鞘氨醇单胞菌的筛选鉴定及其胞外多糖的研究

摘要

微生物胞外多糖广泛应用于食品、医药、石油、日用轻工等多个领域，越来越引起人们的关注。目前，世界上微生物多糖产量增长率约为10%，一些新型多糖的年增长率可达30%以上，其中细菌多糖占有很大的份额。本文从采集的样品中筛选出胞外多糖产量较高的菌株W4-3，对其进行研究，主要内容有菌株的筛选鉴定、发酵产糖培养基成分和培养条件的优化、多糖的提取纯化及其理化性质的研究，主要结果如下：
　　 从采集到的样品中分离筛选可产胞外多糖的细菌，经过平板鉴别初筛共筛选出可产胞外多糖的菌株15株，经过摇瓶发酵复筛筛选出多糖产量明显高于其他菌株的W4-3菌株。经过对W4-3菌株的初步鉴定及16SrDNA序列的测定，鉴定该菌株为鞘氨醇单胞菌，将其16SrDNA序列进行同源性比对构建了其16SrDNA系统发育树。
　　 用细菌W4-3进行发酵产糖，在摇瓶条件下首先通过单因素实验研究培养基中碳源、碳源浓度、氮源、碳氮比和无机盐离子(KH2PO4和MgSO4)这些基本组成成份对其产糖影响并进行分析，在此基础上通过响应面法确定其发酵产糖的最佳培养基基本组成成分：最佳碳源为蔗糖，浓度为40 g/L，最佳氮源为酵母膏，最佳碳氮质量比为10，最佳KH2PO4浓度为1.0 g/L、Mg SO4浓度为0.80 g/L，以此条件进行实验，多糖产量可达7.158 g/L，与理论预测值7.235 g/L接近，回归分析和验证实验表明了该响应面法的合理和可行性。之后通过单因素实验确定W4-3细菌发酵产糖其他工艺条件，最佳装液量为30 mL/250 mL，最佳初始发酵液pH为7。
　　 发酵产糖结束后的发酵液经除菌、醇沉、Sevage法脱蛋白、透析浓缩后，冷冻干燥得多糖粉末。通过单因素和正交实验确定乙醇提取多糖的最佳工艺条件为：乙醇终浓度75%，提取温度为4℃，提取时间为20 h。对多糖溶液进行紫外光谱扫描，结果表明该多糖不含蛋白质和核酸。对多糖进行DEAE-52柱层析分离，结果表明该多糖样品中基本不含中性多糖，主要由盐洗脱下的酸性多糖组成。通过对多糖的红外光谱图分析可知该细菌所产多糖在3500-3000cm-1、3000-2800 cm-1、1400-1200 cm-1、1000-1100 cm-1处均有多糖的典型特征吸收峰，多糖为β-D-葡萄吡喃糖苷键型，不含甘露糖。
　　 精制多糖粉末为乳白色，不溶于丙酮、95%乙醇和无水乙醚，较难溶于室温下的蒸馏水中，较易溶解于沸蒸馏水及1M HCl中，很容易溶解于1M NaOH中。该多糖具有多糖类的基本颜色反应，是非淀粉多糖，含有糖醛酸。对多糖粘度的性质分析得出，多糖具有良好的增粘性等特征。