短乳杆菌M-10产胞外多糖的发酵工艺优化

该研究以分离自晋西北酸粥、并能产生胞外多糖(EPS)的短乳杆菌(Levilactobacillus brevis)M-10为研究对象,采用MRS培养基,在优化碳源、氮源的基础上,通过单因素试验和响应面试验,对短乳杆菌M-10产EPS的发酵工艺进行优化。结果表明,发酵温度对短乳杆菌M-10产EPS影响极显著(P<0.01),接种量对短乳杆菌M-10产EPS影响显著(P<0.05)。最佳发酵工艺为发酵温度36℃,发酵时间45 h,初始pH值6.2,接种量1.0%(V/V)。在此优化条件下,EPS产量为(2.54±0.13)g/L,比优化前提高了2.42倍。

好氧颗粒污泥资源化中类藻酸盐胞外多糖研究进展

好氧颗粒污泥(AGS)资源化研究已成为AGS技术的重点研究方向之一,从AGS中提取所得的类藻酸盐胞外多糖(ALE)被认为是好氧颗粒污泥中最具价值的可回收资源之一。在污水处理厂技术变革聚焦于高附加值产物回收的背景下,AGS中ALE的回收应用已经形成一条较清晰的通路。首先基于AGS的形成机理及其组分,分析了AGS胞外聚合物(EPS)中所含有的ALE的独特结构和性质,总结了国内外回收和评价ALE的方法,并阐述了废水有机负荷率、碳氮比、盐度、污泥颗粒粒径、污泥停留时间等因素对ALE产量的影响,之后对同步回收ALE和其他附加值产物的研究进行了总结,最后通过对ALE广泛应用范围和实际经济价值的讨论,提出了ALE在AGS资源化方面的潜在研究方向。

植物乳杆菌胞外多糖对断奶仔猪生长性能、血清生化与免疫指标及肠道组织学的影响

旨在探究植物乳杆菌胞外多糖(LP-EPS)对断奶仔猪的生长性能、血清生化与免疫指标、抗氧化指标、肠道形态结构和肠道细胞凋亡的影响。试验选取体重相近的26日龄“杜×长×大”三元杂交断奶仔猪100头,公母各半,随机分为对照组和试验组,每组5个重复,每个重复10头,对照组饲喂基础日粮,试验组饲喂基础日粮+LP-EPS 0.4 mg/kg,试验期30 d;试验期间测定并统计2组断奶仔猪的各生产性能指标,试验结束时采集2组猪的血液和肠道组织,进行生化和免疫指标检测、肠道组织学观察以及TUNEL染色试验检测肠道细胞凋亡。结果显示:与对照组相比,添加LP-EPS的断奶仔猪,腹泻率和死亡率明显下降,平均日增重显著增加(P<0.05),料重比明显降低(P<0.05),血清中的总蛋白、白蛋白、免疫球蛋白G、免疫球蛋白A及总抗氧化能力水平明显上升(P<0.05)。此外,与对照组相比,日粮中添加LP-EPS显著提高了断奶仔猪的十二指肠、空肠和盲肠的绒毛高度(P<0.05),以及十二指肠、盲肠的绒毛高度/隐窝深度(P<0.05)。日粮中添加LP-EPS极显著降低了空肠(P<0.001)和盲肠(P<0.01)的细胞凋亡阳性率。提示:日粮中添加0.4 mg/kg的LP-EPS可提高断奶仔猪的生长性能,改善肠道绒毛形态,增强机体的免疫功能和抗氧化功能,减少肠道细胞凋亡。

胞外多糖对盐胁迫下荆芥种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响

为提高盐渍地中荆芥的种植效益,探究植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)胞外多糖对盐胁迫下荆芥种子萌发、幼苗生长的影响,同时从幼苗根系生理特性上分析其具体作用机制,设置6个处理[空白对照组(CK1)、盐胁迫对照组(CK2)、50 mg/kg胞外多糖组(T1)、100 mg/kg胞外多糖组(T2)、200 mg/kg胞外多糖组(T3)、400 mg/kg胞外多糖组(T4)]进行试验。结果表明,胞外多糖对荆芥种子萌发和幼苗生长具有显著的促进作用。其中,添加200 mg/kg胞外多糖(T3)效果最显著,与CK2相比,其种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数分别显著增加76.13%、144.16%、137.45%、265.28%,幼苗株高、茎粗、地下干质量和地上干质量分别显著升高60.49%、14.73%、40.08%、85.39%,脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量分别提高21.02%、84.56%、40.02%,Na+含量降低54.63%,K+含量升高95.24%,Na+/K+值降低76.76%,根系电解质渗出率、丙二醛(MDA)含量分别降低44.54%、43.24%,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性分别显著提高30.39%、34.59%、24.31%。综上所述,植物乳杆菌胞外多糖可以通过根系渗透调节和激活抗氧化酶防御系统来提高幼苗的抗盐性,进而促进荆芥种子萌发和幼苗生长。

