微生物多糖的研究进展样本
多糖研究综述
多糖研究综述近年来，随着人们对健康的关注与追求，多糖作为一种重要的生物大分子，引起了广泛的研究兴趣。
多糖广泛存在于植物、动物和微生物中，具有多样的结构和功能，对人类健康和疾病的发展起着重要的调控作用。
本文将综述多糖的研究进展以及其在食品、医药和生物工程领域的应用。
一、多糖的定义和分类多糖是指由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的生物高分子化合物。
按照其分子结构和来源不同，多糖可以分为植物多糖、动物多糖和微生物多糖。
植物多糖主要来自于藻类、真菌和根茎等植物组织，如葡萄糖、果糖和半乳糖等。
动物多糖主要存在于动物体内的组织中，如胶原蛋白、软骨素和玻尿酸等。
微生物多糖主要来源于微生物代谢产物，如藻类多糖和微生物黏多糖等。
二、多糖的生物功能多糖在生物体内具有多种功能。
首先，多糖可作为储能物质，为生物提供能量。
例如，植物中的淀粉和动物体内的糖原就是储存在细胞中的多糖，可以在需要能量时被分解为单糖供给机体。
其次，多糖还具有保护和支撑作用。
植物细胞壁中的纤维素是一种重要的多糖，能够提供机械支撑，并保护细胞免受外界的伤害。
动物体内的胆固醇和酸性粘多糖则能够维持细胞膜的稳定性。
此外，多糖还能够调节免疫功能、抗氧化、促进胃肠道健康等。
三、多糖在食品领域的应用多糖在食品加工中具有广泛的应用前景。
首先，多糖能够改善食品的质感和口感。
在面点、糕点、饼干等食品中添加适量的多糖，能够提高其软硬度、黏性和弹性，使产品更加美味可口。
其次，多糖还具有保湿和稳定乳化的作用。
在乳制品、果酱和调味品中添加多糖，不仅能够延长货架期，还能够保持产品的质量和口感。
此外，多糖还能够作为食品中的纤维素，帮助调节肠道功能，促进消化和吸收。
四、多糖在医药领域的应用多糖在医药领域具有广泛的应用潜力。
首先，多糖具有较好的生物相容性和生物降解性，可以作为药物的载体进行输送。
例如，将药物包裹在纳米多糖颗粒中，可以增加药物在体内的稳定性和药效，降低毒副作用。
其次，多糖还可以通过调节免疫功能来治疗疾病。
三种微生物多糖的研究进展
提取工艺 ，但 由于乙醇价格较高 、耗量 大，故后
黄原胶是 目前国内外正在开发的几种微生物 多糖中最具特色的一种 ，也是世 界上生产规模最 大 、用途最广的微生物多糖。１６ ９９年 ，美 国食 品 和药物管理局批准黄原 胶作为食品添加剂 ；１８ ９３
提取费用高 ，所以现在很多厂家在使用 附醇法 分 离产物时，先进行超滤浓矧 ，提高黄原胶在发酵 ｝
ｓ ｃ ｈ ｒ ｅ ｄ ｌ ｓ ｄｉ ｎ ｕ Ｗｉ ｒｄ ｃｉｎｐ ｓｅｓｓｒｎ ｏ ｅｉｖ ｏ ｒｉ ｒｅ ｎ ａ ａ ｉｕ ｅｅｏ ｍｅ ｔｌ ａ ｃ ａｌ ｓ ｄ ｗｉｅｙｕ ｅ ｉｄ ｓ ａ ｐｏ ｕ ｔ ｏｓｓ ｔｏ ｇｃｍｐ ｔｉｅｐ ｗｅ ｎｍａｋ ｔ ｄｃ ｐ ｃｏ ｓｄ ｖｌｐ ｎａ ｎ ｌ ｏ ｔ ａ
Ｋｅ ｒ ｓ ｍｉｒｂａ ｏｙａ ｃ ａｉｅ；ｆｒ ｅ ｔｔ ｎ；ｘ ｎｈ ｎ ｇ ｍ ；ｇ ｌ ｍ ； ｐ ｌ ｌｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｃｏ ｉｌｐ ｌｓ ｃｈ ｒ ｄ ｅ ｎａｉ ｍ ｏ ａ ｔａ ｕ ｅｌ ｇ ｎ ａ ｕ ｕｌ节、地域和病虫
汉生胶 、苦顿胶等 ，是由黄单胞 菌以淀粉或蔗糖 １ １２２ 后处理黄原胶后提取技术介绍 ． ．．
Ｄ 一葡萄糖醛酸 、乙酸和丙酮酸聚合而成 ，属于 水溶性胶，具有 良好 的水溶性 、增黏性、假朔性
和耐酸碱 、耐盐 、耐酶解 的能力 ，最适发 酵 ｐ Ｈ
为 ６８～ ７０ ． ． ，最适 发 酵温度 为 ２ 。 ８【 ｃ ＝
关键词： 微生物多糖；发酵；黄原胶； 结冷胶 ；短梗霉多糖
中图分类号 ：Ｔ ２ １３ Ｓ ０ ． 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ２ １ （０ ７ ｌ ０ １ ０ ０ ６— ５ ３ ２０ ）０ 一 １７— ５
