葡萄糖铵培养基的应用

背景^[1-3]

葡萄糖铵培养基用于鉴别细菌利用铵盐作为唯一氮源并分解葡萄糖的试验。

原理：氯化钠维持均衡的渗透压；硫酸镁提供生长必须的微量元素；磷酸氢二钾是缓冲剂；能利用磷酸二氢铵作为唯一氮源且不需要尼克酸和氨基酸作为生长因子的微生物分解葡萄糖使培养基变酸性；溴麝香草酚兰是指示剂，产酸时培养基由绿色变为黄色；琼脂是培养基的凝固剂。

葡萄糖铵培养基

使用方法：

1、称取本品24.3g，加入蒸馏水或去离子水1 L，搅拌加热煮沸至完全溶解，分装试管，121℃高压灭菌15min，放成斜面。

2、用接种针轻轻触及培养物的表面，在盐水管内做成极稀的悬液，肉眼观察不见混浊，以每一接种环内含菌数在20—100之间为宜。将接种环灭菌后挑取菌液接种，同时再以同法接种普通斜面一支作为对照。于36±1℃培养24h。

3、观察结果：阳性葡萄糖铵斜面上有正常大小的菌落生长，阴性者不生长，但在对照培养基上生长良好。如在葡萄糖铵生长极微小的菌落可视为阴性结果。

质量控制：

下列菌株接种本培养基后，于36±1℃培养24h，结果如下：

大肠埃希氏菌ATCC25922培养基变黄色

枯草芽孢杆菌CMCC(B)63501不生长培养基颜色不变

应用^[4][5]

用于鲁氏接合酵母产葡萄糖醛酸发酵条件优化研究

从红茶菌（Kombucha）中分离得到一株具有产葡萄糖醛酸能力的鲁氏接合酵母（Zygosaccharomyces rouxii）ZSR2,通过发酵条件优化显著提高了其产葡萄糖醛酸的水平,为微生物发酵法生产葡萄糖醛酸的工业化进程奠定了一定基础。

主要研究结果如下:（1）产葡萄糖醛酸菌株的筛选。通过考察葡萄糖醛酸合成途径关键酶活性,从红茶菌和本研究室菌种库中获得了7株肌醇加氧酶（myo-inositol oxygenase,MIOX）活力较高的菌株:包括三株蜡样芽孢杆菌H3、H4和H7、鲁氏接合酵母ZSR2和ZQ01、假丝酵母Y3和米曲霉NRRL3448。经验证,鲁氏接合酵母ZSR2产葡萄糖醛酸能力最强(1.13g·L-1),因此选择它作为生产菌株用于后续发酵优化的研究。

（2）鲁氏接合酵母ZSR2产葡萄糖醛酸发酵条件单因素考察和响应面发酵优化。通过单因素优化确定了鲁氏接合酵母ZSR2产葡萄糖醛酸的发酵条件为:发酵培养基含有80 g·L-1蔗糖、30 g·L-1大豆蛋白胨,培养基初始pH 5.0,种龄9 h,接种量为3%。在此条件下,鲁氏接合酵母ZSR2产葡萄糖醛酸水平提高到14.68 g·L-1,是优化前的3.8倍。利用响应面法揭示了两个极其显著因素（大豆蛋白胨浓度和发酵培养基初始pH）对葡萄糖醛酸产量的交互作用。采用预测的条件(大豆蛋白胨34.1 g·L-1,培养基初始pH为4.94)进行试验,鲁氏接合酵母ZSR2产葡萄糖醛酸产量提高到15.62 g·L-1。

（3）提高鲁氏接合酵母ZSR2产葡萄糖醛酸产量的其它优化策略。本研究证实,在培养基中添加红茶粉或其功能性物质绿原酸和茶皂素,添加提高MIOX酶活物质等策略,均可促进ZSR2产酸。其中在培养基中添加3%红茶粉,葡萄糖醛酸产量达到18.06g·L-1;添加2 mmol·L-1亚铁离子和L-半胱氨酸,葡萄糖醛酸产量分别提高到19.32 g·L-1和20.68 g·L-1。此外,在发酵后期补加氮源有利于促进产酸。在发酵第14 h补加单一无机氮源柠檬酸铵,鲁氏接合酵母ZSR2产葡萄糖醛酸量提高到22.36 g·L-1,是补料前的1.5倍。

（4）鲁氏接合酵母ZSR2产葡萄糖醛酸发酵优化策略的3 L发酵罐发酵验证。通过组合在发酵过程中添加提高MIOX酶活物质和补加氮源等提高鲁氏接合酵母ZSR2产葡萄糖醛酸量的策略,在摇瓶水平葡萄糖醛酸产量提高到26.79 g·L-1。在3 L发酵罐采用此优化策略,发酵20 h鲁氏接合酵母ZSR2产葡萄糖醛酸产量达到最高,为35.26 g·L-1。

参考文献

[1]Different temperatures select distinctive acetic acid bacteria species and promotes organic acids production during Kombucha tea fermentation[J].Francesca De Filippis,Antonio Dario Troise,Paola Vitaglione,Danilo Ercolini.Food Microbiology.2018

[2]Synthesis of glucuronic acid derivatives via the efficient and selective removal of a C6 methyl group[J].Zhuang Hou,Yang Liu,Xin-xin Zhang,Xiao-wei Chang,Mao-sheng Cheng,Chun Guo.Tetrahedron Letters.2017(5)

[3]Lactic acid bacteria:promising supplements for enhancing the biological activities of kombucha[J].Nguyen Khoi Nguyen,Ngan Thi Ngoc Dong,Huong Thuy Nguyen,Phu Hong Le.SpringerPlus.2015(1)

[4]Adaptive response and tolerance to sugar and salt stress in the food yeast Zygosaccharomyces rouxii[J].Tikam Chand Dakal,Lisa Solieri,Paolo Giudici.International Journal of Food Microbiology.2014

[5]李益烽.鲁氏接合酵母产葡萄糖醛酸发酵条件优化[D].江南大学,2019.