数芽孢随母细胞裂解释放)的胞外组分上清液均能有效促进小菌生长和产酸,且二者能力相当,说明活性物质应该是在细胞内产生,并随着芽孢形成时母细胞裂解而释放,从而对小菌产生促进作用;大菌胞外组分上清液中大于30000的组分对小菌生长和产酸的促进作用最明显。(本文来源于《食品科技》期刊2013年06期）
刘杰,胡少斌,常芳,陈红[7]（2013）在《伴生菌对普通生酮基古龙酸菌发酵的影响》一文中研究指出为了实现普通生酮基古龙酸菌的单独培养和产酸,采用伴生菌巨大芽孢杆菌生长时分泌的胞外液、胞内液混合的培养方法,通过测定普通生酮基古龙酸菌单独培养时活菌数及摇瓶发酵中2-酮基-L-古龙酸(2-KGA)生成情况,研究添加伴生菌胞内液和胞外液对普通生酮基古龙酸菌生长和产酸的影响。结果表明:普通生酮基古龙酸菌利用一定量的伴生菌胞外液和胞内液可以实现普通生酮基古龙酸菌的单独生长和正常产酸。(本文来源于《泰州职业技术学院学报》期刊2013年02期）
朱益波[8]（2012）在《巨大芽孢杆菌与普通生酮基古龙酸菌互生作用研究》一文中研究指出本论文以Bacillus megaterium WSH-002和Ketogulonigenium vulgare WSH-001为研究对象，通过基因敲除、微生物生理学、转录组学、转座子突变和高通量筛选等研究方法，分析了K. vulgare在B. megaterium共生与否情况下发酵生产维生素C前体2-酮基-L-古龙酸过程的差异，提出和验证了两菌互生作用的机制，并建立了在全基因组尺度上研究共生作用机理的方法，为更为全面地研究B. megaterium和K. vulgare互生作用机制提供了新的途径。主要研究结果如下：1) B. megaterium芽孢形成和芽孢稳定性是影响两菌互生作用的两个重要因素。通过分别敲除芽孢生成主调控基因spo0A和吡啶二羧酸合成酶A亚基编码基因spoVFA，获得了芽孢形成缺陷和非稳定芽孢突变株。分别与K. vulgare混菌发酵结果表明：与野生体系相比，芽孢生成缺陷体系与芽孢不稳定体系的山梨糖转化率分别下降了33%和70%；K. vulgare最大细胞数分别下降15%和49%；山梨糖脱氢酶比细胞酶活分别只有野生菌发酵体系的74%和11%；发酵体系底物转化率与山梨糖脱氢酶活力正相关(R~2=0.922)。结果表明芽孢形成和芽孢稳定性与两菌互生作用过程紧密关联，同时也解释了大量芽孢杆菌属细菌可以作为有效伴生菌的现象。2)从混菌发酵和单菌发酵过程胞外营养因子、氧化还原电位(ORP)变化以及重要代谢途径中关键基因相对表达水平分析了B. megaterium伴生作用引起的差异。结果表明：B. megaterium在芽孢形成后向培养基中释放了大量代谢产物。其中包括多种K. vulgare不能从头合成及培养基中缺乏的营养因子，比如甘氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苏氨酸、天冬酰胺等氨基酸、叶酸和核黄素。重要代谢途径中众多关键基因转录水平上调表明了互生作用促进了氨基酸代谢、叁羧酸循环以及辅因子的合成与代谢。3)通过对混菌发酵及单菌发酵对数中期K. vulgare全基因组表达谱数据分析，结果表明：相对于单菌发酵，K. vulgare中分别有95和81个基因表达显着上调和下调(fold>2.0，p<0.01)；通过蛋白质直系同源簇(COG)注释结果分析表明两种发酵模式下基因表达差异主要集中在氨基酸转运与代谢、无机离子转运与代谢、能量生成和转化相关的基因；结合代谢途径分析结果表明B. megaterium共生过程释放的营养因子诱导了大量氨基酸和寡肽转运蛋白基因的表达，增强了氨基酸代谢途径中多个限速酶基因的表达，促进了K. vulgare对营养物质的吸收和利用；单菌发酵模式下，丙酮酸激酶下调引起磷酸戊糖途径通量增加，NADPH合成增强，叁羧酸循环通量下降。并且细胞增强了铁转运和代谢途径基因表达和Fe-S簇的合成；在此基础上得出单菌发酵过程中K. vulgare受到了氧化胁迫的推论。4)通过分析两种发酵体系中细胞内、外活性氧(ROS)积累水平、脂肪过氧化程度、抗氧化能力等指标对K. vulgare受到氧化胁迫的推论进行验证。