Ｔｈｅ ｙ ｅ ｆｍ ｒ ｂａ ｏｙ ａ ｃ ａ ｉｅ ｅ ｔｐ ｓ ｏ ｉ ｏ ｉｌ ｌｓ ｃ ｈ ｒ ｒ ｃ ｐ ｄ
多糖提取纯化化学修饰和抗氧化性研究进展
多糖提取纯化化学修饰和抗氧化性研究进展1. 引言1.1 研究背景多糖是一类具有多个单糖组成的生物大分子，广泛存在于动物、植物和微生物体内。
多糖具有多种生物活性和药用价值，被广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。
随着人们对健康意识的提高和生物技术的发展，多糖的提取、纯化、化学修饰和功能研究已成为研究热点。
多糖的提取方法主要包括物理提取和化学提取两种途径。
物理提取方法包括热水提取、酶解法、超声波提取等，而化学提取方法则包括酸碱法、有机溶剂法等。
随着技术的不断发展，提取方法也在不断优化，使得多糖的提取效率和纯度得到提高。
多糖的纯化技术主要包括凝胶过滤、离子交换、透析等手段。
通过这些技术，可以去除多糖中的杂质和有害物质，提高多糖的纯度和稳定性。
由于多糖的天然结构以及功能的限制，化学修饰方法成为了研究的重点。
化学修饰可以改变多糖的性质和功能，扩大其应用范围。
多糖的抗氧化性研究也备受关注，抗氧化性是多糖的重要生物活性之一，在抗氧化防衰老、抑制肿瘤、保护心脑血管等方面具有潜在的应用前景。
多糖的提取、纯化、化学修饰以及抗氧化性研究对于拓展多糖的应用领域、开发新药物和保健品具有重要意义。
在未来的研究中，还需要进一步深入探讨多糖的结构与功能之间的关系，寻找更多多糖的生物活性，为多糖的应用提供更多可能性。
1.2 研究目的本文的研究目的旨在系统地总结多糖提取纯化化学修饰和抗氧化性研究的最新进展，探讨多糖在生物医药领域中的应用前景。
通过对多糖的提取方法、纯化技术、化学修饰方法以及抗氧化性研究进行综合分析，为进一步深入探讨多糖的生物活性及其在药物开发中的应用提供理论基础和实验依据。
通过对多糖提取纯化化学修饰和抗氧化性研究的意义进行分析和探讨，进一步强调了多糖在科研和工程领域中的重要性，并为未来相关研究方向提供启示和指导。
希望通过本文的研究，能够促进多糖研究领域的发展，推动多糖在医药领域的应用，为人类健康和生命质量的改善做出贡献。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展一、多糖对肠道菌群的影响多糖是一类碳水化合物，在人类的饮食中占据着重要地位。
多糖主要存在于食物中，如大米、小麦、红薯、果蔬等，而人体无法直接消化吸收多糖，需要通过肠道菌群的代谢来发挥其营养功能。
研究表明，多糖的摄入可以在一定程度上影响肠道菌群的组成和功能。
多糖可以被肠道菌群中的一些菌种发酵代谢，产生短链脂肪酸（SCFAs），如丙酸、乙酸和丁酸等。
这些SCFAs对肠道黏膜细胞具有保护作用，有助于降低肠黏膜的PH值，促进有益菌群的生长。
SCFAs还有抗炎、抗氧化和调节免疫功能等作用，有利于维持肠道菌群的平衡和人体的健康。
多糖的摄入还能够影响肠道菌群的结构和丰度。
一些研究表明，高纤维饮食（富含多糖）有利于提高菌群的多样性，并且对一些有益菌群，如双歧杆菌和乳酸杆菌有着促进作用。
多糖对肠道菌群的影响不仅体现在代谢产物的生成上，更体现在对菌群结构和丰度的影响。
肠道菌群是一种能够协助人体消化、吸收和代谢多糖的微生物群落。
在肠道菌群中，有些菌种具有多糖水解酶的活性，能够分解各种多糖，如纤维素、半乳聚糖、果聚糖等，释放出对人体有益的营养物质。
肠道菌群还参与了多糖的降解和吸收过程。
研究表明，肠道菌群在多糖的降解和吸收过程中发挥着重要作用，尤其是一些不能被人体自身酶解的多糖，在肠道菌群的作用下才能够被有效的分解和吸收。
肠道菌群对多糖的代谢和利用具有重要的意义。
通过调节肠道菌群的结构和功能，可以有效地提高多糖的利用效率，从而更好地维护人体的健康。
