柠檬明串珠菌N21胞外多糖的分子结构和理化性质研究

摘要

乳酸菌（Lactic acid bacteria,LAB）作为大家公认的食品级微生物，在生长代谢过程中会产生并分泌到细胞外环境中一类多糖类化合物，分为荚膜多糖与粘液多糖，统称为乳酸菌胞外多糖（exopolysaccharide,EPS）。乳酸菌EPS作为一种生物大分子，具有很多优良特性，如可以将其添加到食品中来增加食品的黏度和口感，还可以作为抗病毒、抗氧化等的药物，在药物和食品等领域应用广泛。因此对乳酸菌胞外多糖进行研究和开发具有重要的实际意义和良好的应用前景。本论文以传统发酵食品为资源，分离产胞外多糖的乳酸菌，对胞外多糖进行提取纯化以及结构和理化性质研究，从而对产胞外多糖乳酸菌进行开发利用。 本文的实验样品为内蒙古牧民自制的发酵乳制品奶豆腐，结合菌落拉丝法和多糖含量测定，分离筛选到一株高产EPS的乳酸菌菌株N21。经形态学观察、生理生化实验和16S rDNA序列分析，确定该菌株为柠檬明串珠菌（Leuconostoc citreum），并将其命名为Leuconostoc citreum N21。 将柠檬明串珠菌N21接种至MRS-S培养基中，30℃振荡培养48h获得EPS发酵液。经离心去菌体、除蛋白、醇沉、透析得到粗多糖水溶液。用葡聚糖凝胶过滤层析纯化多糖，冷冻干燥后获得多糖产物，产量为24.5g/L。采用紫外分析、琼脂糖凝胶电泳、高效体积排阻色谱等方法对纯化多糖的纯度、分子量等特性进行了研究，表明纯化的多糖几乎不含核酸和蛋白，重均分子量Mw为6.07×106Da。气相色谱分析结果表明纯化的多糖只含一种单糖，即葡萄糖。采用红外光谱和核磁共振波谱对多糖结构作进一步解析，得出L.citreum N21产生的多糖是一种葡聚糖，无侧链结构，其主链通过α-（1→6）糖苷键连接而成。 通过对多糖理化性质的研究，表明其具有较高的溶解性，达到82.5g/L。扫描电镜观察显示该EPS微观结构为球状多孔、表面光滑且有光泽。乳化性能测定显示该多糖具有良好的乳化稳定性，热力学曲线分析表明多糖降解温度（Td）为308.46℃，具有较高的热稳定性。 本论文从奶豆腐中分离到一株高产胞外多糖的柠檬明串珠菌N21。阐明了多糖分子量、分子组成和分子结构。对多糖理化特性的研究表明其具有良好的应用前景，为多糖进一步应用于食品及其他领域提供了理论基础。

目录

声明

第1章 文献综述

1.1 多糖简介

1.2 乳酸菌胞外多糖的研究现状

1.2.1 乳酸菌

1.2.2 乳酸菌胞外多糖

1.2.3 产胞外多糖的菌株

1.2.4 乳酸菌胞外多糖的种类

1.2.5 乳酸菌胞外多糖的生物合成机制

1.2.6 乳酸菌胞外多糖的提取和分离纯化

1.2.7 乳酸菌胞外多糖的结构分析

1.2.8 乳酸菌胞外多糖的理化性质和生物功能

1.3 明串珠菌胞外多糖的研究概况

1.3.1 明串珠菌的分类和生物学特性

1.3.2 明串珠菌的应用

1.3.3 明串珠菌属胞外多糖的研究概况

1.4 本论文主要研究

1.4.1 立题依据和研究意义

1.4.2 本论文研究内容

第2章 产胞外多糖乳酸菌的分离和鉴定

2.1 引言

2.2 实验材料与仪器设备

2.2.1 实验材料

2.2.2 培养基

2.2.3 实验仪器设备

2.2.4 实验药品和试剂

2.2.5 主要溶液的配制

2.3 实验方法

2.3.1 产胞外多糖菌株的筛选分离

2.3.2 多糖含量的测定

2.3.3 菌株鉴定

2.4 结果与讨论

2.4.1 产胞外多糖菌株的筛选

2.4.2 产胞外多糖菌株的鉴定

2.5 本章小结

第3章 柠檬明串珠菌N21胞外多糖的提取和纯化

3.1 引言

3.2 实验材料

3.2.1 菌株和培养基

3.2.2 实验试剂

3.2.3 仪器与设备

3.2.4 主要溶液的配置

3.3 实验方法

3.3.1 菌株的活化

3.3.2 粗多糖的提取

3.3.3 多糖的Sephadex G-100凝胶柱纯化

3.3.4 多糖的纯度鉴定

3.4 结果与讨论

3.4.1 粗多糖的提取

3.4.2 多糖的Sephadex G-100凝胶柱纯化结果

3.4.3 多糖纯度鉴定结果

3.5 本章小结

第4章 柠檬明串珠菌N21胞外多糖的结构和性质研究

4.1 引言

4.2 实验材料

4.2.1 菌株和培养基

4.2.2 实验试剂

4.2.3 仪器与设备

4.3 实验方法

4.3.1 多糖的分子量测定

4.3.2 气相色谱分析单糖组成

4.3.3 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析

4.3.4 核磁共振波谱分析

4.3.5 胞外多糖的性质研究

4.4 结果与讨论

4.4.1 多糖的分子量测定

4.4.2 单糖组成分析

4.4.3 傅里叶红外光谱分析

4.4.4 核磁共振波谱分析

4.4.5 扫描电镜分析

4.4.6 多糖溶解性能分析

4.4.7 多糖乳化性和热力学性质分析

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 创新点

5.3 展望

参考文献

附录

发表论文和参加科研情况说明

致谢