产胞外多糖乳酸菌的筛选及其多糖的结构研究

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乳酸菌胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)是乳酸菌在菌体生长、代谢过程中产生并分泌到细胞外、常常渗透到培养基中的荚膜多糖或粘液多糖。乳酸菌EPS不仅具有良好的流变学特性,还具有重要的生理活性,如抗氧化、抗肿瘤、免疫调节、益生作用等。我国拥有丰富的乳酸菌发酵食品,包括产胞外多糖在内的乳酸菌资源尚未得到有效开发。本文对酸菜中产胞外多糖的乳酸菌进行高效快速地筛选,纯化胞外多糖,对其结构和理化特性进行研究。以家庭自制东北酸菜为样品,采用产粘菌落法与多糖产量相结合的方法,筛选到两株产EPS较高的菌株NM105和2-19,经过形态学观察、生理生化和16S rDNA手段对这两株菌进行了系统鉴定,判定这两株菌均属于明串珠菌属,分别命名为Leuconosto citreum NM105和L.mesenteroides subsp.dextranicum 2-19。将两株菌分别接种至含5%蔗糖的MRS培养基中,25℃培养48 h,得到产EPS的发酵液,经离心、除蛋白、醇沉、透析得到粗多糖的水溶液。粗多糖再经凝胶过滤层析纯化得到均一的多糖组分,冷冻干燥得到纯多糖,产量分别为23.5g/L和11.4 g/L。结合紫外分析、高效体积排阻色谱分析,两株菌所产多糖均不含核酸和蛋白,重均分子量Mw分别为1.01×108 Da和8.79×107 Da。采用气相色谱和薄层色谱分析单糖组成,结果表明两株菌所产EPS均只含葡萄糖。结合单糖组成分析、红外光谱分析、核磁共振光谱分析,L.citreum NM105所产EPS含有三种糖单元,分别为[→6)-α-D-Glcp-(1→]、[α-D-Glcp-(1→]和[→2,6)-α-D-Glcp-(1→],摩尔比接近1:1:1,是一种带有高含量的α-(1→2)糖苷键的支链多糖。而L.mesenteroides subsp.dextranicum 2-19所产EPS是一种由α-(1→6)糖苷键连接的高度线性葡聚糖。L.citreum NM105所产EPS的理化性质分析表明,该EPS具有较高的溶解度和较好的持水力,分别达到72.0 g/L和21.52%。扫描电镜观察该EPS的微观表面结构为片状、多分支、光滑且有光泽。本研究获得了两株产胞外多糖的乳酸菌,纯化并结构解析了具有良好应用前景的乳酸菌EPS,为开发功能性食品和其他产业化应用提供了依据。
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