三、多糖与肠道健康的关系多糖作为人体必需的营养物质，对肠道健康有着重要的影响。
研究表明，适当摄入多糖有利于维持肠道菌群的平衡，减少有害菌的生长，提高有益菌的丰度，从而对肠道健康有益。
在肠道菌群失衡的情况下，常常会导致肠道屏障功能受损、炎症反应增加，并进一步影响人体的免疫功能和代谢状态。
而适量摄入多糖能够促进有益菌的生长，增加SCFAs的产生，从而有助于维持肠道免疫和营养状态。
《乳酸菌胞外多糖的筛选、纯化及免疫活性研究》范文
《乳酸菌胞外多糖的筛选、纯化及免疫活性研究》篇一一、引言乳酸菌是一类重要的微生物，其产生的胞外多糖（Exopolysaccharides, EPS）具有多种生物活性，包括增强免疫力、抗肿瘤、抗氧化等作用。
因此，对乳酸菌胞外多糖的筛选、纯化及免疫活性研究具有重要的科学意义和应用价值。
本文旨在探讨乳酸菌胞外多糖的筛选、纯化方法及其免疫活性的研究进展。
二、乳酸菌胞外多糖的筛选1. 菌种筛选首先，从各种乳酸菌中筛选出能够产生胞外多糖的菌种。
通过观察菌株在培养基上的生长情况、产糖量的多少以及产糖速度的快慢等因素，初步筛选出具有产糖潜力的菌种。
2. 发酵条件优化对初步筛选出的菌种进行发酵条件的优化，包括温度、pH值、接种量、培养时间等因素的调整，以提高胞外多糖的产量和质量。
三、乳酸菌胞外多糖的纯化1. 初步纯化采用离心、沉淀、超滤等方法对发酵液中的胞外多糖进行初步纯化，去除杂质和未完全分解的物质。
2. 高级纯化通过凝胶过滤、离子交换、高效液相色谱等方法对初步纯化后的胞外多糖进行进一步纯化，得到较为纯净的胞外多糖样品。
四、免疫活性研究1. 细胞免疫实验通过细胞免疫实验，观察乳酸菌胞外多糖对免疫细胞的影响，包括刺激淋巴细胞增殖、促进细胞因子分泌等作用。
2. 动物实验通过动物实验，观察乳酸菌胞外多糖对动物免疫功能的影响，包括增强体液免疫、细胞免疫等作用，以及其对肿瘤的抑制作用等。
五、结果与讨论经过筛选、纯化后的乳酸菌胞外多糖具有较高的纯度和生物活性。
在细胞免疫实验和动物实验中，均表现出较强的免疫增强作用，能够刺激免疫细胞增殖、促进细胞因子分泌，增强体液免疫和细胞免疫等作用。
此外，乳酸菌胞外多糖还具有抗肿瘤、抗氧化等作用，具有广泛的应用前景。
在研究过程中，我们还发现乳酸菌胞外多糖的产量和纯度受发酵条件、菌种类型等多种因素的影响。
因此，在今后的研究中，需要进一步探讨不同因素对乳酸菌胞外多糖产量和纯度的影响，以及不同来源的乳酸菌胞外多糖的生物活性差异等方面的内容。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展一、多糖与肠道菌群的相互作用机制1. 多糖的降解与利用多糖是一类由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的化合物，包括淀粉、纤维素、半乳糖等。
肠道中存在着大量的微生物，其中包括多种能够降解多糖的菌群。
这些菌群能够分解多糖，产生短链脂肪酸、气体等代谢产物，同时也为宿主提供能量和其他营养物质。
多糖的降解与利用是肠道菌群与多糖之间相互作用的一个重要环节。
2. 多糖的调节作用多糖不仅可以作为肠道菌群的营养物质，也能够通过调节菌群的代谢活动来影响菌群的结构和功能。
一些研究发现，多糖可以通过改变肠道酸碱平衡、抑制有害菌群的生长、促进有益菌群的繁殖等途径来调节肠道菌群的平衡，从而对肠道菌群产生影响。
二、影响多糖与肠道菌群相互作用的因素1. 多糖的类型不同类型的多糖对肠道菌群的影响有所不同。
淀粉类多糖易于被肠道菌群降解利用，而纤维素类多糖对有些菌群则有一定的抑制作用。
多糖的类型是影响其与肠道菌群相互作用的重要因素之一。
2. 宿主个体差异不同宿主个体对多糖的吸收利用能力不同，这也会影响多糖与肠道菌群的相互作用。
一些研究表明，肥胖者与非肥胖者对多糖的降解和利用能力存在差异，这也会导致宿主个体对肠道菌群的影响有所不同。
3. 肠道环境肠道环境对多糖与肠道菌群的相互作用也有重要影响。
