基于基因分析的产胞外多糖乳酸菌的筛选及其体外抗氧化研究

摘要

以本实验室保藏的具有降解30%以上胆固醇的15株乳酸菌为筛选源,获得高产EPS的菌株并进行基因序列比对,同时研究其EPS体外抗氧化能力,为该菌的生产应用提供基础实验数据。采用苯酚-硫酸法与DNS法测定乳酸菌所产EPS含量。对高产EPS菌株进行16S rRNA测序鉴定及全基因组测序分析。通过研究乳酸菌胞外多糖对DPPH自由基和ABTS自由基清除作用、FRAP、ORAC的测定,确定其体外抗氧化活性。经16S rRNA测序表明,得到C28为乳酸片球菌,R4、R40两株菌为屎肠球菌,C60、R5、R8、R10、R24、R27、R28、R39、R43、R47、J3均为鼠李糖乳杆菌,R38为植物乳杆菌。R5、R40产EPS能力最强产量达678.01±17.44 mg/L、710.73±23.25 mg/L(R5、R40两株菌产量没有显著差异)。不同菌株EPS在DPPH体系中抗氧化能力差异显著(P<0.05),其中R4、R5最强分别为19.89±0.54、18.58±0.65Trolox当量;R47在ABTS体系中最强达190.77±9.53 mg/g Trolox当量,R5为163.78±7.64 mg/g Trolox当量;R39在ORAC体系中最强达101.40±4.20 mg/g Trolox当量,R5为68.38±7.19 mg/g Trolox当量;R5铁还原体系中能力最强,达到7.65±0.64 mg/g Trolox当量。将鼠李糖乳杆菌R5基因序列与NCBI上与产EPS有关的相关基因序列进行比对,发现鼠李糖乳杆菌R5基因中有19个与EPS产生相关的基因,R5所产EPS是荚膜类多糖。综合产EPS能力和所产EPS的抗氧化能力结果,R5具有高产EPS和抗氧化活性,并确定其产多糖基因序列,为进一步高通量筛选高产EPS菌株和构建基因工程菌提供前期的实验基础。