乳酸乳球菌属于耐氧性厌氧菌,是乳酸菌中极具经济价值和研究价值的一种食品级微生物。已有研究表明,当在有外源血红素添加的情况下,乳酸乳球菌是可进行有氧呼吸的。有氧呼吸有利于提高乳酸乳球菌的生物量以及对氧胁迫等环境胁迫的抗性,这些特性有利于提高乳酸乳球菌的应用价值。前期研究发现,在乳酸乳球菌NZ9000中导入一个含有编码外源谷氨酰胺转氨酶基因的表达型质粒,可以显著提高重组菌乳酸乳球菌NZ9000(pFL010)在振荡条件下的生长速率和胞内pH值,该现象与文献所报道的乳酸乳球菌的有氧呼吸十分相似。谷氨酰胺转氨酶是一种催化酰基转移反应的转移酶,发生催化的反应会生成NH3。因此,推测重组菌乳酸乳球菌NZ9000(pFL010)胞内pH的提高可能有助于促进其有氧呼吸。本研究以重组菌乳酸乳球菌NZ9000(pFL010)菌株和其对照菌乳酸乳球菌NZ9000(pNZ8148)菌株为研究对象,研究提高发酵液pH对促进乳酸乳球菌有氧呼吸方面的作用。主要研究结果如下:1.通过优化提取全蛋白样品方法、胶条的pH值、SDS-PAGE胶的浓度以及等电聚焦条件,建立了乳酸乳球菌NZ9000(pFL010)菌体全蛋白的双向电泳体系为液氮研磨法提取菌体全蛋白、pH值为4-7的胶条、SDS-PAGE凝胶浓度12.5%、等电聚焦总伏特小时数8000Vh。2.利用差异蛋白质组学技术,对不同溶氧条件下培养所得的重组菌乳酸乳球菌NZ9000(pFL010)菌体全蛋白进行双向电泳分析,结果发现不同溶氧条件下重组菌乳酸乳球菌NZ9000(pFL010)胞内蛋白质组发生了明显的变化。在所有鉴定到的差异表达蛋白点中,有5个蛋白在生物学过程聚类分类中被归入细胞呼吸过程,分别是琥珀酸脱氢酶、硫氧还原蛋白还原酶、黄素氧化还原蛋白、富马酸脱氢酶和NADH脱氢酶。3.通过测定重组菌乳酸乳球菌NZ9000(pFL010)以及不同条件下培养的对照菌乳酸乳球菌NZ9000(pNZ8148)胞内琥珀酸脱氢酶酶活,结果发现较高的胞内pH值条件有利于乳酸乳球菌NZ9000菌株琥珀酸脱氢酶基因的表达和酶活性。4.为验证提高发酵液pH值可以促进乳酸乳球菌NZ9000(pNZ8148)菌株进行有氧呼吸,测定了几种不同培养条件下乳酸乳球菌NZ9000(pNZ8148)菌株生物量、溶氧、残糖和发酵液pH等发酵参数的变化曲线。结果表明在控制发酵液pH恒定为6.5且通气的条件下,乳酸乳球菌NZ9000(pNZ8148)菌株耗氧曲线与外加血红素且通气条件下的基本一致,且产能效率高于依靠发酵产能的细胞。5.血红素测定实验结果表明,在控制发酵液pH恒定为6.5且通气条件下培养2 h和4 h时的乳酸乳球菌NZ9000(pNZ8148)细胞胞内血红素含量分别为5.60±0.18μg/mg蛋白和8.66±0.23μg/mg蛋白,而仅通气条件下的细胞内未测出血红素。并且,在控制发酵液pH恒定为6.5且通气条件下培养2 h和4 h时的细胞胞内ATP含量分别是仅通气条件下的6.24倍和4.97倍。6.实验发现2,4-二硝酸苯酚对控制发酵液pH恒定为6.5且通气条件下培养的和发酵液pH恒定为6.5且不通气条件下的乳酸乳球菌NZ9000(pNZ8148)生长均产生明显抑制,但前者受抑制程度要明显低于后者,因为前者的最高生物量是对照(未添加2,4-二硝酸苯酚)的58.2%,而后者的最高生物量是对照的32.6%。7.通过测定重组菌乳酸乳球菌NZ9000(pFL010)以及不同培养条件下的对照菌乳酸乳球菌NZ9000(pFL010)胞内过氧化氢酶活性,结果发现,乳酸乳球菌NZ9000菌株胞内存在过氧化氢酶活性,该酶活性对环境pH不敏感,且在不添加血红素时无活性。8.对控制发酵液pH恒定为6.5且通气条件下培养的和发酵液pH恒定为6.5且不通气条件下的乳酸乳球菌NZ9000(pNZ8148)进行低温胁迫和酸胁迫,结果发现,前者低温胁迫第5 d、第10 d和第15 d的存活率分别比后者提高了9%、11%和15%;在pH 4.0的盐酸溶液中胁迫2 h,前者的存活率比后者提高了29.6%。