肠道pH值、氧化还原状态、有机酸和酶等因素，都会影响多糖在肠道中的降解和利用情况，从而影响其与菌群的相互作用。
三、多糖与肠道菌群在健康与疾病中的作用1. 对健康的影响多糖与肠道菌群的相互作用对维持肠道菌群的平衡、强化肠道黏膜屏障、增强机体免疫功能等方面都具有积极作用。
一些研究发现，多糖可以促进有益菌群的繁殖、抑制有害菌群的生长，从而维持良好的肠道菌群平衡，对维持肠道健康起到重要作用。
2. 对疾病的影响一些研究发现，多糖与肠道菌群的相互作用还与一些疾病的发生发展密切相关。
肠道菌群失衡与炎症性肠病、肥胖等疾病的发生有关，而多糖的降解利用与调节作用对肠道菌群的平衡具有一定的影响。
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展
多糖与肠道菌群的相互作用研究进展肠道菌群是人体内微生物的总称，它们在人体内扮演着非常重要的角色，对人体的健康和疾病有着深远的影响。
而多糖则是一类常见的营养物质，它们在人体内也具有重要的生理功能。
近年来，研究人员对多糖与肠道菌群之间的相互作用进行了深入的研究，发现它们之间存在着密切的联系，并且相互作用对人体健康具有重要的影响。
本文将就多糖与肠道菌群的相互作用研究进展进行介绍。
一、多糖对肠道菌群的影响多糖是一类由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的碳水化合物，它们在人体内具有重要的营养功能。
多糖可以被肠道菌群利用作为它们的营养来源，从而影响肠道菌群的种群结构和代谢功能。
研究表明，多糖的摄入量与肠道菌群的多样性和丰度密切相关，不同类型的多糖对肠道菌群的影响也各不相同。
膳食纤维中的果胶可以促进肠道益生菌的生长，而糖类食物的摄入过量则可能导致肠道菌群失衡，进而引发一系列的肠道疾病。
多糖还可以通过调节肠道菌群的代谢产物来影响人体健康。
研究发现，多糖可以通过影响肠道菌群的代谢产物，如短链脂肪酸的生成和分泌，从而调节肠道黏膜的健康状态，减少炎症反应，促进营养物质的吸收和利用。
多糖与肠道菌群之间存在着密切的相互作用，它们共同影响着人体健康的状况。
除了多糖对肠道菌群的影响之外，肠道菌群本身也对多糖的代谢具有重要的影响。
肠道菌群是人体内最主要的消化道微生物群，它们可以分解多糖，促进多糖的消化和吸收。
研究表明，肠道菌群中的某些菌种具有特定的多糖酶产生能力，可以分解人体无法消化吸收的多糖，为人体提供额外的能量来源。
肠道菌群中的部分细菌还可以发酵多糖，产生有益的代谢产物，如短链脂肪酸等。
这些代谢产物不仅可以为肠道细胞提供能量，还可以调节免疫系统的功能，维护肠道的健康状态。
肠道菌群对多糖的代谢具有重要的意义，它们共同参与了人体对多糖的消化和吸收过程，维持了人体在健康状态下对多糖的正常代谢。
肠道菌群对多糖的代谢也对人体健康具有重要的影响。
微生物多糖的研究进展
微生物多糖的研究进展生命科学技术学院08级2班杜长蔓摘要: 就微生物多糖的种类，生物合成、提取与纯化、实现了工业化的微生物多糖及其应用进行了综述, 展望了微生物多糖开发利用的前景。
微生物多糖主要指大部分细菌、少量的真菌和藻类产生的多糖。
微生物多糖由于具有安全性高、副作用小、理化特性独特等优点而使其在食品和非食品工业备受关注,尤其在医药领域具有巨大的应用潜力。
微生物多糖在细胞内主要有三种存在形式: ①黏附在细胞表面上,即胞壁多糖; ②分泌到培养基中,即胞外多糖; ③构成微生物细胞的成分,即胞内多糖。
而其中的胞外多糖具有产生量大、易于与菌体分离、可通过深层发酵实现工业化生产。
一般微生物多糖的生产主要是利用淀粉为碳源,经过微生物的发酵进行生产,也有通过利用微生物产生的酶作用制成的。
能够产生微生物胞外多糖的微生物种类较多,但是真正有应用价值并已进行或接近工业化生产的仅十几种。
近几年,随着对微生物多糖研究的深入,世界上微生物多糖的产量和年增长量在10 %以上,而一些新兴多糖年增长量在30 %以上。
