碳酸钙促进丙酮酸发酵过程中α-酮戊二酸的形成

在多重维生素营养缺陷型菌株光滑球拟酵母CCTCC M202019发酵生产丙酮酸的摇瓶和发酵罐实验中发现，CaCO₃的添加对发酵液中α-酮戊二酸（α-KG）的积累有重要影响。在维生素浓度不变且供氧充分的前提下，延迟CaCO₃添加时间可明显抑制α-KG的产生，并提高丙酮酸与α-KG的碳摩尔比(C_PYR/C_αKG)；而增加培养基中的CaCO₃浓度会导致αKG积累的增加。用不同物质调节发酵液中pH的实验证实：在丙酮酸发酵过程中, Ca²⁺对αKG的积累起主要作用，CO₃^2-起辅助作用，两者对α-KG的积累具有协同效应。维持培养基中CaCO₃浓度不变，改变培养基中硫胺素的浓度，对αKG的积累，特别是对C_PYR/C_α-KG值没有影响；而增加培养基中生物素的浓度，则导致αKG的浓度不断上升且C_PYR/C_α-KG值不断下降。当有Ca2+存在时，胞内丙酮酸羧化酶的活性最高可提高40%，而丙酮酸脱氢酶系的活性没有明显变化。结果表明，丙酮酸发酵过程中α-KG的形成是由于CaCO₃促进了丙酮酸羧化反应，其中Ca²⁺可显著提高丙酮酸羧化酶的活性，而CO₃^2-则有可能作为丙酮酸羧化反应的底物。