瘤胃菌CPB6和甲烷菌共培养提高己酸产量研究

己酸是一种有广泛用途的中链脂肪酸,也是白酒中重要的风味物质前体。瘤胃菌细菌CPB6是近年来报道的一株利用乳酸产生己酸的新型功能菌株,但其与甲烷菌的互营养代谢及对己酸产生的影响尚不清楚。本研究通过接触与非接触共培养两种模式,研究了CPB6分别和甲烷八叠球菌及甲酸甲烷杆菌的互营代谢关系及对己酸产生的影响。结果显示,CPB6与甲烷八叠球菌接触与非接触共培养的己酸产量分别提高了57.43%和36.82%。而与甲酸甲烷杆菌共培养时己酸产量分别提高了70.75%和38.87%。两种甲烷菌与瘤胃菌CPB6的直接或间接共培养,均能显著提高CPB6的己酸产率、碳回收率和底物利用率,特别是甲酸甲烷杆菌。甲烷菌与CPB6之间除了间接电子传递,可能还存在直接电子传递机制。

瘤胃菌与乳酸菌共培养利用葡萄糖合成己酸

己酸因其高附加值而成为生物质资源化领域的一个研究热点.瘤胃菌(Ruminococcaceae bacterium CPB6)能高效利用乳酸生产己酸,但其利用葡萄糖生产己酸能力较差,增加了发酵成本.采用CPB6与植物乳杆菌(Lactobacillus plantarumRJ25)共培养的发酵方式,经单因素实验确定对共培养产己酸影响显著的3个因素是乙酸钠、葡萄糖、蛋白胨.利用最陡爬坡试验逼近3个因素的最大己酸产量响应区域,进而通过响应面设计及分析建立二次回归模型确定了3个因素的最佳水平:乙酸钠12.37 g/L、葡萄糖52.643 g/L、蛋白胨30.269 g/L.结果显示,在优化水平下,两种菌共培养时利用葡萄糖生产己酸17.794 g/L,是CPB6单菌种利用葡萄糖生产己酸(7.726 g/L)的2.3倍,己酸生产效率由21.77%提升至48.37%.本研究表明瘤胃菌与乳酸菌共培养可以显著提高葡萄糖转化为己酸的效率.