硫酸化多糖产生菌的筛选及多糖的纯化和鉴定

硫酸化多糖是多糖分子上的羟基被硫酸根取代而形成的一种多糖,具有抗氧化、抗肿瘤、抗病毒、免疫调节等多种生物活性,在生物医药、食品和化妆品领域有广泛的应用。目前硫酸化多糖主要从动植物体中提取或经化学修饰得到,存在生产工艺复杂、产品质量不稳定以及环境污染等问题,需要寻找硫酸化多糖的新来源。微生物法生产硫酸化多糖具有周期短、成本低等优点,但目前发现的产硫酸化多糖的微生物种类少,产量低。本文对实验室分离的硫酸化多糖产生菌进行筛选,对产量较高菌株所产硫酸化多糖进行分离纯化、结构分析和抗氧化研究,并优化培养基组成以提高多糖的产量。主要内容如下:(1)硫酸化多糖产生菌株的筛选。比较了56株芽孢杆菌在2种培养基上硫酸化多糖产量,发现菌株在2种培养基上的硫酸化多糖产量具有一致性。菌株发酵液经蛋白酶处理和透析处理后,降低了蛋白质含量,但均不影响硫酸化多糖含量。筛选出硫酸化多糖产量高的菌株BZ-S-TR-10-2。(2)对菌株BZ-S-TR-10-2的硫酸化多糖进行分离纯化。首先优化了发酵上清液蛋白酶处理条件,用1 U/m L碱性蛋白酶酶解1 h,可rapid biomarker去除62%的蛋白。酶处理的样品用D201大孔Puromycin使用方法树脂离子交换层析分离,经过氯化钠溶液梯度洗脱,得到3个洗脱峰,对应20、30、40 g/L氯化钠浓度,其中30 g/L氯化钠洗脱得到的硫酸化多糖含量最高,将此样品经凝胶过滤层析纯化,得到一个洗脱峰,回收率为31.98%。(3)对分离纯化的多糖进行了鉴定。紫外光谱表明样品纯度高,没有蛋白和核酸存在。红外光谱表明该样品为含硫酸基团的多糖,具有多糖和硫酸根的特征信号。核磁图谱表明样品为α-构型的吡喃糖。单糖组成分析表明该多糖以葡萄糖为主要组成单糖,同时含有半乳糖、甘露糖醛酸、氨基葡萄糖、N-乙酰-D氨基葡萄糖和少量阿拉伯糖,摩尔比为7.37:0.84:0.84:0Serine Protease抑制剂.37:0.39:0.16,样品的重均分子量Mw为74.375 k Da,数均分子量Mn为72.195 k Da。(4)对菌株BZ-S-TR-10-2产硫酸化多糖的发酵培养基进行优化,优化的培养基组成为:15 g/L蔗糖、8 g/L酵母粉、3 g/L磷酸氢二铵、1 g/L硫酸镁、2 g/L磷酸氢二钾、2 g/L磷酸二氢钾,装液量为50m L/250m L时,硫酸化多糖的产量为1.69 g/L,比优化前提高了4.2倍。(5)对硫酸化多糖的抗氧化性进行了初步研究。硫酸化多糖抗氧化活性较好,浓度为10 mg/m L时,DPPH自由基清除活性为18.48%,羟自由基清除活性为97.62%,ABTS自由基清除活性为38.92%。