維生素C二步發(fā)酵營(yíng)養(yǎng)組學(xué)的研究.pdf

1、生物發(fā)酵是一個(gè)細(xì)胞與營(yíng)養(yǎng)環(huán)境不斷相互作用的過(guò)程，它們之間的作用使得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)傳遞到胞內(nèi)，進(jìn)而產(chǎn)生一系列生理生產(chǎn)特性。因此營(yíng)養(yǎng)環(huán)境對(duì)生物發(fā)酵的產(chǎn)率和穩(wěn)定性具有重要影響。
　　本研究運(yùn)用過(guò)程分析技術(shù)（PAT）策略，試圖對(duì)維生素C二步發(fā)酵進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)組學(xué)研究?；贕C-TOFMS和ICP-AES建立了玉米漿中化學(xué)成分和元素的檢測(cè)，分離鑒定了56個(gè)化合物和10種元素，運(yùn)用正交偏最小二乘判別分析法（OPLS-DA）篩選得到17個(gè)潛在質(zhì)量標(biāo)志物。通

2、過(guò)外加發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，確定了包括丙氨酸、脯氨酸、纈氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、酪氨酸、天冬氨酸和絲氨酸在內(nèi)的9個(gè)氨基酸能協(xié)同促進(jìn)2-KLG的積累。
　　采用主成分分析（PCA）和偏最小二乘法（PLS）分別對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中不同批次的玉米漿進(jìn)行模式識(shí)別。PCA分析顯示樣本可以分為五類，其中批次3單獨(dú)聚為一類，主要的差異標(biāo)志物有乳酸、磷酸、檸檬酸、甘油、脯氨酸、葡萄糖、半乳糖和果糖。運(yùn)用PLS提取了與2-KLG產(chǎn)率密切相關(guān)的X變量的差異，獲得

3、4個(gè)主成分，構(gòu)建了玉米漿的質(zhì)量預(yù)測(cè)模型，能有效預(yù)測(cè)73.2％的Y變量，預(yù)測(cè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為6.7%。通過(guò)模型發(fā)現(xiàn)玉米漿批次3有較大偏離。
　　基于本實(shí)驗(yàn)室的酮古龍酸桿菌（Ketogulonigeniumvulgare）和巨大芽孢桿菌（Bacillusmegaterium），通過(guò)混菌傳代培養(yǎng)使得2-KLG的產(chǎn)率得到提高。為了闡釋混菌傳代的作用機(jī)制，對(duì)種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基中的不同傳代時(shí)間的K.vulgare、B.megaterium和

4、混菌的發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行了營(yíng)養(yǎng)組學(xué)研究。研究發(fā)現(xiàn)在種子培養(yǎng)基中隨著傳代時(shí)間的延長(zhǎng)，K.vulgare降解蛋白的能力增強(qiáng)，B.megaterium能夠提供更多的赤蘚糖和赤蘚糖醇促進(jìn)K.vulgare的生長(zhǎng)和產(chǎn)酸，并且抗逆性能力提高，兩菌相互作用得到強(qiáng)化。在發(fā)酵培養(yǎng)基中隨著傳代時(shí)間的延長(zhǎng)，K.vulgare的生長(zhǎng)代謝更為旺盛且逐漸趨于穩(wěn)定，進(jìn)化后的B.megaterium能提供更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)給K.vulgare，150代混菌相互作用得到強(qiáng)化，糖酸