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细菌纤维素(bacterial cellulose,BC)因独特的理化性质,广泛应用于食品、化工、医疗等行业,但其产量低、副产物多、生产成本高。为了提高BC产率,在培养过程中加入一定量的乙醇。通过考察纤维素产生菌株对乙醇的敏感性、乙醇对其生长代谢的影响以及主要代谢途径中关键酶活性,从代谢层面上对乙醇促进菌株产BC进行全面分析,研究其作用机理和调控规律。基于这一理论基础和国内生产状况,通过研究酵母菌与纤维素产生菌株共培养对产BC的影响,试探乙醇对其产BC的作用在工业生产中的应用,为增加BC产量实现规模化生产奠定理论基础。主要结果如下:(1)发现纤维素产生菌对乙醇的敏感性与菌种特性有关。表现为12株菌(8个种)对乙醇敏感性和耐受性不同,在不同浓度乙醇作用下产BC的量有差异。其中,3 株Komagataeibacter sp.(Y15、WE1、Y2)产 BC 均无明显区别,而 3株K nataicola(Y19、JMG1536、D6)均有显著差异。KnataicolaY19对乙醇最敏感,对乙醇的耐受范围是0-4%,当乙醇为1%(v/v)时,产BC的量最高,为7.117g/L,约是对照组9.3倍。(2)研究乙醇对中间代谢途径的影响,发现乙醇可以通过促进产能来提高BC产量。乙醇氧化成乙酸进入细胞,然后对其生长代谢进行调控;通过形成大量的ATP抑制G6PDH的活性,致HMP途径弱化,活跃EMP途径产能和BC合成途径;同时可增加PK、PEPC和PDH活性,促使PEP转化OAA直接进入TCA产能;导致丙酮酸的积累增加,而绕开其它循环途径,减少了副产物的形成;PDH活性增加促使乙酸转化为AcCoA,进入TCA循环,致使生物量增加,产BC的量增多。乙醇还可通过减少葡萄糖酸、甘油等副产物形成提高BC产量。减少碳源流入葡萄糖酸形成途径,而增加底物有效利用率,从而降低葡萄糖酸积累;促进碳源流入EMP途径和形成BC途径,减少流入HMP途径通量,促使甘油积累减少并提高BC产量;使PYR转化成OAA途径的通量增加,使AC进入TCA循环通量减少,并减少流入其它耗能途径的通量;乙醇还可以促使甘油等产物进入糖异生途径提供碳源。(3)发现酵母菌与纤维素产生菌株共培养是可行的,且能促进BC合成,但不影响微观结构。pH 值为 4 时,Saaccharomyces cerevisiae DV10、S.cerevisiae D254、&cerevisiae EC1118与K nataicola Y19以10-3:1接种,于30℃培养7天,BC产量均达到最大,分别为 6.12 g/L、6.68 g/L、6.08g/L。而 Metschnikowiaagaves P3-3(10-1:1、6、28℃)、Candida tropicalisP3-4(10-4:1、4、29℃)、Meyerozymasp.4-17B(10-4:1、6、30℃)、S.bayanusBV818(10-4:1、4、29℃)与其共培养,BC 产量最大分别可达 3.18g/L、5.93g/L、6.35g/L、6.60g/L,比对照增加了 1.8、4.3、4.6、4.8 倍。由此还发现,其促进作用与酵母菌种特性有一定的相关性。