论文部分内容阅读
乳酸菌(LacticAcidBacteria,LAB)是公认安全(Generally Recognized as Safe,GRAS)的微生物,应用于多种发酵食品。LAB分泌的胞外多糖(Exopolysaccharide,EPS)具有独特的生理生化性质,如流变学特性、抗氧化性、免疫调节功能等。实验室先前从东北酸菜中分离出一株高产EPS的菌株DRP105。本研究将菌株DRP105进行了鉴定、优化了菌株的EPS产量,并将发酵液纯化得到的EPS进行了空间构象及理化性质研究。 根据菌株的形态特征、生理生化试验及16S rDNA序列分析结果,判定菌株为肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides),命名为Leu.mesenteroidesDRP105。将菌株16S rDNA序列上传至GenBank数据库及EzBioCloud数据库,应用Mega软件构建了系统发育树。菌株具有一定的耐酸耐胆盐及NaCl耐受性。 采用单因素试验对菌株DRP105的发酵条件进行优化,EPS产量提高了1.69倍,试验表明适宜浓度Ca2+可以促进菌株分泌EPS,最佳EPS产生温度(25℃)低于菌株最适生长温度(30℃)。在此基础上,进行响应面优化:Plackket Burman(PB)试验表明蔗糖含量、胰蛋白胨含量及培养基初始pH值对菌株EPS产量影响显著,且均对EPS产量具有正效应。基于PB试验及最陡爬坡试验结果,进行中心组合试验,结果表明当蔗糖为86.83g/L、胰蛋白胨为15.47g/L、初始pH值为7.18时,菌株EPS产量最高。经验证,菌株DRP105在优化后的条件下培养36h时,EPS产量达到最高,为53.79±0.78g/L,是未优化条件下的2.29倍。 发酵液经离心、醇沉、除蛋白、冻干后,得到粗多糖溶液。粗多糖经凝胶过滤层析法进一步纯化后,冻干得到纯多糖。 β-消除反应表明EPS存在O型糖基化。刚果红试验及圆二色光谱试验,表明EPS在水溶液中呈无规则卷曲构象。采用综合热分析仪对EPS热学性质进行分析,EPS热降解温度是279.42℃,该温度下失重32.54%,表明EPS的热稳定性较高,有在热加工处理中应用的可能。由Zeta电位及粒径测定试验可知,在一定浓度范围内,EPS水溶液稳定性和初始界面电荷值都随着溶液浓度的增加而升高,EPS平均直径也随溶液浓度的升高而增大。 EPS在DPPH自由基、·OH自由基、O2·-自由基、ABTS自由基、H2O2、NO2-清除试验中都表现出了一定的抗氧化能力,但始终低于Vc。EPS具有较低的Fe3+还原力及总还原力,且EPS的Fe2+螯合能力略高于Vc。 EPS溶液属于非牛顿流体,具有剪切稀释性。25℃和35℃时多糖的特性黏度[η]分别为220.43mL/g和204.43mL/g。静态流变学特性试验中,稠度系数k与溶液浓度呈正相关,k越大,表明黏度也越大。流动特性指数n始终小于1,表明EPS溶液属于非牛顿流体中的假塑性流体。多糖溶液黏度与浓度正相关,而与温度负相关,低pH、高pH都会使溶液黏度下降。0.1mol/L Na+、Ca2+因阻碍多糖分子扩张,而使溶液黏度下降。0.1mol/L Mg2+通过促进分子间缔合,使溶液黏度增大。 本研究对Leu.mesenteroides DRP105的EPS产量进行了优化,并对EPS的性质进行了全面研究,为其工业应用奠定了基础。