產多糖菌的篩選及其發酵條件研究

摘 要：微生物多糖可由微生物進行大規模發酵生產，因此可以降低多糖的生產成本，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株可能具備產多糖能力的菌種，然后進行搖瓶復篩，B1號菌的多糖產量最大，因此選擇B1號菌進行進一步的發酵條件優化研究。當發酵溫度為25℃時，多糖產量達到最高。發酵接種量對發酵的影響較小，接種量為5%時，多糖產率最高，接種量繼續增加，多糖的產量有所下降，且最終確定發酵36小時為最佳的發酵時間。

關鍵詞：微生物多糖；產多糖菌株；發酵條件優化

1 概述

多糖是一類天然大分子物質，由于具備優良的生物活性，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酵過程中產生，具備各種不同的生物活性，已經在抗腫瘤，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、醫藥、化工領域等發揮作用[4][5]。從海洋中篩選獲得產多糖微生物，目前也是產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，篩選出產多糖的海洋微生物，并對該產多糖微生物的多糖發酵條件進行研究，獲得最佳的發酵條件，為多糖微生物的篩選及發酵研究提供了新的研究思路。

2 材料與方法

2.1 培養基

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

搖瓶液體培養基：蛋白胨5g/L，葡萄糖5g/L，K2HPO3 2g/L。

2.2 試驗方法

2.2.1 產多糖菌的篩選

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滅菌的篩選固體培養基上，進行培養。觀察菌落形態，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基中，轉速為150r/min，震蕩培養48小時，選擇胞外多糖含量最大的菌種為后續研究菌種。

2.2.2 產多糖菌的發酵實驗

設定不同的發酵溫度，接種量，培養時間，確定最佳發酵條件。

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 產多糖菌的篩選

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

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 發酵條件優化

對產多糖菌B1的發酵條件進行優化，以期達到最佳的發酵效果和最大的多糖產量。

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

4 結束語

本課題篩選一株能產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.一株多糖高產菌株的研究與應用[D].貴州大學，2006.

[6]馬波.產多糖海洋菌的篩選與發酵動力學研究[D].廣西大學，2006.