新一代益生菌Akk在两种培养基中的生长情况与差异性代谢组学分析结果（一）
嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila，Akk）被称作新一代益生菌，是一种典型的哺乳动物肠道菌，依赖于肠道上皮细胞分泌的黏蛋白生存，是肠道黏液层的关键微生物，更与多种疾病存在重要关联。Akk作为一种典型的肠道菌，只能耐受低浓度的氧气，其体外培养更是生长周期长、生长速度慢。本团队研究发现，Akk可利用硫乙醇酸盐液体培养基，且该培养基成分简单价格便宜，唯其生长速度较为缓慢。
东北农业大学食品学院,乳品科学教育部重点实验室的武晓玲、徐珒昭、许晓曦*等人利用非靶向代谢组学技术对比分析Akk在硫乙醇酸盐液体培养基和优化培养基中代谢产物的差异，结合京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路探究其特征性代谢产物与疾病的关联，并以此证明优化培养基在工业化高密度培养中的优势及应用前景，旨在为Akk在中国的工业化生产提供科学基础。
1 Akk在两种培养基中的生长情况对比
由于Akk在硫乙醇酸盐液体培养基中生长其菌液密度极低（生长速度慢且活菌数较少），因此本课题组前期在硫乙醇酸盐液体培养基的基础上，对Akk培养基进行优化。为确定Akk在两种培养基中的生长稳定期以制备发酵上清液样本，并对比Akk在两种培养基中的生长情况，通过测定菌液OD600 nm并绘制生长曲线，结果如图1所示。
由图1可知，0～8 h为Akk的生长迟缓期，12 h左右进入生长对数期。在硫乙醇酸盐液体培养基中，Akk生长对数期为12～32 h，32 h菌液OD600 nm达到最高（0.269±0.003），之后进入稳定期，稳定期活菌数为6.75×107 CFU/mL。而在优化培养基中的生长对数期同样在12 h左右进入对数期，44 h时菌液OD600 nm最高可达0.761±0.011，是硫乙醇酸盐液体培养基的2.83倍，并在44 h之后趋于稳定，稳定期的活菌数为1.74×109 CFU/mL，比硫乙醇酸盐液体培养基高出2个数量级。由此可知，优化后的培养基虽相对延长了Akk的对数生长期，但显著提高了Akk的菌液密度及活菌数。并由此选择其在硫乙醇酸盐液体培养基和优化培养基中进入生长旺盛期的32 h和44 h发酵上清液，用以分析两组样本的差异代谢物。
2差异性代谢组学分析结果
2.1 QC分析
为评价仪器的稳定性及数据质量的可靠性，分别在正负离子模式下将QC样本总离子流图进行谱图重叠比较，结果如图2所示。结果表明两种模式下各色谱峰的响应强度和保留时间均基本重叠，说明在整个实验过程中仪器误差引起的变异较小，实验结果较为可靠。
2.2代谢物鉴定数量及化学分类归属统计
通过高效液相色谱-串联飞行时间质谱联用仪检测Akk在两种培养基发酵上清液中的代谢产物，正负离子模式下合计鉴定到代谢产物2 253种，其中正离子模式下鉴定到代谢产物1 585种，负离子模式下鉴定到668种。根据化学分类归属信息将所有代谢物进行分类统计，各类代谢物数量所占比例如图3所示。
两组样本中检测到的代谢物包括有机酸及其衍生物（34.976%），脂质和脂质类分子（21.127%），有机杂环化合物（10.567%），苯甲酸类（6.569%），有机氧化合物（5.237%），苯丙烷和聚酮（4.172%），核苷、核苷酸和类似物（2.308%），有机氮化合物（1.243%），生物碱及其衍生物（0.666%），木质素、新木质素及相关化合物（0.178%），有机金属化合物（0.133%），有机硫化合物（0.133%），烃类衍生物（0.089%）和未命名化合物（12.605%）等。