融合魏斯氏菌P2胞外多糖对巨噬细胞RAW264.7增殖及免疫调节活性的影响

以乳酸菌融合魏斯氏菌(Weissella confusa,W.confusa)P2为出发菌株,通过去菌体、去蛋白、乙醇沉淀和凝胶过滤层析等步骤从发酵液中获得纯胞外多糖(Exopolysaccharides,EPS),并以巨噬细胞RAW264.7为模型,采用CCK-8(Cell counting kit-8)法、中性红实验和细胞因子试剂盒探究W.confusa P2 EPS的体外免疫调节活性。结果表明,W.confusa P2 EPS可以显著促进巨噬细胞的增殖,提升巨噬细胞的吞噬能力和释放NO的能力,并在生物量水平上提高巨噬细胞中白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、白介素-8(Interleukin-8,IL-8)和白介素-10(Interleukin-10,IL-10)细胞因子的含量,但不能提高单核细胞趋化蛋白-1(Monocyte chemotactic protein-1,MCP-1)和白介素-6(Interleukin-6,IL-6)细胞因子的含量,说明W.confusa P2 EPS具有良好的免疫调节能力。本研究结果可为W.confusa P2 EPS的构效关系研究和免疫产品开发提供理论基础。

长白山区发酵酱菜中高产胞外多糖乳酸菌的筛选及多糖抗氧化性分析

本研究旨在从发酵酱菜中筛选高产胞外多糖的乳酸菌,并探究其多糖的抗氧化性,以期寻找一种天然来源的、安全的抗氧化剂。从吉林省延吉市采集的300余份特色发酵酱菜中分离出160株乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB),根据菌落产粘法筛选出10株产胞外多糖(Exopolysaccharides,EPS)的乳酸菌,进一步以胞外多糖产量较高的菌株A63、A120、A128作为目的菌株提取粗多糖,分离提取出的EPS产量分别为0.806、0.663和0.630 g/L,经16S rDNA和pheS基因序列比对分析鉴定三株乳酸菌均为植物乳植杆菌。利用DPPH自由基、ABTS+自由基和OH自由基清除率为指标评估胞外多糖的体外抗氧化活性。结果表明,三株植物乳植杆菌的胞外多糖都具有一定的自由基清除能力,其中菌株A63所产胞外多糖浓度为10 mg/mL时,对DPPH、ABTS+和OH三种自由基的清除率分别为90.47%、51.67%和35.08%,显著高于同浓度下其他菌株胞外多糖的抗氧化能力(P<0.05),可以作为天然抗氧化剂的潜在来源。

芽孢杆菌及其胞外多糖对空心菜和茼蒿Cd吸收及土壤团聚体的影响

本研究旨在探究产胞外多糖芽孢杆菌对蔬菜镉(Cd)积累及土壤结构的影响。采用以空心菜和茼蒿为供试材料的盆栽试验,研究了功能菌株Priestia megaterium YG35和Bacillus halodurans G20降低蔬菜吸收Cd的效果和可能作用机制。结果表明,与CK相比,菌株YG35、菌株G20及其胞外多糖处理显著增加空心菜和茼蒿可食用组织干质量(37.8%~115.1%),显著降低可食用组织Cd含量(21.9%~44.2%),并使茼蒿Cd含量(0.057~0.061 mg·kg-1)达到安全可食用标准,显著降低根际土壤有效态Cd含量(3.7%~11.7%),显著(P<0.05)增加根际土壤多糖含量(35.9%~49.5%)和蔗糖酶活性(15.3%~28.4%),促进根际土壤团聚体向大粒径转化。研究表明,YG35和G20及其胞外多糖能降低蔬菜对Cd的吸收,促进蔬菜生长,改善土壤结构,具有在Cd污染土壤上实现蔬菜安全生产的应用潜力。

