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乳酸菌(Lactic acid bacteria, LAB)是一类长期应用于食品发酵、生物医药工业且被公认为安全的食品级微生物。然而大多数乳酸菌都被认为是厌氧菌或兼性厌氧菌,它们对氧气的敏感性以及在有氧环境下较低的存活率,限制了它们益生功能的发挥。导致乳酸菌生存能力低下的众多原因中,氧气的毒性作用被认为是一个非常重要的因素。本文研究的马奶酒样乳杆菌ZW3(Lactobacillus kefiranofaciens ZW3)对氧非常敏感,因此本论文研究了氧对马奶酒样乳杆菌ZW3代谢和生物化学特性的影响,并且初步阐明了该菌氧化应激反应机理,为该菌的培养及发酵研究奠定了理论基础。本实验基于马奶酒样乳杆菌ZW3全基因组序列,利用生物信息学方法,分析了该菌与有氧呼吸代谢相关的基因,发现其具备进行有氧呼吸所需的部分遗传元件：cydA、cydB和noxB基因,但是缺乏合成血红素(hem)和醌类化合物(men A/B/C/D/E/F/H)的基因,所以该菌在自然条件下不能进行有氧呼吸代谢。本实验研究了氧对马奶酒样乳杆菌ZW3代谢和生物化学特性的影响和其氧化应激反应机制,测定了在有氧和厌氧条件下的生长曲线,结果表明尽管该菌不具备完整的有氧呼吸链,但在有氧的条件下仍然能够获得一定的生长；测定了在厌氧和不同浓度氧气条件下培养基中H202的积累情况,表明有氧条件下H202可能是抑制该菌生长的主要物质；同时还测定了氧对该菌发酵产物中乳酸和乙酸代谢流的影响,结果表明有氧代谢使发酵产物中的乳酸产量下降,乙酸产量上升；测定了该菌超氧化物歧化酶(SOD), NADH氧化酶和NADH过氧化物酶的活性,结果表明该菌SOD活性很低,并且在厌氧条件下和不同氧浓度条件下该酶的活性差异不大。NADH氧化酶和NADH过氧化酶的活性随着菌株生长环境中氧气浓度的提高逐渐升高。本实验以能够在有氧条件下良好生长的植物乳杆菌299为参照,测定了其超氧化物歧化酶(SOD)的活性,厌氧和有氧培养条件下培养基中H202的积累情况以及该菌NADH氧化酶和NADH过氧化酶的活性,结果显示,该菌在有氧条件下培养物中并无H202的积累,该菌SOD活性与马奶酒样乳杆菌ZW3SOD活性差别不大,然而其NADH氧化酶和NADH过氧化酶活性明显高于马奶酒样乳杆菌ZW3,并且这两种酶的活性随着通气量的增加明显升高。因此我们推断：NADH氧化酶和NADH过氧化酶在马奶酒样乳杆菌ZW3氧化应激反应过程中发挥了关键作用。