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融合魏斯氏菌胞外多糖的分离纯化及其生化特性

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-02-17
核心提示:乳酸菌(LAB)胞外多糖(EPS)是乳酸菌在生长代谢过程中分泌到细胞壁外的一种天然高分子聚合物,具有分子质量大、黏度大、结构复杂多样等特点。乳酸菌具有公认安全无毒的特性,广泛用于食品、医药、化工等领域。
   乳酸菌(LAB)胞外多糖(EPS)是乳酸菌在生长代谢过程中分泌到细胞壁外的一种天然高分子聚合物,具有分子质量大、黏度大、结构复杂多样等特点。乳酸菌具有公认安全无毒的特性,广泛用于食品、医药、化工等领域。
 
  黑龙江大学生命科学学院,微生物省高校重点实验室,农业微生物技术教育部工程研究中心的姜 静、杜仁鹏、郭尚旭、赵 丹*利用微生物学方法从自制发酵水果中分离筛选高产EPS的乳酸菌,并对EPS进行分离纯化,研究其部分理化性质,其结果不仅丰富了EPS菌株来源,还可以为EPS的功能特性研究提供理论依据。
 
  1、高产EPS乳酸菌的分离与鉴定
 
  通过对49 种碳水化合物的代谢情况分析,可以对细菌在种水平进行鉴定,结果表明该菌株的发酵特征与Weissella保持一致。16S rDNA序列分析表明,菌株H2部分序列长为1 436 bp,与该序列相似性较高的相关菌株均为Weissella细菌。将菌株序列与NCBI数据库进行比对,结果表明该菌株与多株W. confuse基因序列的亲缘关系最近,相似性达到99%。结合H2生物学特性和生理生化结果分析,将H2鉴定为W. confusa,并命名为W. confusa H2。将序列提交NCBI,获得登录号为MG560152.1。
 
  2、EPS的分离纯化及化学组成分析结果
 
  经纯化后,H2 EPS的质量浓度为(26.92±2.15)g/L,得率为(66.95±0.67)%。该EPS样品在水中呈半透明黏稠状,经冷冻干燥后,呈现白色棉花状固体。
 
  3、EPS溶解性、持水率及乳化性
 
  随着时间延长,H2 EPS对有机溶剂的乳化作用增强,在24 h时,乳化率从大到小分别为己烷>大豆油>煤油>葵花油>苯>汽油>椰子油>柴油>橄榄油,其中对己烷和大豆油的乳化率分别为(78.28±1.73)%和(73.23±2.40)%。
 
  4、EPS抑菌能力分析
 
  H2 EPS具有良好的抑菌活性,对指示菌的抑制能力从大到小依次为P. aeruginosa>E. coli>S. castellani>St. aureus,不能抑制Salmonella,且抑制能力随着H2 EPS质量浓度的升高而逐渐增强。
 
  5、H2 EPS的抗氧化活性
 
  总还原力
 
  随着质量浓度的升高,H2 EPS和VC的总还原力呈现先急速上升后稳定的趋势,但H2 EPS的总还原力始终低于VC。在质量浓度为5 mg/mL时,H2 EPS的总还原力为1.32±0.13,显着高于Leu. mesenteroides GX-3 EPS和Pediococcus pentosaceus SR2-2 EPS。
 
  对O2-?的清除作用
 
  清除率随着H2 EPS和VC质量浓度的增大,呈现先急速升高后保持平稳的变化趋势,在质量浓度为5 mg/mL时,H2 EPS和VC对O2-?的清除率达到最大,分别为(97.34±2.31)%和(58.46±1.72)%。
 
  对?OH的清除作用
 
  清除率随质量浓度的增加呈现先升高后趋于稳定的趋势,当质量浓度为5.0 mg/mL时,H2 EPS和VC对?OH的清除率分别为(42.56±2.16)%和(94.34±5.67)%。
 
  对DPPH自由基的清除作用
 
  随着H2 EPS质量浓度的增加,DPPH自由基清除率逐渐增大,但始终低于VC的清除率。当质量浓度为5 mg/mL时,H2 EPS对DPPH自由基的清除率为(48.45±2.47)%。DPPH自由基是一类较为稳定的合成自由基,可以将其清除的化学物质具有较强的自由基清除能力。
 
  结 论
 
  本实验从自制水果发酵液中分离得到一株高产EPS的乳酸菌,经形态学鉴定、生理生化实验和分子生物学实验鉴定该菌株为W. confusa,并命名为W. confusa H2。以该菌株为出发菌株,进行发酵产EPS,并分离纯化,得到高纯度EPS,其产量为(40.21±3.63)g/L。H2 EPS的溶解率和持水率分别为(98.78±1.37)%和(426.03±7.26)%。此外,H2 EPS具有良好的乳化性、抑菌性能和较高的抗氧化活性,且随着质量浓度的增加而增强。因此,W. confusa H2发酵得到的EPS作为天然食品添加剂或抗氧化剂具有广阔的应用和开发前景。
 
 
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