【摘 要】
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川芎嗪（即2,3,5,6-四甲基吡嗪）对人的心脑血管健康有良好的保健功能。凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）是一种可以产生芽孢的益生菌,其芽孢耐热性好、可耐受胃酸和胆汁。在本研究之前,未见有采用益生菌生产川芎嗪的相关研究报道。本论文的主要研究内容有:（1）本研究发现凝结芽孢杆菌可以产生川芎嗪的前体乙偶姻（即3-羟基-2-丁酮）,但由于目前利用乙偶姻合成川芎嗪的方法都需要较高的反应
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川芎嗪（即2,3,5,6-四甲基吡嗪）对人的心脑血管健康有良好的保健功能。凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）是一种可以产生芽孢的益生菌,其芽孢耐热性好、可耐受胃酸和胆汁。在本研究之前,未见有采用益生菌生产川芎嗪的相关研究报道。本论文的主要研究内容有:（1）本研究发现凝结芽孢杆菌可以产生川芎嗪的前体乙偶姻（即3-羟基-2-丁酮）,但由于目前利用乙偶姻合成川芎嗪的方法都需要较高的反应温度,如何保留益生菌数量成为其中一个关键问题。试验研究了凝结芽孢杆菌CICC 20138的最适生长条件及芽孢富集的方法,得出其最佳生长条件为添加30 g/L可食用酵母膏,最佳促孢温度为60℃,并加入1 g/L碳酸钙。（2）为了提高乙偶姻的产量,重点对凝结芽孢杆菌CICC 20138的培养条件和培养基进行了优化,实验发现该菌株产生乙偶姻的最佳发酵条件为:45℃、初始培养p H为8.0、10%装液量、30 g/L酵母膏、60 g/L葡萄糖。（3）在此基础上,提出了采用凝结芽孢杆菌利用可食用材料高效产生川芎嗪且保留大量益生菌芽孢的三步控温反应工艺:第一步,在45℃及最佳培养条件下进行乙偶姻的发酵合成,可在第36 h时达到乙偶姻的最高产量12.61±0.34 g/L。第二步,提高温度到60℃、添加碳酸钙,使营养细胞转化为芽孢,并添加磷酸氢二铵开始转化合成川芎嗪。第三步,温度提高到75℃加快川芎嗪的合成速率,在46 h川芎嗪的浓度达到2.54±0.26 g/L,芽孢数量达到8.81×10~8 CFU/m L。（4）最后,对菌株CICC 20138进行了全基因组测序,并做了比较基因组学的相关研究,绘制了基于全基因组数据的树图及韦恩图。通过对菌株CICC 20138的乙偶姻合成基因簇的分析,发现其与其他一些能够高效产生乙偶姻的芽孢杆菌属具有相同的乙偶姻合成基因簇排列,侧面说明该菌株具有高产乙偶姻的潜力。本研究首次报道采用益生菌产川芎嗪的方法,川芎嗪产物浓度较高、货架期长,且使用可食用材料进行发酵,为益生菌及川芎嗪生产相关研究提供借鉴。
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