魏斯氏菌胞外多糖在发酵食品中的应用进展

乳酸菌的胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)是乳酸菌在生长过程中代谢到细胞外的一种天然高分子聚合物,具有抗肿瘤、抗氧化、降胆固醇、促进肠道平衡等多种生物活性,还可以作为食品的增稠剂、乳化剂、稳定剂。魏斯氏菌(Weissiella)发现时间较短,具有较强的产EPS能力。本文主要综述了魏斯氏菌的来源、多糖的合成途径、分类和功能,以及魏斯氏菌所产EPS在发酵食品中的相关应用,旨在为魏斯氏菌和其EPS的生产和应用研究提供科学依据。

植物乳杆菌胞外多糖的研究进展

植物乳杆菌是一类分布于蔬菜、水果等不同环境中的传统乳酸菌,其能够合成一系列具有不同结构特征和生物活性的胞外多糖(exopolysaccharide,EPS),对食品品质和功能的提高具有重要意义。该文从生物合成、分离、纯化、产量优化等方面综合论述了植物乳杆菌EPS的研究进展,并对植物乳杆菌EPS的结构、流变学特性、生物活性方面的最新研究进展进行了综述。

扁桃斑鸠菊叶促进灵芝胞外多糖高产条件优化及抗氧化活性研究

胞外多糖(EPS)是灵芝液体发酵的主要活性产物,为提高灵芝胞外多糖含量,在发酵培养基中添加扁桃斑鸠菊叶粉末,采用单因素和正交试验优化发酵条件,红外光谱表征灵芝多糖结构,并分析其抗氧化活性。单因素实验结果表明,扁桃斑鸠菊叶粉末优化的添加量为4 g/L,胞外多糖含量与对照相比提高到167%;正交试验优化的发酵条件为:发酵时间12 d、起始pH5.0、转速120 r/min、扁桃斑鸠菊叶粉末的添加量为4 g/L,在此条件下,胞外多糖含量达到13.05 g/L;红外光谱图表明添加和未添加扁桃斑鸠菊叶粉末的灵芝胞外多糖类型相似;抗氧化活性实验显示扁桃斑鸠菊叶粉末添加对胞外多糖清除ABTS+·的影响较小,但增强了其对·OH、DPPH·清除能力和Fe3+还原能力。扁桃斑鸠菊叶能有效提高灵芝胞外多糖的含量,为灵芝多糖的高效生产提供新思路。

植物乳杆菌HDL-03胞外多糖合成条件的优化研究

为提高乳酸菌胞外多糖(EPS)产量,促进其开发及应用,本研究以植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)HDL-03为出发菌株,通过单因素试验优化菌株产EPS的发酵条件,提高EPS产量。结果表明,L.plantarum HDL-03的最佳产EPS发酵条件为:蔗糖70 g/L、蛋白胨6 g/L、牛肉膏8 g/L、酵母浸粉7 g/L、乙酸钠1 g/L、硫酸镁0.3 g/L、磷酸氢二钾1 g/L、柠檬酸铵3 g/L、初始pH 6.5、培养温度30℃、摇床转速120 r/min、接种量3%,优化后L.plantarum HDL-03的EPS终产量为80.0 g/L,相比于优化前的EPS产量提高了2.3倍。本研究提高了乳酸菌EPS的产量,有助于其分离纯化及工业化生产。

植物乳杆菌胞外多糖的生物合成及生物学功能

胞外多糖(EPS)作为植物乳杆菌重要的生物活性分子,其合成受基因簇的调控。不同的植物乳杆菌菌株具有不同的EPS合成基因簇,产生不同组成和结构的胞外多糖,这些胞外多糖以菌株特异性的方式影响微生物与宿主相互作用,从而产生抗氧化、抗肿瘤和免疫调节等不同的生物学功能。本文总结植物乳杆菌的胞外多糖的基本特征,概述其生物合成和生物学功能,以期解析植物乳杆菌胞外多糖生物合成遗传信息-物理化学特征-生理功能的关联,为阐明其发挥益生作用的模式提供理论依据。

