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针对 MK-7 发酵产率低、下游工艺复杂的问题，研究人员以分离自家庭发酵酒的枯草芽孢杆菌 MM26 为对象，通过单因素试验（OFAT）和响应面法（RSM）优化培养基及条件，使 MK-7 产量从 67±0.6 mg/L 提升至 442±2.08 mg/L，为工业化生产奠定基础。
维生素 K?家族中的 menaquinone-7（MK-7）因在骨骼健康、心血管保护及代谢疾病预防等领域的重要作用，近年来成为营养与医药领域的研究热点。然而，当前 MK-7 生产面临发酵产率低（如野生菌株通常仅能达到数十 mg/L）和下游分离工艺复杂的双重挑战，导致其市场价格居高不下，难以满足医药和营养保健品行业的需求。在此背景下，印度韦洛尔理工学院（Vellore Institute of Technology）的研究团队开展了一项旨在优化枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）MM26 菌株生产 MK-7 工艺的研究，相关成果发表于《Microbial Cell Factories》，为低成本工业化生产 MK-7 提供了新方向。
研究人员采用单因素试验（One Factor At A Time，OFAT）和响应面法（Response Surface Methodology，RSM）相结合的策略。首先通过 OFAT 筛选出关键影响因素，包括碳源、氮源、pH、温度和接种量；随后利用 Box-Behnken 设计的 RSM 模型，对显著影响因子（碳源、氮源、培养时间）进行交互作用分析和参数优化。研究过程中使用高效液相色谱（HPLC）定量 MK-7，并通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）验证产物结构。
研究结果
基础培养基筛选
通过比较 LB、营养肉汤（NB）、胰蛋白胨大豆肉汤（TSB）和自定义培养基，发现菌株在含甘油、大豆蛋白胨的自定义培养基中产量最高，达 67±0.6 mg/L，显著高于 TSB（64±1.15 mg/L）、NB（60±1.45 mg/L）和 LB（52±0.76 mg/L）培养基。
单因素优化结果
- 碳源：乳糖为最优碳源（69±1.20 mg/L），葡萄糖和麦芽糖无法支持产率；
- 氮源：甘氨酸效果最佳（69±1.79 mg/L），蛋白胨则完全抑制生产；
- 接种量：2.5%（2×10? CFU/mL）时达峰值 68±0.57 mg/L；
- 温度与 pH：37℃和 pH 7 为最佳条件，分别对应产量 65±2.76 mg/L 和 69±0.57 mg/L。
- 响应面法优化
构建的二次多项式模型显示，乳糖（3-9 g/L）、甘氨酸（12-23 g/L）和培养时间（60-180 h）的交互作用显著影响产率。经模型预测和验证，最优条件为乳糖 6 g/L、甘氨酸 12 g/L、培养 180 h，此时 MK-7 产量达 442±2.08 mg/L，较初始水平提升 6.4 倍。
结论与讨论
本研究通过菌株筛选与工艺优化，证实枯草芽孢杆菌 MM26 在 MK-7 生产中的潜力。OFAT 与 RSM 的结合不仅显著提升了产率，还揭示了关键因子间的协同作用机制。值得注意的是，甘氨酸作为氮源的突出效果与乳糖的碳源偏好性，为培养基成分设计提供了新依据。与文献中其他菌株（如芽孢杆菌属菌株通常产率低于 100 mg/L）相比，MM26 菌株的优化产率具有显著优势，显示出工业化应用的竞争力。
研究团队指出，尽管本研究未涉及代谢工程改造，但通过工艺优化已实现产率的大幅提升。未来若结合基因编辑技术（如敲除竞争代谢通路基因）和低成本下游处理技术，有望进一步降低生产成本。该研究不仅为 MK-7 的规模化生产提供了可行方案，也为其他微生物合成天然产物的工艺开发提供了方法论参考，对推动维生素 K?相关健康产品的普及具有重要意义。
