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植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)作为发酵剂和潜在的益生菌被广泛的用于发酵食品的生产。这引起了人们对Lactobacillus plantarum的益生特性、高密度培养以及代谢调控等方面的广泛研究兴趣。目前,关于Lactobacillus plantarum代谢调控特性的研究还存在显著不足,尤其是氨基酸代谢方面。虽有一些专为Lactobacillus plantarum设计的合成培养基,但这些培养基的氨基酸含量极不均衡,个别氨基酸的浓度偏高,这使得细胞氨基酸消耗量和利用率与总体氨基酸含量相比时非常小,导致结果不准确。对Lactobacillus plantarum氨基酸消耗模式和氨基酸代谢规律研究的缺乏,也阻碍了更加廉价的复合均衡培养基设计和生物过程的优化。本论文的前期工作研究表明,与控制pH(6.0)发酵相比,在不控制pH条件下培养Lactobacillus plantarum KDFR27,其具有较强的发酵活力。为了阐明此现象,本研究以Lactobacillus plantarum KDFR27为目标菌株,在化学合成培养基中对其进行增殖培养,分析了控制pH(6.0)和不控制pH的培养方式对Lactobacillus plantarum KDFR27的生长动力学、主要胞内代谢特征(胞内pH、ATP、H~+-ATP酶活性、NADH和NADPH含量)及氨基酸消耗模式与需求模式的影响,以期为后续的高密度培养奠定基础。就控制pH和不控pH培养对Lactobacillus plantarum KDFR27生长动力学和胞内代谢特征的影响而言,控制pH和不控制pH的最终生物量分别为7.65×107CFU/ml和9.16×108CFU/ml。不控制pH培养Lactobacillus plantarum KDFR27时,其整个生长期的胞内pH均显著高于控制pH的胞内pH,其对数期的pH梯度比控制pH条件时高1.35,稳定期的ATP浓度比控制pH时高36.66μmol/gprot,延迟期和稳定期的H~+-ATP酶活性分别比控制pH时高2.71和2.05μmolPi/mgprot/hour,稳定期的NADH含量比控制pH时高1.77×10-3nmol/104cells,延迟期和对数期的NADPH含量分别比控制pH时高0.57和1.56×10-3nmol/104cells。以上试验结果说明不控制发酵pH有助于增加Lactobacillus plantarum KDFR27的最终生物量,提高胞内pH、pH梯度、稳定期胞内ATP浓度及延迟期和稳定期的细胞内H~+-ATP酶活性、稳定期胞内NADH含量及延迟期和对数期的细胞内NADPH含量。控制pH培养Lactobacillus plantarum KDFR27其大部分氨基酸的总消耗量高于不控制pH时的氨基酸总消耗量。控制pH培养Lactobacillus plantarum KDFR27时,整个生长过程中消耗最多的氨基酸分别是Gly、Glu、Ala和Asp,均高于950μmol/gdw,消耗最少的氨基酸分别是Tyr、Met、His和Arg,均在350~500μmol/gdw之间;不控制pH时,整个生长过程中消耗最多的氨基酸分别为Ser、Gly、Glu和Ala,均高于1300μmol/gdw,消耗最少的氨基酸分别是His、Tyr、Ile和Lys,均在300~400μmol/gdw之间。说明控制pH和不控制pH培养可显著影响Lactobacillu plantarum KDFR27对氨基酸的选择性消耗。控制pH和不控制pH培养Lactobacillus plantarum KDFR27,除Pro外其余氨基酸在不控制pH时的总需求量均高于控制pH时的总需求量,尤其是Ala,不控制发酵pH时的总需求量是控制发酵pH时的8.82倍,说明不控制pH培养Lactobacillus plantarum KDFR27时,其对氨基酸的总需求量较高,且对Ala影响显著。除Ala外,两种发酵条件下Lactobacillus plantarum KDFR27对Glu、Asp和Gly的总需求量都较大,均高于150μmol/gdw;对Pro、Tyr和His的总需求量都最小,在25~65μmol/gdw之间。控制pH和不控制pH培养Lactobacillus plantarum KDFR27的氨基酸总消耗量分别超过氨基酸总需求量的约8和4倍,说明在不控制pH培养Lactobacillus plantarum KDFR27时氨基酸的有效利用率更高。