纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilis natto,B.natto)是一种常用的益生菌,可产生包括碱性蛋白酶、纳豆激酶(Nattokinase,NK)、维生素K_2、聚谷氨酸等在内的多种物质,广泛应用于食品、医药、保健等领域。已有研究显示B.natto主要应用于大豆等高蛋白物质的发酵,但对其它基质,诸如糖和脂类含量高等研究较少,在一定程度上限制了B.natto广泛深入的研究及应用。为此,本文选择与黄豆(Soybean,SB)组分差异较大的枸杞(Lycium barbarum,LB)、葵花子仁(Sunflower seed kernel,SF)、竹笋壳(Bamboo shoot shell,BSS)为基质,研究B.natto与其代谢产物的变化规律,为拓宽B.natto的基质谱提供理论依据。具体内容如下:(1)枸杞固液顺序发酵(Solid state fermentation-submerged fermentation,SSF-Sm F)工艺的研究:以枸杞(Lycium barbarum,LB)为基质,B.natto为出发菌株,蛋白酶产量、蛋白质含量、总糖含量lifestyle medicine、多肽含量以及抗氧化性等为指标参数,优化SSF-Sm F工艺,探究B.natto作用下LB代谢产物的变化规律。结果显示:最佳工艺条件下,蛋白酶最大值为11.22 IU/m L,高于固态发酵(Solid-state fermentation,SSF)(8.51 IU/m L)和液态发酵(Submerged fermentation,Sm F)(4.84 IU/m L)。代谢产物蛋白酶和蛋白质含量之间可能存在一定正相关性,同时多肽含量和抗氧化活性具有正相关性。(2)基于转录组学,探究SB、SF和LB对B.natto合成NK的影响:以SB、SF、LB为基质,B.natto为出发菌株,测定发酵后基质中还原糖和蛋白质含量的变化,以及NK、蛋白酶和γ-PGA等代谢产物的变化。转录组学分析B.natto在SB、SF和LB中培养20 h后的信号转导、中心代谢、能量代谢和物质转运等,研究不同基质与代谢产物生产的相关性。结果表明,SB中NK产量最高,为9582FU/m L,其次为SF的7466 FU/m L和LB的0 FU/m L。说明高蛋白质水平的培养基促进了氨基酸通过糖酵解和三羧酸循环转化为其他蛋白质,通过糖异生转化为糖,增强细胞密度信号启动apr E转录。然而,LB中的多糖不能提供足够的氮,导致氨基酸饥饿,从而抑制NK的合成。(3)B.natto发酵BSS制备膳食纤维(Dietary Fiber,DF):以BSS为基质,B.natto和乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)为出发菌株,探究氢氧化钠(Sodium hydroxide,Na OH)或盐酸(Hydrochloric acid,HCl)溶液协同微生物发酵,对提取可溶性膳食纤维(Soluble dietary fiber,SDF)和不可溶膳食纤维(Insoluble dietary fiber,IDF)的影响。通过比较SDF和IDF的得率、理化性质、葡萄糖吸附性能(Glucose adsorption capacity,GAC)、结构特征等因素,结果显示,相比于HCl溶液与微生物的协同,Na OH溶液与微生物协同在持水能力(Water holding capacity,WHC)和吸水膨胀能力(Water swelling capacity,WSC)方面具有明显效果。在得率方面,A-BN(HCl与B.natto协同)的IDF最高,B-BN(Na OH与B.natto协同)的SDF最高。在WHC和OHC方面,IDF均高于SDF。WSC在A-LABN(HCl与LAB和B.natto协同)中提取的IDF性能最高,B-BN提取的SDF性能最高。GAC方面,B-LABN(Na OH与LAB和B.natto协同)的SDF提Lorlatinib取率高达9.16 mmol/L。红外光谱(Fourier transform infrared,FT-IR)结果表明,所有样品具有相似的光谱学特征,表现出典型的多糖光谱特征。上述研究对推动B.natto在不同基质中的应用研究提供了理论依据,分析不同基质对B.natto的作用机理,为进一Fulvestrant使用方法步提高代谢产物产量的研究提供新思路,拓宽新型健康产品的研发,有利于在食品、保健品或膳食补充剂等领域的应用。