全 文 ：第 １２卷第 ５期
２０１４年 ９月
生　 物　 加　 工　 过　 程
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ􀆰 １２ Ｎｏ􀆰 ５
Ｓｅｐ􀆰 ２０１４
ｄｏｉ：１０􀆰 ３９６９ ／ ｊ􀆰 ｉｓｓｎ􀆰 １６７２－３６７８􀆰 ２０１４􀆰 ０５􀆰 ００５
收稿日期：２０１３－０４－２３
基金项目：国家重点基础研究发展计划（９７３计划）（２０１１ＣＢ７０７４００）；江苏省高校优势学科建设工程资助项目
作者简介：吴利娟（１９８７—），女，安徽安庆人，硕士研究生，研究方向：应用微生物；吴　 斌（联系人），副教授，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗｂｗｂ１１＠ １６３􀆰 ｃｏｍ
木质纤维素酸解副产物对 Ｄ 乳酸生产菌
Ｓｐｏｒｏｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ􀆰 Ｙ２ ８生长及发酵的影响
吴利娟，　 吴　 斌，　 何冰芳
（南京工业大学 生物与制药工程学院，南京 ２１１８００）
摘　 要：选择乙酸根、糠醛、５ 羟甲基糠醛、苯酚、香草酸和丁香醛等 ６种典型木质纤维素酸解副产物，考察它们对
Ｄ 乳酸生产菌 Ｓｐｏｒｏｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ􀆰 Ｙ２ ８生长及发酵的影响。 实验结果表明：酚类物质抑制作用最强烈，０􀆰 ２５ ｇ ／ Ｌ
丁香醛已经完全抑制了菌体的生长和 Ｄ 乳酸的发酵；苯酚和香草酸在低浓度（≤１􀆰 ０ ｇ ／ Ｌ）时抑制作用较小，但质
量浓度达到 ３ ｇ ／ Ｌ时对 Ｄ 乳酸产量的抑制率分别为 ９９％和 ７０％；３ ｇ ／ Ｌ糠醛和 ５ 羟甲基糠醛对产物的抑制率分
别为 ６０％与 ２０％，抑制作用小于酚类；乙酸根的影响最小，１０ ｇ ／ Ｌ的乙酸钠对菌体的生长和发酵几乎无抑制作用；
当抑制物混合时，存在着相互促进作用，抑制作用更强烈。
关键词：木质纤维素；酸解；副产物；Ｓｐｏｒｏｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ
中图分类号：Ｑ８１５　 　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 　 文章编号：１６７２－３６７８（２０１４）０５－００２９－０５
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｂｙｐｒｏｄｕｃｔｓ ｆｒｏｍ ａｃｉｄ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｌｉｇｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｏｎ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ
ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｐｏｒｏｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ􀆰 ｓｐ Ｙ２⁃８
ＷＵ Ｌｉｊｕａｎ，ＷＵ Ｂｉｎ，ＨＥ Ｂｉｎｇｆａｎｇ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｔｅｃｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１１８００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｅｖｅｒａｌ ｂｙｐｒｏｄｕｃｔｓ ｆｒｏｍ ａｃｉｄ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｌｉｇｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｏｄｉｕｍ ａｃｅｔａｔｅ，ｆｕｒｆｕｒａｌ，５⁃
ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ ｆｕｒｆｕｒａｌ，ｐｈｅｎｏｌ，ｖａｎｉｌｌｉｃ ａｃｉｄ ａｎｄ ｓｙｒｉｎｇａｌｄｅｈｙｄｅ，ｗｅｒｅ ａｄｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅｉｒ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｐｏｒｏｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ． ｓｐ Ｙ２⁃８．
Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｎ ｗａｓ ｓｔｒｏｎｇｌｙ ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ ｂｙ ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ：ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄ⁃
ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｗｅｒｅ ａｌｍｏｓｔ ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ ｗｈｅｎ ０􀆰 ２５ ｇ ／ Ｌ ｓｙｒｉｎｇａｌｄｅｈｙｄｅ ｗａｓ ａｄｄｅｄ． Ｔｈｅ Ｄ⁃ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ
ｒａｔｅ ｗａｓ ９９％ ａｎｄ ７０％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｗｈｅｎ ３ ｇ ／ Ｌ ｐｈｅｎｏｌ ａｎｄ ｖａｎｉｌｌｉｃ ａｃｉｄ ｅｘｉｓｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ． Ｆｕｒｆｕｒａｌ
ａｎｄ ５⁃ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ ｆｕｒｆｕｒａｌ ｂｏｔｈ ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ ｎｏｔ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ａｔ ｌｏｗ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ， ｂｕｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅｉｒ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｒｅａｃｈｅｄ ３ ｇ ／ Ｌ，ｔｈｅ Ｄ⁃ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｗａｓ ６０％ ａｎｄ ２０％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｓｏｄｉｕｍ
ａｃｅｔａｔｅ ｈａｄ ｔｈｅ ｗｅａｋｅｓｔ ｅｆｆｅｃｔ， ｗｈｅｎ １０ ｇ ／ Ｌ ｓｏｄｉｕｍ ａｃｅｔａｔｅ ｅｘｉｓｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ， ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ
ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｎ ｗｅｒｅ ａｌｍｏｓｔ ｃｏｎｓｔａｎｔ． Ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｗｈｅｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｍｉｘｅｄ ｔｏｇｅｔｈｅｒ􀆰
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｉｇｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ； ａｃｉｄ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ； ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ； Ｓｐｏｒｏｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ
　 　 Ｄ 乳酸不仅是多种手性物质的合成前体，而且
在提高聚乳酸材料的热稳定性方面具有重要作
用［１］。 目前，主要以葡萄糖为 Ｃ 源利用微生物发酵
制备 Ｄ 乳酸：Ｂｕｓｔｏｓ等［２］以 １００ ｇ ／ Ｌ 葡萄糖作为 Ｃ
源利用 Ｌ􀆰 ｃｏｒｙｎｉｆｏｒｍｉｓ ＡＴＣＣ２５６００ 发酵产 Ｄ 乳酸，
发酵 ９６ ｈ后， Ｄ 乳酸产量为 ５８􀆰 ９ ｇ ／ Ｌ；笔者所在实
验室的许婷婷［３］在 Ｓｐｏｒｏｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ􀆰 ９０ｓ １的发
酵培养基中添加 １５０ ｇ ／ Ｌ葡萄糖生产 Ｄ 乳酸，发酵
１４２ ｈ后，Ｄ 乳酸产量为 １３０ ｇ ／ Ｌ。 木质纤维素价格
低廉且来源广泛，若以木质纤维素类原料代替葡萄
糖作为 Ｃ源发酵生产 Ｄ 乳酸，对于降低 Ｄ 乳酸的
生产成本具有重要意义。
木质纤维素类原料必须经过预处理、酶解形
成简单的单糖后才能被微生物利用。 预处理过
程有物理法（机械粉碎、高温热解） ，物理化学法
（蒸汽爆破、氨纤维爆裂和 ＣＯ２ 爆裂）和化学法
（稀酸水解或碱水解法等） ［４］ ，其中，稀酸水解是
被公认的经济可行的预处理方法 ［５－６］ 。 但是在稀
酸水解过程中还会产生一些潜在的发酵抑制因
子，如弱酸（乙酸和甲酸等） 、醛类（糠醛和 ５ 羟
甲基糠醛）以及酚类（对羟基、愈创基和丁香基化
合物）等 ［７］ 。 对草本植物来源的木质纤维素水解
液中副产物成分调查分析后发现 ［４］ ：乙酸的质量
浓度可达 １０ ｇ ／ Ｌ，醛类和酚类浓度一般在 ３ ｇ ／ Ｌ
范围内。 不同微生物对抑制物的耐受性差异很
大，典型的发酵抑制物对乙醇和丁醇产生菌的影
响已经有较为系统的研究，如 Ｅｚｅｊｉ 等 ［８］研究了
８􀆰 ９ ｇ ／ Ｌ 乙酸钠、０􀆰 ３ ～ ３ ｇ ／ Ｌ 糠醛、５ 羟甲基糠
醛、苯酚和丁香醛等抑制物对丙酮丁醇梭菌丁醇
发酵的影响；Ｇｕｏ 等 ［９］也考察了 Ｃ􀆰 ｂｅｉｊｅｒｉｎｃｋｉｉ ＩＢ４
对香草酸、丁香醛和香草醛等 ６ 种酚类物质的耐
受性。
而相关抑制物对于 Ｄ 乳酸发酵的影响还未见
报道，因此笔者根据水解液中所含抑制物的情况选
择了乙酸根、糠醛、５ 羟甲基糠醛、苯酚、丁香醛和
香草酸 ６种不同浓度的典型抑制物，考察它们对芽
孢乳杆菌菌株 Ｙ２ ８ 生长和发酵的影响，以期为今
后筛选高抗逆性的芽孢乳杆菌菌株，低劣生物质酸
水解液是否需要脱毒及脱毒方法的选择提供一定
的理论依据。
１　 材料与方法
１􀆰 １　 菌种以及培养基
１􀆰 １􀆰 １　 菌株