结果表明：单菌体系胞外ROS水平快速升高，是混菌体系的2-5倍；单菌体系发酵稳定期和发酵末期，细胞内脂肪过氧化程度分别是混菌体系的7.3和6.4倍，说明细胞受到了ROS引发的氧化胁迫；单菌体系发酵后期细胞内蛋白巯基占总巯基比例为13.8%，约是混菌体系的1/7，说明蛋白质中的半胱氨酸残基可能受到ROS的氧化修饰，导致酶活力丧失；混菌体系胞外总抗氧化能力(TAC)约是单菌体系1.5-6.0倍，胞内的TAC则是其2.9-7.9倍；发酵前、中、后期，混菌体系胞内的总SOD活力分别是单菌体系的22，14.6和10.2倍。结果表明混菌发酵体系细胞具有更强的超氧阴离子清除能力，能有效保护Fe-S簇免受超氧阴离子的攻击；以上结果表明B. megaterium清除代谢生成的ROS是两菌互生作用机理之一。5)通过伴生菌转座子突变库构建、高通量筛选方法建立及实验验证，结果表明：2-KLG的积累伴随着K. vulgare产生的棕色水溶性色素的生成，两者浓度线性相关；突变库筛选结果K均值聚类分析和叁角瓶验证结果表明了基于24孔板和OD450比色测定的筛选方法适用于混菌体系的高效筛选；在此基础上，通过对总计1087株突变株的筛选，筛选出一株编号为m71的突变株，该突变株混菌发酵底物转化率与野生体系相比下降了38%。基因插入位点分析表明转座子插入基因位点位于染色体3330114碱基处，所在CDS编码alpha/beta fold family hydrolase，但其具体生理功能未知；以上结果表明，结合转座子突变技术和高通量筛选方法，在全基因组尺度上筛选互生作用关键基因是可行的。该研究为进一步揭示两菌的互生作用机制提出了新的途径。(本文来源于《江南大学》期刊2012-11-01）
麻浩,李野,张磊,张海宏,蔺新峰[9]（2012）在《混菌发酵中与普通生酮基古龙酸菌产2-酮基-L-古龙酸相关功能蛋白的研究》一文中研究指出目的:在混菌发酵中,筛选与小菌产2-酮基-L-古龙酸(2-KGA)相关的功能蛋白,并分析蛋白表达量的变化与产2-KGA的关系,寻找影响菌体代谢效率的关键性因素。方法:利用蛋白质组学技术,依据小菌产酸曲线,筛选与小菌产2-KGA有一定相关性的蛋白质,并利用生物信息学数据库,分析其改变与小菌代谢的关联。结果:获得了分辨率和重复性均良好的凝胶蛋白图谱,筛选出与小菌生产2-KGA密切相关的8个蛋白。结论:小菌产2-KGA强度与小菌体内抗氧化蛋白表达水平及糖代谢、能量代谢系统密切相关,推测有活性细胞色素C的含量可能为小菌产2-KGA的限制性因素。(本文来源于《生物技术通讯》期刊2012年05期）
朱益波,周景文,陈坚[10]（2012）在《巨大芽胞杆菌与普通生酮基古龙酸菌共培养过程中相互作用分子机制研究进展》一文中研究指出混菌发酵法广泛应用于维生素C前体2-酮基-L-古龙酸的生产。为进一步改善工艺,多年来,科研人员一直致力于研究发酵过程中两菌相互作用的科学本质。目前,随着组学技术、高通量技术、生物信息学和生理学等多种技术与学科的迅速发展,为深入研究相互作用分子机制提供了新的方法和工具。通过蛋白质组学、代谢组学、比较基因组学、转录组学等多种组学数据的挖掘和分析,提供了系统中各层次之间的相互作用关系网络。在此基础上结合高通量的生理学验证分析,为诠释两菌相互作用分子机制和开发代谢工程改造策略奠定了基础。本文就近些年来在该研究方向的进展及其应用进行了简要归纳,并提出进一步研究的方向。(本文来源于《微生物学报》期刊2012年08期）
酮基古龙酸论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
“二步发酵法”是我国生产维生素C(Vc)的主要方法,其中,第二步由产酸菌普通生酮基古龙酸杆菌(K.vulgare)和某些芽孢杆菌属的伴生菌混合发酵完成。现有的研究证实:产酸菌单独发酵时存在长势弱和产酸低的问题,只有与伴生菌混合发酵时,此问题才能得到较好解决。部分研究表明:在Vc混菌发酵过程中,伴生菌释放的代谢产物促进了产酸菌的生长与产酸。根据研究进展推测,关于产酸菌单独发酵时长势弱和产酸低的问题,是由于K.vulgare自身ROS代谢紊乱,产生氧化胁迫所致,而伴生菌释放的代谢产物可能解除产酸菌的氧化胁迫,促进其生长与产酸。本论文以1株新伴生菌R.mucilaginosa A8和产酸菌K.vulgare组成的Vc混菌发酵为研究对象,首先,对两菌混菌发酵时的初始接种比例进行优化,然后对两菌的生理特性进行分析,接着再对混菌发酵条件进行优化。