植物乳杆菌KX041胞外多糖性质及其菌株益生特性应用研究

1、植物乳杆菌KX041胞外多糖性质及其菌株益生特性应用研究乳酸菌胞外多糖 (exopolysaccharides,EPS) 是乳酸菌在生长代谢过程中合成并分泌到培养基中的粘液多糖 , 或者黏附在菌体细胞表面而形成的荚膜多糖。乳酸菌胞外多糖不仅具有增稠、乳化、稳定特性 , 能够作为天然食品添加剂用以提高产品质构 , 同时还具有抗氧化、抗肿瘤、免疫调节、抑菌、降血脂、降血压、促进菌体肠道定殖等生物活性。 Lactobacillus plantarum KX041 筛选于重庆开县泡菜中 , 前期研究证明其不仅能够代谢产生具有抑菌能力的细菌素 , 同时可分泌具有较强抗氧化活性的胞外多糖。本文对 L.pl

2、antarum KX041所产胞外多糖脱色工艺进行了优化 , 进一步建立了胞外多糖分离纯化工艺条件 , 初步研究了胞外多糖纯化组分的分子结构及生物活性 ; 与此同时 , 研究分析了 L.plantarum KX041的益生特性 , 并将其应用于脱脂牛乳和大豆乳发酵中 , 评价其应用特性 , 具体研究结果如下 :(1) 优化大孔树脂对 L.plantarum KX041 胞外多糖的脱色条件 , 探讨脱色处理对多糖含量、相对分子质量分布、 单糖组成以及红外光谱等理化特性的影响并初步分析了胞外多糖的免疫调节、 抗肿瘤、抗氧化活性以及絮凝、乳化、流变学等物理特性。结果表明 : 大孔树脂 D4020对胞

3、外多糖的脱色效果最好 , 最优工艺参数为树脂用量 3 g/20mL, 多糖浓度 5 mg/mL,脱色时间 5 h, 最终脱色率达 81.2%, 多糖保留率为 69.77%;研究同时发现使用大孔树脂脱色可吸附清除残留蛋白 , 使多糖样品的蛋白含量从 9.4%降到 0.4%, 多糖含量从 46.17%增加至 80.04%; 大孔树脂对相对分子质量较小的多糖组分具有较好的吸附作用 , 脱色前后多糖样品单糖构成种类没有变化, 但比例有所改变 ; 物理、生理活性分析表明脱色后胞外多糖呈现非牛顿假塑性流体特性, 增加脱脂乳黏度 , 且具有一定的絮凝、乳化能力 , 同时能够促进 RAW264.7巨噬细胞增殖

4、以及中性红吞噬能力 , 对 ABTS和 DPPH自由基有清除作用。 (2) 研究建立了 DEAE-Sepharose Fast Flow column(?2.6 cm 1 m) 和 Sephacryl S-300column(?2.6cm 1m)两步法层析纯化工艺 , 分离纯化得到三种多糖组分 EPS-1-1、EPS-2-1 和 EPS-3,相对分子质量分别为57201、70734 和 26387 Da。EPS-1-1 和 EPS-2-1 是分子量分布均一的多糖组分, 具有 - 构型的糖苷键 , 由阿拉伯糖 , 甘露糖 , 葡萄糖和半乳糖组成 ,摩尔比分别为 1.09:88.53:3.99:6

5、.39和 0.58:94.11:3.55:1.76。EPS-3-1 为分子量分布非均一的多糖组分, 由鼠李糖 , 岩藻糖 , 阿拉伯糖, 木糖 , 甘露糖 , 葡萄糖和半乳糖醛酸组成, 摩尔比为2.01:2.65:10.95:4.62:4.07:27.81:44.16:3.73,含有三螺旋结构 ;SEM分析表明 ,EPS-1-1 和 EPS-2-1 均呈现出片层状堆积成紧凑的块状结构 , 且表面粗糙 ; 这三种纯化多糖组分均具有清除 ABTS自由基和 DPPH自由基能力 , 质粒 DNA损伤保护作用且能够增强巨噬细胞RAW264.7的增殖和吞噬能力 , 但对 HT29细胞增殖没有抑制作用。(3

6、)L.plantarum KX041 益生特性分析表明 , 其具有高渗透压耐受性、酸耐受性及胆盐耐受性 , 可耐受 8%NaCl,pH 2.0 和 0.25%胆盐处理 , 能够在人的胃肠道内存活 ; 表面疏水特性分析表明 ,L.plantarum KX041具有较好的表面疏水能力, 暗示其对肠上皮细胞具有良好的黏附能力;完整细胞菌悬液体外抗氧化活性分析表明其具有清除DPPH/ABTS自由基 , 羟自由基能力以及还原能力。研究将L.plantarum KX041应用于脱脂乳及豆乳发酵中, 结果表明 : 其在脱脂乳中单独发酵性能较差,可以作为附属发酵剂与商业菌共同发酵酸奶, 对发酵乳的质构、酸度、风味无任何不良影响 , 且后酸化能力弱 , 在 21 天的冷藏期间 , 能够保持有效活菌浓度。 L.plantarum KX041 在大豆乳中具有较好的发酵性能 , 因可作为单独发