芽孢乳杆菌 Ｓｐｏｒｏｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ􀆰 Ｙ２ ８（ＣＣＴＣＣ
Ｎｏ：Ｍ ２０８０５２），由笔者所在实验室诱变筛选得到。
１􀆰 １􀆰 ２　 培养基组成及培养方法
平板培养基（１ Ｌ）：葡萄糖 ２０ ｇ、酵母膏 ２ ｇ、蛋
白胨 ２ ｇ、ＫＨ２ＰＯ４ １ ｇ、ＣＨ３ＣＯＯＮａ ２ ｇ、ＭｇＳＯ４ ０􀆰 ２ ｇ、
琼脂粉 ２０ ｇ、玉米浆 ２ ｍＬ；ｐＨ ７􀆰 ０。
种子液（１ Ｌ）：葡萄糖 ２０ ｇ、酵母膏 ２ ｇ、蛋白胨 ２
ｇ、ＭｇＳＯ４ ０􀆰 ２ ｇ、麸皮 ２ ｇ、ＣａＣＯ３ １４ ｇ、玉米浆 ２ ｍＬ；
ｐＨ ７􀆰 ０。
发酵培养基（１ Ｌ）：葡萄糖 １５０ ｇ、酵母膏 ５ ｇ、
ＭｇＳＯ４ ０􀆰 ５ ｇ、麸皮 １５ ｇ、ＣａＣＯ３ ９０ ｇ、玉米浆 １５ ｍＬ；
ｐＨ ７􀆰 ０。
培养方法：菌种于固体培养基上厌氧培养，将
转接生长约 ２４ ｈ的菌种接入种子培养基，摇床转速
１５０ ｒ ／ ｍｉｎ，石蜡液封，３７ ℃培养 １４～１６ ｈ；再以 １０％
的接种量接入发酵培养基，石蜡液封，以同样的转
速和温度进行摇瓶发酵。
１􀆰 ２　 分析方法
１􀆰 ２􀆰 １　 菌体浓度的测定
收集发酵液后静置 ５ ｍｉｎ，小心吸取上清液，经
过适当稀释后检测 ６００ ｎｍ处吸光值，再乘以稀释倍
数得到总 ＯＤ６００。
１􀆰 ２􀆰 ２　 发酵液中 Ｄ 乳酸的定量分析
采用高效液相色谱进行分析，以柠檬酸作为内
标物， Ｃｈｒｏｍａｓｉｌ Ｃ１８（Ａｌｌｔｅｃｋ）色谱柱，流动相为 ５０
ｍｍｏｌ ／ Ｌ ＫＨ２ ＰＯ４溶液（ ｐＨ ２􀆰 ５ ～ ３􀆰 ０），流速为 ０􀆰 ５
ｍＬ ／ ｍｉｎ，柱温为 ３０ ℃，检测波长 ２２０ ｎｍ，样品经过
流动相适当稀释后，２０ μＬ进样。
１􀆰 ３　 典型抑制因子对芽孢乳杆菌菌株 Ｙ２ ８ 生产
及发酵的影响
１􀆰 ３􀆰 １　 添加单独的抑制物对生长及发酵影响
本实验在芽孢乳杆菌发酵液培养基中分别添
加以下 ６ 种抑制物：乙酸钠、糠醛、５ 羟甲基糠醛、
苯酚、香草酸和丁香醛，考察这些抑制物对菌株
Ｙ２ ８生长及发酵的影响。 参照文献［８］，发酵液培
养基中添加 １０ ｇ ／ Ｌ乙酸钠，其他 ５ 种化合物的添加
０３ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １２卷　
量为 ０～３ ｇ ／ Ｌ，分别测定发酵 １４２ ｈ后菌体的浓度和
Ｄ 乳酸产量。
１􀆰 ３􀆰 ２　 添加混合抑制物的影响
在发酵培养基中同时添加 ２ 或 ４ 种抑制物质，
分别测定发酵 １４２ ｈ后菌体的浓度和 Ｄ 乳酸产量，
分析抑制物对菌体生长和产物发酵的影响程度。
２　 结果与讨论
２􀆰 １　 乙酸根对菌株 Ｙ２ ８生长和发酵的影响
乙酸是由半纤维素在稀酸水解过程中去乙酰
化形成，是水解液中常见的弱酸之一。 为了考察乙
酸根对菌株 Ｙ２ ８的影响，在发酵培养基中添加了
１０ ｇ ／ Ｌ乙酸钠，与未添加的对照相比，结果见图 １。
图 １　 乙酸钠对芽孢乳杆菌 Ｙ２ ８生长及
Ｄ 乳酸产量的影响
Ｆｉｇ􀆰 １　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ ａｃｅｔａｔｅ ｏｎ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｓｔｒａｉｎ Ｙ２⁃８
ａｎｄ Ｄ⁃Ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ
　 　 由图 １可知：１０ ｇ ／ Ｌ乙酸钠对菌株 Ｙ２ ８ 的生
长和发酵的影响不明显。 Ｃａｏ 等［１０］的研究发现，１０
ｇ ／ Ｌ乙酸钠对 Ｔ􀆰 ｔｈｅｒｍｏｓａｃｃｈａｒｏｌｙｔｉｃｕｍ Ｗ１６的生长和
Ｈ２产量没有影响；而 Ｅｚｅｊｉ等［８］在 Ｃ􀆰 ｂｅｉｊｅｒｉｎｃｋｉｉ ＢＡ１０１
