溶氧及抗生素脅迫對熱凝膠發(fā)酵的影響.pdf

1、熱凝膠是一種由產堿桿菌或土壤桿菌發(fā)酵生產的胞外多糖。而糞產堿桿菌胞內的核苷酸水平在維持細胞代謝和合成熱凝膠過程起著十分重要的作用，如ATP、ADP等核苷酸為合成熱凝膠提供能量，二磷酸尿核苷葡萄糖(UDPG)是合成熱凝膠過程中的重要前體物質。本研究以糞產堿桿菌WX-C12為出發(fā)菌株，從胞內核苷酸的角度分析了溶氧對熱凝膠合成的影響，并通過研究熱凝膠合成期不同階段的產膠速率建立了一個基于熱凝膠合成期的兩階段溶氧發(fā)酵模式。同時探索了抗生素脅迫和

2、氨水刺激的協同作用對熱凝膠合成期的熱凝膠產率、核苷酸水平及熱凝膠合成關鍵酶活的影響。主要研究內容如下：
　　 ⑴建立了用反相離子對色譜法同時精確測定產熱凝膠糞產堿桿菌胞內中ATP、ADP、AMP、UTP、UDP、UMP、NADH、NAD+及UDP-葡萄糖含量的方法。該方法在30min內便可對上述九種核苷酸進行有效分離與準確測定，為深入研究熱凝膠發(fā)酵過程中糞產堿桿菌胞內的核苷酸變化和氧化-還原態(tài)趨勢和細胞內核苷酸水平和熱凝膠生物合

3、成的關系提供了基礎。
　　 ⑵通過研究不同溶氧條件下胞內多種核苷酸水平的變化，發(fā)現當熱凝膠合成階段的溶氧控制值從5%逐步上升到80%，核苷酸的水平變化趨勢存在著三個轉折點:DO=10%、D0=40%和D0=60%。因此可以按溶氧控制值從低到高將細胞所處環(huán)境依次分成四個溶氧水平:10%以下為嚴重缺氧環(huán)境；10%～40%為微氧環(huán)境；40%～60%為充足氧環(huán)境；而60%以上為氧過剩環(huán)境。由于熱凝膠的合成很大程度上取決于能量代謝，熱凝膠

4、的合成需要一個充足的氧環(huán)境，因此可以推測DO=60%左右為最適于熱凝膠生物合成的溶氧水平。本論文通過上罐實驗驗證了這一結論。另外，通過分析熱凝膠合成期不同階段的產膠速率變化規(guī)律建立了一個基于熱凝膠合成期的兩階段溶氧發(fā)酵模式，既保證了熱凝膠產率，也降低了能耗。
　　 ⑶通過研究不同濃度的不同抗生素對熱凝膠生物合成和菌體量的影響，發(fā)現只有氨芐青霉素僅部分抑制菌體生長，其它抗生素則會完全抑制菌體生長；而合適濃度的氨芐青霉素和硫酸鏈霉素