到目前为止,已大量投产的微生物胞外多糖有黄原胶(Xant han gum) 、结冷胶( Gellan gum) 、小核菌葡聚糖(Scleeroglucan) 、短梗霉多糖( Pullulan) 、热凝多糖(Curdlan) 等。
微生物多糖和植物多糖相比较具有以下优势:①生产周期短,不受季节、地域、病虫害等条件的限制; ②具有较强的市场竞争力和广阔的发展前景; ③应用广泛,例如已作为胶凝剂、成膜剂、保鲜剂、乳化剂等广泛应用于食品、制药、石油、化工等多个领域。
据估计,目前全世界微生物多糖年加工业产值可达80 亿左右。
关键词: 微生物多糖; 生物合成; 提取与纯化;开发应用0引言多糖是一种天然的大分子化合物，来源于动物、植物及微生物，在海藻、真菌及高等植物中尤为丰富。
它是由醛糖和（或）酮糖通过糖苷键连接成的聚合物，作为有机体必不可少的成分，同维持生命体机能密切相关，具有多种多样的生物学功能。
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微生物多糖的研究进展生命科学技术学院08级2班杜长蔓摘要: 就微生物多糖的种类, 生物合成、提取与纯化、实现了工业化的微生物多糖及其应用进行了综述, 展望了微生物多糖开发利用的前景。
微生物多糖主要指大部分细菌、少量的真菌和藻类产生的多糖。
微生物多糖由于具有安全性高、副作用小、理化特性独特等优点而使其在食品和非食品工业备受关注,特别在医药领域具有巨大的应用潜力。
微生物多糖在细胞内主要有三种存在形式: ①黏附在细胞表面上,即胞壁多糖; ②分泌到培养基中,即胞外多糖; ③构成微生物细胞的成分,即胞内多糖。
而其中的胞外多糖具有产生量大、易于与菌体分离、可经过深层发酵实现工业化生产。
一般微生物多糖的生产主要是利用淀粉为碳源,经过微生物的发酵进行生产,也有经过利用微生物产生的酶作用制成的。
能够产生微生物胞外多糖的微生物种类较多,可是真正有应用价值并已进行或接近工业化生产的仅十几种。
近几年,随着对微生物多糖研究的深入,世界上微生物多糖的产量和年增长量在10 %以上,而一些新兴多糖年增长量在30 %以上。
到当前为止,已大量投产的微生物胞外多糖有黄原胶(Xant han gum) 、结冷胶( Gellan gum) 、小核菌葡聚糖(Scleeroglucan) 、短梗霉多糖( Pullulan) 、热凝多糖(Curdlan) 等。
微生物多糖和植物多糖相比较具有以下优势:①生产周期短,不受季节、地域、病虫害等条件的限制; ②具有较强的市场竞争力和广阔的发展前景; ③应用广泛,例如已作为胶凝剂、成膜剂、保鲜剂、乳化剂等广泛应用于食品、制药、石油、化工等多个领域。
据估计,当前全世界微生物多糖年加工业产值可达80 亿左右。
关键词: 微生物多糖; 生物合成; 提取与纯化;开发应用0引言多糖是一种天然的大分子化合物, 来源于动物、植物及微生物, 在海藻、真菌及高等植物中尤为丰富。
它是由醛糖和( 或) 酮糖经过糖苷键连接成的聚合物, 作为有机体必不可少的成分, 同维持生命体机能密切相关, 具有多种多样的生物学功能。
根据多糖在微生物细胞内的位置, 可分为胞内多糖、胞壁多糖和胞外多糖。
人们对多糖的初始研究可追溯到1936 年Shear对多糖抗肿瘤活性的发现, 但微生物多糖倍受关注是从20 世纪50 年代开始的. 20 世纪50 年代, J eanes 等人筛选、获得了许多黄原胶(Xan than gum ) 的产生菌. 1964 年, 原田等人从土壤中分离到产凝结多糖(Cu rdlan, 又称热凝多糖) 的细菌, 后发现农杆菌(A grobacterium sp. ) 也能够产生该多糖. 1978 年,美国人生产制造了产生于少动鞘脂类单胞菌(S p hing om onas p aucim obilis, 旧称伊乐藻假单胞菌) 的结冷胶(Gellan gum , 又称胶联多糖). 随后, 小核菌葡聚糖(Scleeroglucan)、短梗霉多糖(Pu llu lan, 又称普蓝)、透明质酸( Hyalu ron ic acid)、壳聚糖(Ch i2tasan) 等微生物多糖又相继被人们发现.近年来又兴起一些新型微生物多糖如海藻糖、透明质酸、壳聚糖等的研究。