的丁醇发酵过程中添加 ８􀆰 ９ ｇ ／ Ｌ 乙酸钠，发酵 ４８ ｈ
后细胞浓度时比未添加的提高了 ０􀆰 １１ ｇ ／ Ｌ。 本结果
表明乙酸钠对于菌株 Ｙ２ ８的 Ｄ 乳酸发酵没有明
显抑制作用，这说明菌株可以利用乙酸［５］。
２􀆰 ２　 糠醛和 ５ 羟甲基糠醛对菌株 Ｙ２ ８生长及发
酵的影响
　 　 木质纤维素主要降解产物为木糖和葡萄糖，它
们进一步脱水，分别形成糠醛和 ５ 羟甲基糠醛。 其
中，醛类在水解液中含量较大，因此选择了 ０、０􀆰 ５、
１􀆰 ０、１􀆰 ５、２􀆰 ０、２􀆰 ５和 ３􀆰 ０ ｇ ／ Ｌ 共 ７ 种质量浓度以研
究糠醛和 ５ 羟甲基糠醛，考察它们对菌株 Ｙ２ ８生
长和发酵的影响，结果如图 ２所示。
由图 ２可知：随着糠醛和 ５ 羟甲基糠醛浓度的
增加，抑制作用逐渐增大；当两者质量浓度达到 ３
ｇ ／ Ｌ时，对菌体生长的抑制率分别为 ５０％和 ２５％，对
Ｄ 乳酸产量的抑制率分别为 ６０％和 ２０％。 Ｃａｏ
等［１０］报道了 ２􀆰 ９ ｇ ／ Ｌ 糠醛和 ３􀆰 ８ ｇ ／ Ｌ ５ 羟甲基糠
醛对乙醇产生菌 Ｅ􀆰 ｃｏｌｉ ＬＹ０１ 生长的抑制率都为
５０％。 Ｔｏｂｉａｓ等［１１］对糠醛和 ５ 羟甲基糠醛的抑制
机制进行了研究，发现糠醛和 ５ 羟甲基糠醛能直接
抑制糖酵解途径及产物生成途径关键酶的酶活，糠
醛还能引起细胞膜的破坏、活性氧的积累等［１２］。 本
实验结果说明：醛类对于菌株 Ｙ２ ８ 也存在着抑制
作用，且糠醛的抑制作用大于 ５ 羟甲基糠醛，因此
为了减少发酵过程的毒害作用，需要降低醛类特别
是糠醛的含量。
图 ２　 不同质量浓度的糠醛与 ５ 羟甲基糠醛对菌体生长和 Ｄ 乳酸产量的影响
Ｆｉｇ􀆰 ２　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｆｕｒｆｕｒａｌ ａｎｄ ５⁃ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ ｆｕｒｆｕｒａｌ
ｏｎ ｓｔｒａｉｎ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ Ｄ⁃ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ
１３　 第 ５期 吴利娟等：木质纤维素酸解副产物对 Ｄ 乳酸生产菌 Ｓｐｏｒｏｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ􀆰 Ｙ２ ８生长及发酵的影响
２􀆰 ３　 酚类对菌株 Ｙ２ ８生长及发酵的影响
酚类物质含量复杂，笔者以苯酚、丁香醛和香
草酸 ３种酚类抑制物作为添加物质，探讨了其对发
酵过程的影响结果见图 ３。
由图 ３ 可知，丁香醛对 Ｙ２ ８ 的影响程度最
大，０􀆰 ２５ ｇ ／ Ｌ 时已经严重抑制了菌体生长。 当苯
酚和香草酸的浓度小于 １􀆰 ０ ｇ ／ Ｌ 时，对菌体的生
长和 Ｄ 乳酸产量抑制程度较低；但是当两者浓
度都达到 ３ ｇ ／ Ｌ 时，菌体的生长和 Ｄ 乳酸的产量
均严重下降；Ｚａｌｄｉｖａｒ［１３］等发现 ０􀆰 １７７ ｇ ／ Ｌ 的丁
香醛对 Ｂ􀆰 ｌｉｑｕｅｎｉｆｏｒｍｉｓ 和 Ｍ􀆰 ｌｕｔｅｕｓ 生长的抑制率
都为 １００％；Ｃｕｏ［９］等在培养基中添加 １􀆰 ０ ｇ ／ Ｌ 的
丁香醛时，发现对 Ｔ􀆰 ｔｈｅｒｍｏｓａｃｃｈａｒｏｌｙｔｉｃｕｍ Ｗ１６
的生长和 Ｈ２产量的抑制率分别为 ５１􀆰 ４％ 和
５４􀆰 ３％。 酚类物质主要来源于木质素，此类物质
对菌体发酵抑制作用强烈，因此为了实现水解液
的利用，必须要降低酚类物质的浓度或者筛选出
高抗逆性的菌株。
图 ３　 培养基中添加 ０～ ３ｇ ／ Ｌ的丁香醛、苯酚和香草酸对菌体生长和 Ｄ 乳酸产量的影响