副球菌TH21-44胞外多糖的结构表征及其抗氧化活性探究

针对副球菌(Paracoccus sp.)TH21-44所产胞外多糖(exopolysaccharide,EPS),通过离子交换层析分离纯化,结合全波段扫描、电子显微镜、高效液相色谱及凝胶渗透色谱等,解析其化学组分和结构,并探究TH21-44 EPS对DPPH、ABTS+以及羟自由基清除能力和还原能力,评估TH21-44 EPS的抗氧化活性。结果表明,副球菌TH21-44的EPS由两种多糖组分构成,其中EPS-1为主成分,其总糖占比92.63%,并含有少量蛋白和硫酸盐,表观结构呈现粗糙且致密多孔的片状或树杈状,单糖组成以葡萄糖、半乳糖和甘露糖为主;抗氧化结果表明,EPS-1在5 mg/mL浓度时,对DPPH和羟自由基的清除力分别为59.61%和78.55%,EPS-1为3 mg/mL浓度时对ABTS清除力达99.36%,与Vc持平。本研究结果可为微生物胞外多糖的菌种资源开发和应用提供参考。

小美牛肝菌内生真菌的分离鉴定及产胞外多糖发酵条件优化

该研究从小美牛肝菌(Boletus speciosus)子实体中分离筛选产胞外多糖内生真菌,通过形态学观察及分子生物学技术对筛选菌株进行鉴定。以胞外多糖产量为评价指标,采用单因素试验研究发酵培养基和发酵条件对筛选菌株产胞外多糖产量的影响,在单因素试验结果的基础上,通过响应面试验对胞外多糖产量影响较大的发酵条件进行优化。结果表明,筛选出一株产胞外多糖内生真菌,命名为XY,被鉴定为Hypomyces chlorinigenus。最佳产胞外多糖发酵培养基为:葡萄糖4%、豆粕粉3%、KH2PO40.25%、CaCl20.05%;最佳发酵条件为:发酵温度24℃、摇床转速190 r/min、接种量8%(V/V)、装液量100 mL/250 mL、发酵时间6.5 d。在此条件下,菌株XY的胞外多糖产量达到36.04 mg/mL。

巴马地区产胞外多糖益生乳酸菌的筛选及鉴定

采用含碳酸钙的快速初筛培养基,结合形态学观察、革兰氏染色、过氧化氢酶接触实验、菌落拉丝法和硫酸-苯酚法,从巴马自然发酵食品中筛选产胞外多糖乳酸菌,对其耐酸、耐胆盐、细胞表面疏水性和生物安全性进行研究,并采用分子生物学技术对筛选益生菌株进行鉴定。结果表明,从巴马自然发酵食品中筛选到6株产胞外多糖乳酸菌,编号分别为R2、R3、R4、R5、R6和R9;其中菌株R6多糖产量最高(106.73 mg/L),p H 3时耐酸性最佳,0.05%胆盐时延滞期最短(1.50 h),细胞表面疏水性最突出(在十六烷中的细胞表面疏水性达到了93.28%),对沙门氏菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制作用最显著,且对多种常见抗生素敏感和不具有溶血活性,菌株R6被鉴定为植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum),可作为潜在益生菌株。

黄褐假单胞菌Y11产胞外多糖发酵条件优化及其抗氧化活性研究

为提高黄褐假单胞菌(Pseudomonas syringae)液态发酵产胞外多糖(EPS)量,以胞外多糖产量为评价指标,通过单因素及响应面试验对菌株发酵产胞外多糖条件进行优化,并对其胞外多糖的抗氧化性进行研究。结果表明,黄褐假单胞菌最佳产胞外多糖条件为麦芽糖44 g/L、大豆蛋白胨11 g/L、磷酸二氢钠8 g/L、接种量4%、转速160 r/min、发酵温度28℃、发酵时间72 h、初始pH 7.0。在此优化条件下,胞外多糖的产量为4.56 g/L,是优化前的3.7倍。抗氧化性研究结果表明,在一定浓度范围内,EPS对DPPH自由基、ABTS自由基、羟自由基、超氧阴离子自由基具有较好的清除活性,当胞外多糖质量浓度为2.5 mg/mL时,EPS对DPPH自由基、ABTS自由基、羟自由基、超氧阴离子自由基的清除能力分别为(70.83±1.80)%、(45.00±1.73)%、(65.83±1.80)%和(44.6±2.11)%,说明黄褐假单胞菌液态发酵产胞外多糖具有一定的抗氧化活性。