微生物多有广泛的应用价值, 已作为乳化剂、增稠剂、稳定剂、胶凝剂、悬浮剂、润滑剂、食品添药品等应用于石油、化工、食品、医疗、制药保健等多个领域[1 ]. 为了不断开发微生物多糖的潜能, 依然需要筛选、分离新的多糖产生菌, 了解多糖的生物合成, 研究它们的结构、理化学特性,进一步拓展它们的应用领域.1微生物多糖的生物合成多糖有的合成于微生物的整个生长过程, 有的合成于对数生长后期, 而有的则合成于静止期. 它们种类繁多, 可分为同型多糖和异型多糖, 都是由相同或不同的单糖或者和其它基团在特定的酶催化下聚合而成, 但异型多糖如黄原胶、结冷胶的合成比同型多糖如右旋糖苷、果聚糖的合成复杂得多. 异型多糖的合成体系包括五个基本要素: 糖基- 核苷酸、酶系统、糖基载体脂(十一聚类异戊二烯醇磷酸脂)、糖基受体(引物) 和酰基供体, 其中的糖基- 核苷酸为微生物提供活性的单糖并经过差相异构、脱氢、脱羧等反应提供多种单糖.1. 1微生物多糖生物合成模式细菌胞外多糖的合成有两种模式: 依赖于糖基载体脂的合成模式和不依赖于糖基载体脂的合成模式. 依赖于糖基载体脂的合成模式: 单糖进入细胞后形成糖基2核苷酸, 糖基2核苷酸将糖基顺序转移到糖基载体脂或在其上形成寡糖重复单位. 然后糖基载体脂将糖基运往膜外释放, 再在酶的作用下和受体聚合成胞外多糖. 革兰氏阴性菌合成的多糖(如黄原胶、结冷胶等) 都属于这种模式[2 ].不依赖于糖基载体脂的合成模式: 单糖不进入细胞, 它们在胞外酶的作用下直接聚合底物中的糖基为胞外多糖. 合成过程中不需要糖基- 核苷酸、糖基载体脂等物质. 肠膜状明串珠菌合成的右旋糖苷就属于此种模式.1. 2微生物多糖生物合成途径L igio 等[3 ]提出了由少动鞘脂类单胞菌(S p h in2g om onas p aucim obilis) 合成结冷胶的可能途经, 提供糖基核苷酸的活性前体为UDP2葡萄糖、 TDP2鼠李糖和UDP 2葡萄糖醛酸, 它们也是重复四在野油菜黄单胞菌(X an thom onas campestris)生物合成黄原胶的过程中, 需要8 种膜结合酶[4 ]: 5种特异转移酶, 1 种乙酰化酶, 1 种缩酮转移酶, 1 种聚合酶. 在酶的作用下两分子UDP2D2葡萄糖前体顺序添加到糖基载体脂上形成黄原胶主链上的一分子12磷酸2D 葡萄糖和一分子D2葡萄糖, 再由GDP2D2甘露糖和UDP2D2葡萄糖醛酸前体分别添加D2甘露糖和D2葡萄糖醛酸, 然后乙酰辅酶A 上的乙酰基转移到连接在两个葡萄糖基间的甘露糖基上, 磷酸烯酮式丙酮酸的丙酮酸则添加到另外一个甘露糖上,这样就形成了黄原胶的五糖重复单位, Ielp i, Cou so等人证明了这个过程[5 ]. 最后, 五糖重复单位在聚合酶的作用下聚合成黄原胶.微生物多糖的发酵技术出芽短梗霉( A ureobasi di um p ul l ul ans )产生短梗霉多糖,短梗霉多糖属于次级代谢产物,多糖的合成与细胞生长呈现部分相关, 短梗霉多糖分批发酵过程中菌体生长、产物形成和底物消耗随时间的变化。
黄原胶发酵菌种一般采用甘蓝黑腐黄单胞菌( Aanthomonas Campestris) , 培养基碳源能够是淀粉、蔗糖、葡萄糖等碳水化合物, 氮源最好是由有机氮源与无机氮源所构成的复合氮源, 另外培养基中还有一些微量元素及促进剂, 在发酵罐内适当条件下经过一定时间的发酵, 得黄原胶发酵液, 再经适当的后处理, 即可得产品黄原胶。
黄原胶后处理能够采用三种不同工艺, 即酒精( 或异丙醇) 提取工艺、碱式沉淀工艺、超滤微滤工艺。
