细菌纤维素（Bacterial Cellulose,BC）又名椰果、椰纤果,是以产纤维素细菌（如Komagataeibacter）经液态发酵合成的纯度极高的葡萄糖多聚物,其性能优良、应用广泛。近年来BC的研究热点着眼于以农、工业废弃物为碳源替代昂贵的合成培养基,其中以椰子水作为BC生产原料的研究不仅历史悠久,而且已实现规模化生产、商业化应用。长期生产实践证明,椰子水是BC生产最重要、最成功的原料,特别是新鲜椰子水（Natural Coconut Water,NCW）暴露在空气中经自然放置几日（简称预发酵）成为发酵椰子水后再配成培养基用于BC的生产,其比NCW的产量高出几倍、十几倍甚至二十几倍,也远远超过基础培养基（如HS培养基等）添加各种增效因子后的BC产量。本研究发现分离自自然预发酵椰子水中的一些酵母菌株,将其纯种接种到NCW中进行预发酵过程后,得到的椰子水以Komagataeibacter nataicola Y19为生产菌种进行BC合成的产量与室温自然预发酵椰子水的产量相当,初步说明这些菌株可能是自然预发酵过程中的主要贡献菌株。因此本研究以此事实作为切入点,采用高效液相色谱-质谱联用（UPLC-MS/MS）检测技术结合多元统计分析的代谢组学方法,解析和筛选纯种接种的预发酵椰子水和NCW间的差异代谢物。并进一步通过外源添加化合物的方式,对部分代谢物促进K.nataicola Y19合成BC的效果加以验证,拟鉴别对BC合成有显著促进作用的关键差异代谢物。主要研究结果如下:（1）接种预发酵椰子水对BC合成的影响将分离自自然预发酵椰子水中的单菌株及其组合菌株接种到NCW中预发酵,与自然放置预发酵进行对比,研究了25株酵母菌、9株乳杆菌及其30组组合菌接种的预发酵椰子水培养基合成BC的产量情况。结果发现,酵母菌株预发酵椰子水培养基的BC产量普遍高于乳杆菌和组合菌菌株,酵母菌纯种接种预发酵1d的BC产量高于3d、5d和7d,菌株151、84-1、74-1、1-7-1、21-1、142-2、Y33和84-3预发酵1d的BC产量可达到7-8 g/L,是阴性对照组新鲜椰子水NCW的14倍左右。这初步表明,部分酵母菌纯种接种预发酵椰子水的BC产量可与实验室环境自然预发酵椰子水的产量相当。由此推测基于这些菌株预发酵的椰子水进行其中差异代谢物筛选是有可行性的,本研究挑选经多次试验均促进幅度最高、且促进作用稳定的菌株84-1和84-3进行后续研究。（2）膜滤法初步探究预发酵椰子水中促进BC合成的原因在不加热破坏成分的基础上以膜过滤除菌代替热灭菌,将预发酵椰子水中的菌体与上清液分开,探究预发酵椰子水中究竟是菌液还是菌体对BC合成产生了促进性影响。结果表明,上清液组培养基的BC产量与未膜滤处理的预发酵椰子水相当,无差异（P>0.01）,菌体沉淀组的BC产量相对于对照组NCW虽显示有促进作用,但促进程度显著弱于上清液组,其促进原因可能是因为菌体碎片提供了BC发酵合成所需的生长因子等营养成分。结果揭示了椰子水预发酵过程中产生的代谢产物对BC的合成发挥了极显著的促进作用,而并非其中菌体的作用,推测椰子水预发酵过程产生的某些代谢产物对BC合成途径发挥了代谢调节作用,值得深入研究。（3）优选菌株84-1和84-3种属的再次鉴定所筛的优选菌株84-1和84-3由于出现过不同鉴定结论,故再次进行ITS测序鉴定,经NCBI Blast比对分析显示,菌株84-1与Saccharomyces cerevisiae YJM681亲源关系最近,同源性99%,故鉴定菌株84-1为酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）。菌株84-3与Saccharomyces cerevisiae（baker’s yeast）亲源关系最近,鉴定菌株84-3为酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）。（4）纯种接种的预发酵椰子水中促进BC合成的代谢物筛选基于UPLC-MS/MS检测技术,采用广泛靶向代谢组学研究S.cerevisiae 84-1和S.cerevisiae 84-3纯种接种预发酵1d和7d的椰子水（样品命以Y84-1-1d、Y84-1-7d、Y84-3-1d和Y84-3-7d）中的差异代谢产物。结果显示,共鉴定出296种代谢物,通过聚类分析和主成分分析,可以将NCW与其他四组预发酵椰水样品明显分离。各比较组OPLS-DA模型的预测参数显示模型可靠,使用变量权重（VIP）值结合差异倍数（Fold Change）值对各比较组进行差异代谢物的筛选,进一步利用Venn图对各比较组进行显著性差异代谢物的交叉筛选,筛选阈值设置为VIP值>1以及Log2FC≧8和Log2FC≦0.125,最终从对照组与处理组间（NCW vs Y84-1-1d、NCW vs Y84-3-1d、NCW vs Y84-1-7d和NCW vs Y84-3-7d）四个组中筛选出17种共有的显著性差异代谢物,从处理组内（Y84-1-1d vs Y84-1-7d和Y84-3-1d vs Y84-3-7d）两个组中筛选出4种共有的显著性差异代谢物。同时,从宏观和间接角度采用常规方法监测椰子水预发酵过程（1-7d）中理化成分的变化,结果表明,乙醇和有机酸含量的变化对Y19合成BC的影响效果最大。（5）外源添加法验证部分代谢物对K.nataicola Y19合成BC的调控作用效果对代谢组学筛选的6种差异代谢物、结合间接理化检测显示的对BC合成有促进作用的3种共有代谢物成分,通过外源添加到NCW培养基中的方法进行验证（以NCW培养基结果作参照）,鉴别其对K.nataicola Y19合成BC调控效果的影响。结果表明,添加0.5%（w/v）L-（-）-3-苯基乳酸、0.25%（w/v）和0.5%（w/v）N-α-乙酰-L-谷氨酰胺、0.25%（w/v）和0.5%（w/v）丝氨酸和0.5%（w/v）3-（4-羟基苯基）丙酸对BC的合成有显著的促进作用,1%（w/v）丝氨酸、2-吲哚甲酸和腺苷-3’-5’-环单磷酸水合物对BC合成有极显著的抑制作用;而添加各浓度（0.25-2.0%）乙醇、乙酸和乳酸时都表现出促进作用,但促进幅度呈现“量效依存”关系,1%添加量时BC产量均呈最大增幅,分别是对照的7.5、10、7.7倍。这说明不仅要从差异代谢物种类、也要从共有代谢物浓度等多维度上寻找调控K.nataicola的BC合成途径的物质。