其次,在混菌、产酸菌单独发酵体系内,对K.vulgare进行抗氧化能力研究。最后,从K.vulgare细胞内电子流动情况出发,分析K.vulgare单独培养时长势弱和产酸低的原因,并对R.mucilaginosa A8如何解除K.vulgare自身存在的氧化胁迫进行分析,为解析两菌间相互作用机制提供理论依据和新思路。主要研究结果如下:(1)从沈阳东陵龙尾湖淤泥中,分离得到1株新伴生菌,通过形态学鉴定和分子鉴定,确认该菌为胶红酵母菌,将其命名为R.mucilaginosa A8。通过固定两菌初始接种浓度(OD_(650)值)和K.vulgare初始接种量(2 mL)不变,依次增加R.mucilaginosa A8接种量来进行混菌发酵产酸,得出最佳初始接种比例为1:3.33(R.m:K.v)。R.mucilaginosa A8的生长,在最初6 h内处于延滞期;6-18 h内处于对数生长期;18-48 h内处于稳定期,48 h之后进入衰亡期。K.vulgare的生长,在最初52 h内,呈波动性变化;52-76 h内处于稳定期;76 h之后进入衰亡期。K.vulgare单菌发酵时,2-KLG积累极为缓慢;混菌发酵时,0-12 h内积累缓慢;12-52 h内积累较快;56 h之后不再积累。在整个发酵周期内,K.vulgare单菌体系ORP值波动较小,维持在-39 mV~16 mV之间,而混菌体系ORP值波动较大,维持在-277 mV~-26 mV之间,在2-KLG快速积累阶段(12-52 h内),混菌体系平均ORP值比K.vulgare单菌体系低14.6倍。混菌体系中,在2-KLG快速积累阶段,两菌比例(R.m:K.v)维持在1:4~1:63之间。(2)利用响应面法对R.mucilaginosa A8伴生的Vc混菌发酵产2-KLG条件进行优化,得出最佳发酵条件为:L-山梨糖80 g/L、尿素14 g/L、玉米浆15 g/L、CaCO_3 1.58 g/L、MgSO_4 0.3 g/L、KH_2PO_4 1.0 g/L、发酵培养基灭菌前pH值6.2、装液量40/250 mL、温度23℃。利用优化后条件进行发酵培养,2-KLG产量由优化前的52.56 g/L增加到71.95g/L,糖酸转化率由60.97%提升到83.46%,发酵周期由96 h缩短至56 h。(3)K.vulgare单菌培养时:一方面呼吸链上电子传递复合体Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅵ中Fe-S簇蛋白基因表达量较低、电子载体CoQ和Cytc基因表达量较低、与电子传递相偶联的能量代谢中的ATP合成酶相关基因表达量较低等,导致K.vulgare细胞长势弱。另一方面因K.vulgare呼吸链底物端CoQ泄露电子较多,造成一系列生成ROS(H_2O_2、O_2~(-·)、HOO·和·OH))的代谢途径加强而产生自身氧化胁迫效应。由于K.vulgare抗氧化相关基因(SOD、CAT和NADPH:醌还原酶基因)表达量较低,不能合成足够的抗氧化物去抵御ROS,使ROS代谢紊乱,导致K.vulgare细胞长势弱。K.vulgare胞内SDH和SNDH基因表达量较低,导致K.vulgare产酸低。另外,由于K.vulgare胞内Cytc基因表达量较低,导致Cytc存在选择电子波动(首先,Cytc会选择泄露电子,用于清除胞内过量的H_2O_2;其次,Cytc会选择正常呼吸链电子传递,用于增强与电子传递相互偶联的能量代谢过程;最后,Cytc会选择传递产2-KLG代谢途径中SDH和SNDH分别催化底物脱氢后的电子,以维持代谢畅通),所以导致K.vulgare长势弱和产酸低。(4)R.mucilaginosa A8通过诱导增加K.vulgare电子传递相关物质(NADH脱氢酶铁硫蛋白、琥珀酸脱氢酶黄素蛋白亚基、CoQ、细胞色素还原酶铁硫蛋白、Cytc、细胞色素氧化酶、ATP合成酶α和β亚基)、抗氧化酶(SOD、CAT和NADPH:醌还原酶)和产2-KLG酶(SDH和SNDH)的基因表达,来解除K.vulgare的氧化胁迫,促进其生长与产酸。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
酮基古龙酸论文参考文献
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