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从实验室保藏的菌株中筛选出一株Sphingomonas sp. ZJ01发酵生产微生物多糖WL-26,以发酵液粘度和多糖产量为目的,优化并获得了最佳培养基组成和发酵条件;在摇床和3L发酵罐水平,从合成的代谢特点、培养方式和培养条件等多角度出发,实施一系列过程强化和调控策略,实现了微生物多糖WL-26的高水平发酵;并对分离纯化得到的多糖WL-26的高级结构进行了分析和结构鉴定。主要研究内容如下:(1)研究确定发酵培养基组成中,蔗糖为碳源,硝酸钠和牛肉膏为氮源,在此基础上对发酵条件进行优化,确定培养基组成和发酵条件为:50g/L蔗糖,4g/L复合氮源(20%硝酸钠和80%牛肉膏),2g/L KH2PO4,0.1g/L MgSO4,初始pH7.0,接种量5%,装液量50mL/250mL三角瓶,转速200r/min,30℃恒温培养58h,微生物多糖WL-26产量达到22g/L。(2)在摇瓶和3L发酵罐水平上分别考察了转速和溶氧浓度对微生物多糖WL-26发酵的影响,发现微生物多糖WL-26的合成和代谢适宜在较高的溶氧条件下;通过考察不同转速对微生物多糖WL-26合成的影响,提出了多阶段搅拌的策略;通过降低磷酸盐浓度,使用0.2mmol/L氢氧化钠调控pH的策略,将初始磷酸盐的浓度降低到0.8g/L,大大降低了后续分离纯化以及废水处理的难度和成本。在3L发酵罐中,通过多阶段搅拌转速控制、碳质元素的补料分批控制和氢氧化钠控制pH等策略逐步优化,使微生物多糖WL-26的产量达到27g/L,比摇床水平提高了23%。(3)利用静态和动态流变学方法研究WL-26溶液的粘度与剪切速率、溶液浓度、温度、酸碱度、冻融、冷藏和盐离子等因素的关系,并和工业中常用的黄原胶的流变特性进行比较。结果证明WL-26溶液的流体特征表现为高假塑性,适用于高温、高盐和宽pH范围的复杂环境,具有很好的应用前景。(4)对微生物多糖WL-26部分酸水解,Sephacryl S100凝胶柱分离纯化,获得一个不含蛋白质和核酸的均一组分F21。对该组分进行了单糖组成分析、甲基化分析、电喷雾质谱分析和核磁共振(一维,二维)分析,基本确定了F21的单糖组成、结构单元中所含糖残基的构型和个数、糖残基之间的链接方式和连接顺序。结果表明,寡糖组分F21中含有鼠李糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖醛酸,摩尔比为3:1.7:1:1:0.7;甲基化分析结果表明,半乳糖以端基形式存在,葡萄糖主要以1,4,6和1,3连接形式存在,鼠李糖则以1,4连接方式存在,甘露糖以1,4连接方式存在,并存在少量1,3鼠李糖残基、鼠李糖和葡萄糖末端,结合电喷雾质谱和核磁共振技术确定其为分子量1280Da的酸性寡糖,结构为:以上结果为开发新型微生物多糖WL-26提供了可靠的科学依据,并为其在工业上的应用打下了良好的基础。