Lactobacillus paracasei subsp. paracasei NTU 101液態發酵培養的最適氧氣與pH值條件探討

Lactobacillus paracasei subsp. paracasei NTU 101（NTU 101）為具有多種功效的保健食品菌株，但目前尚未有發酵槽生產的相關研究。本研究以2.0 L發酵槽探討氧氣及pH值對於NTU 101生長動力學之影響。結果顯示通入N2進行培養可得較高細胞密度（(2.36 ± 0.21) × 10^9 CFU/mL）及比生產率（(1.97 ± 0.18) × 10^8 CFU/mL/h）。而控制在pH 6.0下進行培養可得最高的比生長速率（0.61 h^(-1)，p ＜ 0.05)，並使得發酵時間縮短至9小時（縮短為0.56倍）。相較於初始條件，在最適化條件下NTU 101的比生產率提升了12.89倍。以10%（w/v）豆寶二號豆漿粉作為替代性培養基，可顯著提升1.53倍單位成本產率。RT-qPCR分析結果顯示通入N_2培養會降低DnaJ、DnaK、sHsp和GroES基因的表現量，控制於最適pH會再進一步降低DnaJ、DnaK及GroES的表現，顯示NTU 101的生長限制和這三個基因的表現量有關。由於有氧環境、較高或較低pH值環境下表現Csp、DnaJ、DnaK、sHsp和GroES均參與蛋白質的摺疊修復機制，因此逆境所造成的蛋白質錯誤折疊可能是本實驗中主要限制NTU 101生長的因素，未來可利用這些基因表現量作為其生理狀態的指標，進一步探討逆境處理與NTU 101存活能力間的關聯性。