pH值对普鲁兰多糖发酵的影响及其机理分析

探究不同pH值条件对出芽短梗霉CGMCCNO.7055合成普鲁兰多糖的影响。同时通过测定合成普鲁兰多糖的前体尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG)含量及其相关酶磷酸葡萄糖变位酶(phosphoglucomutase,PGM)和UDPG焦磷酸化酶(Uridine diphosphate glucose pyrophosphorylase,UGPase)活性来分析普鲁兰多糖合成机理。结果发现一种双阶段调控pH值的方法,即第一阶段,发酵开始后24 h(OD620<0.5)控制初始pH 6.0;第二阶段,发酵24 h后(OD620>0.5)调控pH值到5.0并维持恒定,此阶段磷酸葡萄糖变位酶(PGM)和UDPG焦磷酸化酶(UGPase)活性最高。采用该方法使普鲁兰多糖产量达到(92.5±2.41)g/L,生物量达到(13.87±0.89)g/L,经相关性检验发现该发酵条件下普鲁兰多糖产量与尿苷二磷酸葡萄糖含量呈显著负相关关系。

Tween-60对出芽短梗霉合成多糖代谢组学的分析

利用代谢组学技术,研究了Tween-60对出芽短梗霉合成普鲁兰多糖的影响。在初始发酵培养基中添加4 g/L的Tween-60,并采用GC-MS(Gas chromatography-mass spectrometry)对实验组和空白组40 h的胞内代谢物进行分析。结果表明:普鲁兰多糖产量由78.35 g/L提高至92.5 g/L;同时确定出包括L-阿拉伯糖醇、D-核酮糖等6种代谢物表达量上调,α-D-葡萄糖、D-半乳糖等6种代谢物表达量下调。进一步分析表明,添加Tween-60可以增强胞内TCA循环以及戊糖、葡萄糖醛酸循环,为出芽短梗霉代谢提供大量能量以及胞内保护性物质。同时,发现添加Tween-60加快胞内半乳糖代谢,进而促进了普鲁兰多糖发酵前体UDPG的合成,因而多糖产量显著增高。