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        產(chǎn)多糖菌的篩選及其發(fā)酵條件研究

        2016-12-31 00:00:00張雯任小慧劉志偉
        科技創(chuàng)新與應用 2016年22期

        摘 要:微生物多糖可由微生物進行大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn),因此可以降低多糖的生產(chǎn)成本,并有可能獲得具備特殊性能的多糖。本研究從海水和海藻取樣,獲得6株可能具備產(chǎn)多糖能力的菌種,然后進行搖瓶復篩,B1號菌的多糖產(chǎn)量最大,因此選擇B1號菌進行進一步的發(fā)酵條件優(yōu)化研究。當發(fā)酵溫度為25℃時,多糖產(chǎn)量達到最高。發(fā)酵接種量對發(fā)酵的影響較小,接種量為5%時,多糖產(chǎn)率最高,接種量繼續(xù)增加,多糖的產(chǎn)量有所下降,且最終確定發(fā)酵36小時為最佳的發(fā)酵時間。

        關鍵詞:微生物多糖;產(chǎn)多糖菌株;發(fā)酵條件優(yōu)化

        1 概述

        多糖是一類天然大分子物質(zhì),由于具備優(yōu)良的生物活性,大量的活性基團,因此在眾多研究領域有廣泛的應用[1][2][3]。微生物多糖是由微生物在發(fā)酵過程中產(chǎn)生,具備各種不同的生物活性,已經(jīng)在抗腫瘤,抗感染以及石油化工等領域有了諸多的應用,并可以作為各種化學品,如絮凝劑,保鮮劑等在食品、醫(yī)藥、化工領域等發(fā)揮作用[4][5]。從海洋中篩選獲得產(chǎn)多糖微生物,目前也是產(chǎn)多糖微生物研究領域的研究熱點,在本課題中,以海水和秦皇島海域野生海藻進行取樣,篩選出產(chǎn)多糖的海洋微生物,并對該產(chǎn)多糖微生物的多糖發(fā)酵條件進行研究,獲得最佳的發(fā)酵條件,為多糖微生物的篩選及發(fā)酵研究提供了新的研究思路。

        2 材料與方法

        2.1 培養(yǎng)基

        篩選固體培養(yǎng)基:酵母粉5g/L,蛋白胨10g/L,NaCl 10g/L,瓊脂20g/L。

        搖瓶液體培養(yǎng)基:蛋白胨5g/L,葡萄糖5g/L,K2HPO3 2g/L。

        2.2 試驗方法

        2.2.1 產(chǎn)多糖菌的篩選

        從海水及海藻取樣。各自稱量約10g海水和海藻塊,溶解于無菌水中,磁力攪拌作用得到菌懸液。分別標記為A和B。吸取稀釋液均勻涂布到已經(jīng)滅菌的篩選固體培養(yǎng)基上,進行培養(yǎng)。觀察菌落形態(tài),選擇粘稠菌落進行劃線分離純化保藏。將活化后的菌種接種到液體搖瓶培養(yǎng)基中,轉(zhuǎn)速為150r/min,震蕩培養(yǎng)48小時,選擇胞外多糖含量最大的菌種為后續(xù)研究菌種。

        2.2.2 產(chǎn)多糖菌的發(fā)酵實驗

        設定不同的發(fā)酵溫度,接種量,培養(yǎng)時間,確定最佳發(fā)酵條件。

        2.2.3 胞外多糖含量的測定:

        苯酚硫酸法[6]

        2.2.4 菌株生理特征分析:

        方法對照手冊。

        3 結果與討論

        3.1 產(chǎn)多糖菌的篩選

        經(jīng)過前期的培養(yǎng)實驗,挑選不同菌落并進行劃線分離培養(yǎng)后,本次試驗分離純化出6株菌落粘稠且不同形態(tài)的菌種。他們的培養(yǎng)基編號分別是A1號、B1號、B2號、A3號、B3號、B4號。并通過搖瓶發(fā)酵,取出發(fā)酵液進行觀察。經(jīng)苯酚硫酸法測定后,B1的多糖產(chǎn)率最高,為后續(xù)研究菌種。

        3.2 菌種生理特征

        分析顯示B1為革蘭氏陽性菌,淀粉水解試驗陽性,V-P試驗陰性,檸檬酸鹽實驗陰性,油脂水解實驗陰性。

        3.3 發(fā)酵條件優(yōu)化

        對產(chǎn)多糖菌B1的發(fā)酵條件進行優(yōu)化,以期達到最佳的發(fā)酵效果和最大的多糖產(chǎn)量。

        本課題中采用的是恒溫發(fā)酵過程,選擇不同的發(fā)酵溫度,并判斷其對產(chǎn)多糖效果的影響,20℃多糖產(chǎn)量為0.77g/L,25℃多糖產(chǎn)量為0.94g/L,30℃多糖產(chǎn)量為0.82g/L,35℃多糖產(chǎn)量為0.71g/L,40℃多糖產(chǎn)量為0.52g/L,多糖產(chǎn)量隨著發(fā)酵溫度的升高,先增加后減少,且當發(fā)酵溫度為25℃時,多糖產(chǎn)量達到最高,溫度高于30℃后,多糖產(chǎn)量明顯下降。在最佳的發(fā)酵溫度條件下,選擇不同的接種量,判斷海洋產(chǎn)多糖微生物發(fā)酵產(chǎn)量隨接種量的變化規(guī)律,2%接種量時,多糖產(chǎn)量為0.88g/L;5%接種量時,多糖產(chǎn)量為0.94g/L;8%接種量多糖產(chǎn)量為0.76g/L;10%接種量時,多糖產(chǎn)量為0.75g/L;15%接種量時,多糖產(chǎn)量為0.7g/L。接種量為5%時,多糖產(chǎn)率最高,接種量繼續(xù)增加,多糖的產(chǎn)量有所下降。在確定發(fā)酵溫度和發(fā)酵接種量的基礎之上,對發(fā)酵時間進行研究。24小時,產(chǎn)物濃度為0.47g/L,發(fā)酵產(chǎn)物的濃度隨在48小時達到最高為1.04g/L,而發(fā)酵36小時的產(chǎn)物濃度為0.94g/L,基本接近最高值,考慮到發(fā)酵時間的優(yōu)化,最終確定發(fā)酵36小時為最佳的發(fā)酵時間。

        4 結束語

        本課題篩選一株能產(chǎn)生多糖的海洋微生物B1,對B1菌進行了生理生化特征分析,且對其發(fā)酵條件進行了研究,為進一步的應用研究提供了一定的理論基礎。

        參考文獻

        [1]梅秀明,潘道東.乳酸乳球菌胞外多糖的分離及其體外抗氧化活性研究[J].食品科學,2009,30(1):232-235.

        [2]袁建鋒,蔡恒,單咸 ,等.一株芽孢桿菌胞外多糖的分離純化及其抗氧化性測定[J].微生物學通報,2009,36(10):1466-1470.

        [3]吳東儒.糖類的生物化學[M].北京:高等教育出版社,1987.

        [4]郭守東.微生物胞外多糖的結構及其抗氧化活性研究[D].中國海洋大學,2010

        [5]李靜.一株多糖高產(chǎn)菌株的研究與應用[D].貴州大學,2006.

        [6]馬波.產(chǎn)多糖海洋菌的篩選與發(fā)酵動力學研究[D].廣西大學,2006.

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