巴氏醋酸杆菌对发酵中醋酸胁迫的生理应答

【目的】研究Acetobacter pasteurianus CICIM B7003对醋酸发酵形成的酸胁迫环境在细胞形态、生理、代谢方面的响应,初步提出巴氏醋杆菌的动态耐酸机制模型,为高酸度高强度液态深层醋酸发酵提供理论帮助。【方法】在9 L自吸式发酵罐中用A.pasteurianus CICIM B7003发酵醋酸,选取不同生长阶段细胞检测其荚膜多糖含量、膜不饱和脂肪酸含量、耐酸基因转录水平、乙醇呼吸链酶和ATP酶活性,研究醋酸菌形态、生理和代谢随醋酸积累的变化。【结果】醋酸的存在能减少细胞分泌荚膜多糖,发酵中多糖占细胞干重百分比由最初2.5%下降到0.89%;随发酵进行细胞膜不饱和脂肪酸占膜总脂肪酸含量显著提高,致使细胞膜流动性增加;耐酸基因相对转录水平显著提高而提升了细胞对酸性环境的抗性;乙醇呼吸链酶和ATP酶活性随醋酸积累也显著提高,为细胞提供足够的能量以满足耐酸机制对能量的需求。【结论】初步确定A.pasteurianus CICIM B7003主要依靠改变细胞膜脂肪酸组分、激活耐酸基因转录、增强乙醇呼吸链活力及快速产能等机制的协同作用,实现对酸胁迫的制衡。