Ｆｉｇ􀆰 ３　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｄｄｉｎｇ ０～ ３ ｇ ／ Ｌ ｓｙｒｉｎｇａｌｄｅｈｙｄｅ， ｐｈｅｎｏｌ ａｎｄ ｖａｎｉｌｌｉｃ ａｃｉｄ ｔｏ ｍｅｄｉｕｍ
ｏｎ ｓｔｒａｉｎ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ Ｄ⁃ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ
图 ４　 混合抑制物对菌体生长与发酵的影响
Ｆｉｇ􀆰 ４　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｍｉｘｅｄ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｏｎ ｓｔｒａｉｎ
ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ
２􀆰 ４　 混合抑制物的影响
考察糠醛、５ 羟甲基糠醛、苯酚和香草酸中任
意 ２种或 ４种物质同时添加时对菌体生长和发酵的
影响，结果见图 ４。 由图 ４ 可知：同时添加的 ２ 种物
质：糠醛与 ５ 羟甲基糠醛、糠醛与苯酚、糠醛与香草
酸、５ 羟甲基糠醛与苯酚、５ 羟甲基糠醛与香草酸、
苯酚与香草酸，以及同时添加的 ４ 种物质：糠醛、
５ 羟甲基糠醛、苯酚、香草酸共同存在时对菌体生
长浓度的抑制率分别为 ６７􀆰 ２％、 ７６􀆰 ９％、 ７３􀆰 １％、
７６􀆰 ２％、７９％、７６􀆰 ６％和 ７６􀆰 ２％，对 Ｄ 乳酸产量的抑
制率分别为 ４８􀆰 ３％、６０􀆰 ６％、６４􀆰 ９％、６６􀆰 ２％、６９􀆰 ３％、
６７􀆰 ８％和 ６２􀆰 ５％。 结果表明，当抑制物同时存在时，
它们共同抑制作用要大于分别作用之和，说明抑制
物间存在相互促进的作用，对芽孢乳杆菌的生长有
不利影响，水解液成分更为复杂，因此为了提高发
酵的效率，应该尽量降低水解液中的抑制成分。
３　 结　 论
研究了木质纤维素原料酸解副产物对Ｄ 乳酸
生产菌菌株 Ｙ２ ８ 发酵产 Ｄ 乳酸的影响，结果表
明：１０ ｇ ／ Ｌ的乙酸钠对菌株发酵几乎没有影响；该
菌种对于糠醛和 ５ 羟甲基糠醛耐受性也较好，两者
浓度都为 ３ ｇ ／ Ｌ时，前者的抑制程度要大于后者；酚
类物质抑制作用最为强烈，３ ｇ ／ Ｌ 的香草酸和苯酚
对 Ｄ 乳酸产量的抑制率分别为 ７０％和 １００％；丁香
２３ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １２卷　
醛的抑制作用相对于香草酸和苯酚更为强烈，０􀆰 ２５
ｇ ／ Ｌ时几乎已经严重抑制了生长和发酵过程。
当抑制物混合时，抑制程度比分别单独存在时
的影响更大。 然而，水解液的成分远比单独添加的
抑制物质复杂，为了实现利用价格低廉的木质纤维
素原料来发酵产 Ｄ 乳酸，应该选择可避免发酵抑
制物产生木质纤维素的水解方法和工艺；或者在发
酵之前对水解液进行脱毒处理、改变发酵方式、筛
选具有抗逆性的工程菌株等。
综上所述，本实验为芽孢乳杆菌纤维素降解全
糖液的利用提供了一定的理论参考。
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ｒｅｓｉｄｕｅｓ： ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｎ ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ
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（责任编辑　 周晓薇）
３３　 第 ５期 吴利娟等：木质纤维素酸解副产物对 Ｄ 乳酸生产菌 Ｓｐｏｒｏｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ􀆰 Ｙ２ ８生长及发酵的影响