德氏乳杆菌KY20胞外多糖对C57BL/6小鼠肥胖的预防作用

为探究德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)KY20及其胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)对高脂饮食小鼠肥胖的预防作用,首先对KY20的生长速率、耐酸、耐胆盐活性进行测定,并对其EPS进行提取纯化;采用高脂饮食构建肥胖小鼠模型,设立正常组、模型组、KY20组及其EPS低、中、高剂量组,连续灌胃12周并定期记录小鼠体质量,测定葡萄糖耐量、胰岛素耐量、脏器指数,苏木精伊红染色观察肝脏和脂肪组织变化,试剂盒检测胰岛素、总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high⁃density lipoprotein⁃cholesterol,HDL⁃C)、低密度脂蛋白胆固醇(low⁃density lipoprotein⁃cholesterol,LDL⁃C)含量,气相色谱法检测小鼠盲肠内容物中短链脂肪酸(short chain fatty acids,SCFAs)的含量。结果显示,德氏乳杆菌KY20具有较强的耐酸、耐胆盐能力,并对青霉素、庆大霉素等有敏感性;KY20及其胞外多糖能够降低肥胖小鼠的体质量,改善血脂代谢紊乱,有效抑制高脂饮食诱导的肥胖。

植物乳杆菌DMDL 9010胞外多糖合成蛋白cpsB的生物信息学分析

为了探讨植物乳杆菌DMDL 9010胞外多糖合成蛋白cpsB的结构特性,该文通过生物信息学技术研究了胞外多糖合成蛋白cpsB的理化性质、亲/疏水性、跨膜结构、功能位点、磷酸化位点、信号肽、结构域、保守功能域、序列同源性以及空间结构进行预测与分析。结果表明胞外多糖合成蛋白cpsB相对分子质量约为2920,等电点6.86,含有191个氨基酸;其为疏水蛋白,具有较高的稳定性;经过跨膜结构预测,发现其不存在跨膜结构,为胞内蛋白;胞外多糖合成蛋白cpsB中含有15个磷酸位点;氨基酸序列中不包含信号肽,所编码蛋白均为内分泌型蛋白;保守功能域预测中,基因中仅发现一段PHP结构域,该基因可能参与调节胞外多糖的基因表达。胞外多糖合成蛋白cpsB的二级结构中α-螺旋占51.14%,并不存在β-折叠和β-转角结构,其三级结构比例与二级结构基本相似。该研究对植物乳杆菌DMDL 9010的胞外多糖合成蛋白cpsB功能机制进行深入研究,对利用基因工程技术研究其胞外多糖的生物合成具有重要意义。

微生物胞外多糖在环境中的应用

微生物胞外多糖具有可再生、可生物降解、吸附性强、抗炎、抗氧化和抗病毒等重要特性,在食品、医药、化妆品和环境保护等领域具有多种用途。先前的研究主要集中在微生物胞外多糖的分离纯化及结构研究,有关微生物胞外多糖结构和功能的关系,以及胞外多糖在环境保护上的报道较少。为了阐明微生物胞外多糖构效关系,拓展其应用范围,综述了微生物胞外多糖的单糖组成、分子量、官能团、糖苷键、表面形态对其功能的影响,并归纳了微生物胞外多糖在污水处理、土壤修复、抗生素消除等环境保护领域的潜在应用。由于微生物胞外多糖产量和生物活性较低,限制其广泛的工业化应用,通过基因工程技术、结构修饰和优化发酵条件等手段有望提高微生物胞外多糖的产量,促进其在环境保护中的开发和应用。

嗜热链球菌937胞外多糖生物合成途径及表型分析

嗜热链球菌在生长过程中产生的胞外多糖能够改善发酵乳制品质地,还具有多种生理生化功能。为探究组氨酸、异亮氨酸和谷氨酸对嗜热链球菌937胞外多糖的调控机制,该研究通过全基因组测序,分析了菌株胞外多糖合成途径,随后探究了3种氨基酸浓度提升对菌株生长、胞外多糖产量和性质以及epsABCD转录水平的影响。结果发现,该菌具有转运葡萄糖、蔗糖等特异性PTS转运系统和乳糖渗透酶;具有合成UDP-葡萄糖、UDP-半乳糖和dTDP-鼠李糖的潜力;染色体上存在由18个编码基因组成的eps基因簇。当3种氨基酸浓度提升至15 mmol/L时,菌株胞外多糖产量提升1.5倍、分子质量提升1.2倍、单糖组成摩尔比发生变化并且epsABCD转录水平均显著上调(P<0.05)。3种氨基酸通过调控epsABCD的表达,提升了胞外多糖产量并调节了化学性质,该研究结果在基因水平上为嗜热链球菌胞外多糖生物合成提供了更好的解释。