2微生物多糖的提取与纯化根据多糖种类、性质的不同, 能够采用不同的提取纯化方法.胞内和胞壁多糖的提取是先破碎细胞, 然后在802100℃下以水(或氢氧化钠、氢氧化钾水溶液) 为溶剂重复提取223 次. 将得到的多糖溶液进行离心除去不溶物质, 减压浓缩后合并上清溶液, 然后用乙醇或异丙醇沉淀多糖; 再次离心后用丙酮、乙醇等有机溶剂洗涤, 再冷冻干燥得到多糖粗制品. 胞外多糖的提取稍微简单些, 只要离心发酵液除去菌体得到上清, 然后用有机溶剂沉淀多糖, 静置、离心、干燥就能够得到多糖粗制品了.粗多糖中常含有蛋白质等杂质, 常见Sevage法、三氟三氯乙烷法和三氯乙酸法、酶法去除, 这四种方法各有优缺点. Sevage 法是根据蛋白质在氯仿等有机溶剂中变性的特点, 将糖溶液和Sevage 液(V氯仿:V 正丁醇= 3: 125: 1) 混合后剧烈震荡10 m in～ 30 m in, 静止或离心后除去水层和溶剂交界处的变性蛋白. 此法除蛋白效率不高, 但多糖不易降解.三氟三氯乙烷法是将多糖溶液与三氟三氯乙烷等比混合后搅拌、离心, 如是重复几次即得到无蛋白糖溶液, 但三氟三氯乙烷易挥发不宜大量使用. 三氯乙酸法是向多糖溶液中滴加三氯乙酸至不再继续出现混浊为止, 离心除去沉淀即得到无蛋白的多糖溶液, 但此法会引起多糖的降解. 酶法去除蛋白条件最温和,不易引起多糖的降解, 但不同的酶作用于不同的蛋白, 因此要先进行不同酶除蛋白能力的探索, 最后才能确定最佳的除蛋白酶法.此时, 得到的多糖可能是多种多糖的混合样品,还要采用分部沉淀法、季胺盐沉淀法、柱层析法、超滤法、制备性区域电泳等方法进一步分离纯化.5微生物多糖的应用研究5. 1食品工业现已获得工业生产与应用的微生物胞外多糖主要有黄原胶、结冷胶、小核菌葡聚糖、短梗多糖、热凝多糖等, 由于它们具有粘着性、稳定性、凝胶性、乳化性等特点而广泛应用于品工业, 能够作为食品添加剂、凝结剂、保鲜剂等(见表2).结冷胶是美国Kelco 公司开发一种水溶性微生物胞外多糖, 并于1992 年被批准在食品中广泛使用, 成为第三种在品中用的微生物胞外多糖. 在食品中, 结冷胶不但是一种凝结剂, 它还具有提供优良的地和口感,变食品组织结构、液体营养品的物理稳定性、食品烹调和贮藏时的持水能力等功能, 因而广应用于糖衣、色拉调料、人造肠衣、果冻、果酱、馅料等食品中.黄原胶的特性主要集中在流变学性质方面[8 ]:它具有较强的增稠性, 良好的假塑性、稳定性; 耐酸碱、抗热、耐高盐环境;具有良好的乳化性质和悬浮能力. 因此, 黄原胶作为增稠剂、稳定剂、乳化剂等在食品工业中也得到了广泛的使用.5. 2医药领域在医药领域得到广泛应用研究的微生物多糖主要是真菌多糖, 大多数真菌多糖具有抗肿瘤免疫调节、抗衰老、抗感染等生物学功能.复合多糖各组(主要由猴头菇、香菇、茯苓3 种真菌的多糖、葡萄籽多酚以及甘草酸成)对荷瘤小鼠的肿瘤都有明显的抑制作用, 而且复合多糖各组对S180 肉瘤小鼠腹腔巨噬细性明显增强. 海洋真菌多糖YCP 具有显著提高S180 荷瘤小鼠RES 吞噬功能; 明显提高肺癌荷瘤小鼠的N K 细胞活性, 促进N K 细胞杀伤靶细胞K562; 明显提高CTL 细胞活性, 促进CTL 细胞杀伤靶细胞L ew is肺癌细胞; 由此, 推测YCP 可能经过增强机体的细胞免疫功能,达到抑制肿瘤生长的作用.另外, 灵芝、云芝、猴头等真菌多糖具有降血糖作用; 虫草、灵芝、香菇、银耳、云芝、茯苓等真菌多糖可作为功能性食品的活性成分, 起保健作用. 还有多种食用菌多糖具有清除自由基、提高抗氧化酶活性和抑制脂质过氧化的活性, 起到保护生物膜和延缓衰老的作用[11 ].5. 3环境保护(污水处理)随着经济的发展和生活节奏的加快, 自然界出现了越来越多的生活废水和工业废水, 废水中常含有严重影响人类健康的可溶性重金属(铬、镉、铅、锌、铜等). 虽然现已采用多种技术和絮凝剂(无机絮凝剂、人工合成的有机絮凝剂、生物絮凝剂) 来处理这类废水, 但这些处理方法仍不尽如人意: 重金属去除不彻底; 产生有毒的污泥; 离子交换树脂和活性炭处理效果好但费用较高也不能大规模运用. 