植物乳桿菌KX041胞外多糖性質及其菌株益生特性應用研究.docx

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1、植物乳桿菌KX041胞外多糖性質及其菌株益生特性應用研究乳酸菌胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)是乳酸菌在生長代謝過程中合成并分泌到培養(yǎng)基中的粘液多糖,或者黏附在菌體細胞表面而形成的莢膜多糖。乳酸菌胞外多糖不僅具有增稠、乳化、穩(wěn)定特性,能夠作為天然食品添加劑用以提高產品質構,同時還具有抗氧化、抗腫瘤、免疫調節(jié)、抑菌、降血脂、降血壓、促進菌體腸道定殖等生物活性。LactobacillusplantarumKX041篩選于重慶開縣泡菜中,前期研究證明其不僅能夠代謝產生具有抑菌能力的細菌素,同時可分泌具

2、有較強抗氧化活性的胞外多糖。本文對L.plantarumKX041所產胞外多糖脫色工藝進行了優(yōu)化,進一步建立了胞外多糖分離純化工藝條件,初步研究了胞外多糖純化組分的分子結構及生物活性;與此同時,研究分析了L.plantarumKX041的益生特性,并將其應用于脫脂牛乳和大豆乳發(fā)酵中,評價其應用特性,具體研究結果如下:(1)優(yōu)化大孔樹脂對L.plantarumKX041胞外多糖的脫色條件,探討脫色處理對多糖含量、相對分子質量分布、單糖組成以及紅外光譜等理化特性的影響并初步分析了胞外多糖的免疫調節(jié)、抗腫瘤、抗氧化活性以及絮

3、凝、乳化、流變學等物理特性。結果表明:大孔樹脂D4020對胞外多糖的脫色效果最好,最優(yōu)工藝參數(shù)為樹脂用量3g/20mL,多糖濃度5mg/mL,脫色時間5h,最終脫色率達81.2%,多糖保留率為69.77%;研究同時發(fā)現(xiàn)使用大孔樹脂脫色可吸附清除殘留蛋白,使多糖樣品的蛋白含量從9.4%降到0.4%,多糖含量從46.17%增加至80.04%;大孔樹脂對相對分子質量較小的多糖組分具有較好的吸附作用,脫色前后多糖樣品單糖構成種類沒有變化,但比例有所改變;物理、生理活性分析表明脫色后胞外多糖呈現(xiàn)非牛頓假塑性流體特性,增加脫脂乳黏

4、度,且具有一定的絮凝、乳化能力,同時能夠促進RAW264.7巨噬細胞增殖以及中性紅吞噬能力,對ABTS和DPPH自由基有清除作用。(2)研究建立了DEAE-SepharoseFastFlowcolumn(?2.6cm×1m)和SephacrylS-300column(?2.6cm×1m)兩步法層析純化工藝,分離純化得到三種多糖組分EPS-1-1、EPS-2-1和EPS-3,相對分子質量分別為57201、70734和26387Da。EPS-1-1和EPS-2-1是分子量分布均一的多糖組分,具有α-構型的糖苷鍵,由阿拉伯糖

5、,甘露糖,葡萄糖和半乳糖組成,摩爾比分別為1.09:88.53:3.99:6.39和0.58:94.11:3.55:1.76。EPS-3-1為分子量分布非均一的多糖組分,由鼠李糖,巖藻糖,阿拉伯糖,木糖,甘露糖,葡萄糖和半乳糖醛酸組成,摩爾比為2.01:2.65:10.95:4.62:4.07:27.81:44.16:3.73,含有三螺旋結構;SEM分析表明,EPS-1-1和EPS-2-1均呈現(xiàn)出片層狀堆積成緊湊的塊狀結構,且表面粗糙;這三種純化多糖組分均具有清除ABTS自由基和DPPH自由基能力,質粒DNA損傷保護作

6、用且能夠增強巨噬細胞RAW264.7的增殖和吞噬能力,但對HT29細胞增殖沒有抑制作用。(3)L.plantarumKX041益生特性分析表明,其具有高滲透壓耐受性、酸耐受性及膽鹽耐受性,可耐受8%NaCl,pH2.0和0.25%膽鹽處理,能夠在人的胃腸道內存活;表面疏水特性分析表明,L.plantarumKX041具有較好的表面疏水能力,暗示其對腸上皮細胞具有良好的黏附能力;完整細胞菌懸液體外抗氧化活性分析表明其具有清除DPPH/ABTS自由基,羥自由基能力以及還原能力。研究將L.plantarumKX041應用于脫

7、脂乳及豆乳發(fā)酵中,結果表明:其在脫脂乳中單獨發(fā)酵性能較差,可以作為附屬發(fā)酵劑與商業(yè)菌共同發(fā)酵酸奶,對發(fā)酵乳的質構、酸度、風味無任何不良影響,且后酸化能力弱,在21天的冷藏期間,能夠保持有效活菌濃度。L.plantarumKX041在大豆乳中具有較好的發(fā)酵性能,因可作為單獨發(fā)酵劑用于豆乳發(fā)酵,且其發(fā)酵而成的酸豆乳,質構、持水力等方面均優(yōu)于商業(yè)菌劑發(fā)酵的酸豆乳,推測原因可能與其產酸速率和胞外多糖分泌有關,且在冷藏期間,保持穩(wěn)定的活菌濃度且后酸化能力弱。