醋酸的工业发酵过程中,为保证菌体生长,提高发酵效率,需要为其提供适合的营养。发酵营养盐是指醋酸发酵过程中添加到培养基中用于提高发酵效率的一种营养复合物,本论文利用巴氏醋杆菌AC2005进行苹果醋发酵,并采用单因素实验结合Plackett-Burman和Box-Behnken实验设计以及响应面分析方法,对影响苹果醋发酵的不同因素进行研究,开发出一种能够提高苹果醋发酵效率的营养盐。利用单因素方法研究了不同种类碳源和氮源对苹果醋发酵的影响,分别确定了蔗糖、酵母粉、谷氨酸、维生素B5、乙酸钠、磷酸二氢钾为营养盐的基本组成。利用Plackett-Burman和Box-Behnken实验及响应面分析方法确定各因素最佳添加水平约为:蔗糖4 g/L、维生素B5 0.1 g/L、谷氨酸0.5 g/L,酵母粉1.0 g/L,对模型进行验证实际值为55.5±0.9 g/L,与预测值55.14 g/L近似。根据以上结果开发出一种苹果醋发酵营养盐,组成为谷氨酸8.93%、酵母粉17.86%、蔗糖71.43%、维生素b5 1.78%,添加量为5.60 g/L。利用15 L自吸式发酵罐研究了营养盐对苹果醋发酵的影响,结果表明添加营养盐后,其醋酸发酵效率由原来的0.62 g/L/h提高至0.87 g/L/h,提高了40.32%,说明营养盐有较高的应用价值。利用摇瓶分析营养盐对巴氏醋杆菌AC2005菌体生长、代谢活性以及乙醇脱氢酶及乙醛脱氢酶酶活性的影响,发现添加营养盐后菌体干重提高了 32.73%,MTT法测定菌体活性提高了 35.42%,ADH和ALDH比酶活分别提高了 7.5%和52.2%。利用LC-MS/MS多肽指纹图谱分析方法研究了营养盐对菌体蛋白表达的影响。共检测到85个差异显著的蛋白,其中下调及消失的蛋白36个,上调及新出现的蛋白49个,上调蛋白主要涉及菌体能量产生与转换、碳水化合物的转运与代谢、分子伴侣等功能蛋白,说明营养盐一方面可以促进细胞内葡萄糖的代谢,为氧化还原反应提供能量;另一方面可以直接提高氧化还原酶的表达量;同时营养盐还可能促进细胞膜蛋白及压力响应蛋白的表达从而提高菌体的耐酸性。采用固相微萃取(SPME)的方法研究了营养盐对苹果醋风味的影响,苹果醋中可检测出的挥发性成分共25种,包括8种酸类物质,5种酯类物质,4种醛类物质,3种醇类物质和其它5种酮、烯等物质。与不添加的营养盐相比,添加营养盐后发酵所得苹果醋挥发性组分变化不大,营养盐的应用并不会对对苹果醋的风味有负面的影响。