生物絮凝法(活性污泥法) 是当时广泛采用的处理废水的方法之一, 它主要利用微生物及其代谢产物来去除重金属, 它的最大优点是: 选择性高,效率高, 准备和操作消耗低. 但利用活微生物体处理废水并不现实, 需要给这些微生物的生长繁殖提供一定的营养物质和生长条件; 利用死的微生物虽然能够解决上面的问题, 但处理废水后的微生物难以去除而且难以重建使用.当前, 用微生物代谢产物处理废水是一个极具应用前景的废水处理方式, 多糖是该代谢产物的主要成分[12 ] , 因它所带的负电荷基团能够和二价阳离子结合而在生物絮凝和重金属处理中起着非常重要的作用[13 ]. G. Gu ibaud 等人[14 ]发现: 活性污泥中的多糖、蛋白质等物质与废水中的重金属离子的络合能力紧密相关. Seong2HoonMoon 等人[15 ]研究的拟盘多毛孢菌(Pestalo t iop sis sp. KCTC 8637P) 产生的胞外多糖Pestan 每克能够吸附120 mg Pb ( II) 或60 mg Zn ( II). 罗平等人[16, 17 ]从污水处理厂活性污泥中筛选得到一株能够产生酸性胞外多糖的短芽孢杆菌RL 22, 该多糖与无机及有机高分子絮凝剂对高岭土悬液的絮凝活性相比: 性能优、用量少; 进一步研究表明: 该多糖和高岭土在其活性部位——多糖中的羟基或羧基以氢键相结合, 经架桥作用絮凝沉淀.另外, M ako to U rai 等人[18, 19 ] 发现: 红球菌R hod ococcus rhod och rous S22 产生的胞外多糖与一些矿物质加入到被油污染的海水中能够乳化油污,加快油污中多芳香烃的降解; 经分析得出该多糖由D2半乳糖, D2甘露糖, D2葡萄糖, 和D2葡萄糖醛酸以1: 1: 1: 1 的摩尔比构成, 并含有少量的八癸酸和棕榈酸.6前景与展望从20 世纪50 年代以来, 研究者们选育了大量的产各种各样多糖的微生物菌种, 并对这些菌种生产多糖的条件进行了探索, 研究了这些多糖的物理化学性质, 开发出了许多具有实际应用价值的微生物多糖. 尽管有些微生物多糖如黄原胶、结冷胶等已经获得工业化生产并得到广泛应用, 在生产时除了黄原胶不产生糖原、聚B2羟丁酸等杂聚物而使碳源转化率可高达70% 外, 其它微生物多糖如结冷胶在生产时因产生相当多的聚B2羟丁酸而使碳源转化率降低, 因此, 碳源的低转化率问题亟待解决. 微生物多糖的开发利用不但依赖于解决碳源的低转化率问题, 仍有赖于微生物多糖产生菌菌种选育、对多糖结构性能和多糖代谢途径的认识以及发酵工艺的优化, 同时需要优化多糖产生菌的代谢性能并结合基因工程手段, 提高多糖的产量和质量, 进一步拓展它们的应用范围.参考文献[1 ] 魏培莲. 微生物胞外多糖研究进展. 浙江科技学院学报[J ]. , 14 (2) : 10211.[ 2 ] IanW , Sutherland. M icrobial po lysaccharides from Gram 2negat ive bacteria [J ]. Internat ionalDairy Journal, , 11:6632674.[ 3 ] L igio O M , A rsenio M F, Co rreia I2Sa, et al. Gellan gum p roduct ion and act ivity of bio synthet ic enzyme in S p ho2m og om onas p aucim obilis muco id and non2muco id variant [J ]. B io techno lApp lB iochem , 1996, 24: 47254.[4 ] Harding N E. Cleary J M , CabanasDK, et al. Genet ic and physical analyse of a cluster of genes essent ial fo r xanthan50 阜阳师范学院学报(自然科学版)。