硫对酵母生物富铬过程中铬胁迫的缓解作用

[目的]探讨酿酒酵母YSI-3.7在富集Cr([Ⅲ)形成葡萄糖耐量因子(GTF)过程中自身抗氧化机制以及硫在该过程中发挥的作用,以期揭示硫对降低铬胁迫,进而提高生物富铬的作用机理.[方法]以高产GTF酿酒酵母YSI-3.7为目的菌株,通过设置不同浓度的Cr(Ⅲ)、硫组合进行生物富铬,测定不同条件下YSI-3.7菌株的生物富铬量以及相应氧化应激指标(如丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等)的变化,分析硫对酵母菌体在Cr (Ⅲ)胁迫下的改善作用.[结果]低浓度Cr (Ⅲ)(200 μg·mL-1)会刺激酵母YSI-3.7生长,使其生物量增加;而高浓度Cr (Ⅲ)(＞500 μg·mL-1)对酵母生长有抑制作用.Cr(Ⅲ)浓度为500 μg·mL-1时,酵母中有机铬含量为(725.55±55.08)μg·g-1DCW,总铬含量达(1 255.53±43.75)μg·g-1 DCW;Cr(Ⅲ)浓度为800 μg·mL-1时,有机铬为(536.25±36.89)μg·g-1 DCW,其中,总铬含量达(1 812.22±38.24)μg·g-1 DCW.随Cr (Ⅲ)浓度的增加(0-800 μg·mL-1),菌体中MDA含量从11.83 nmo 1·mL-1升高到18.04 nmol·mL-1.SOD和CAT活力随Cr (Ⅲ)浓度升高而降低.在较低Cr(Ⅲ)浓度(≤500 μg·mL-1)下,谷胱甘肽(GSH)、总巯基、总抗氧化能力(T-AOC)含量均升高,但在高浓度Cr(Ⅲ)(800μg·mL-1)下会降低.1 mmol·L-1 Na2SO3可以缓解Cr(Ⅲ)的胁迫作用,此时,酵母中蛋白质含量上升,MDA含量降低12.83％,CAT活力基本无影响,SOD活力提高4.41％,GSH、T-AOC、GSH-Px含量分别增加28.83％、14.29％和18.80％.[结论]酵母富铬过程中,Cr (Ⅲ)胁迫作用可造成酵母膜脂过氧化程度加重.在较低铬浓度时(≤500μg·mL-1),酵母可以通过自身抗氧化酶系统缓解该胁迫作用,其中发挥重要作用的是谷胱甘肽及其相关酶.高浓度Cr(Ⅲ)(800 μg-mL-1)下,膜脂过氧化程度进一步加重,酵母自身抗氧化能力不足以抵御Cr (Ⅲ)胁迫.硫(1 mmol·L-1Na2SO3)可以通过提高酵母中SOD活力、GSH、T-AOC、GSH-Px含量,减轻Cr (Ⅲ)造成的膜脂过氧化程度,提高酵母自身抗氧化能力,进而提高酵母生物富铬效率.