乳酸菌胞外多糖制备与结构鉴定及应用研究

发布时间：2020-06-03 09:29

【摘要】：乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)是益生菌的主要来源,可附着在粘膜表面,具有调节肠道菌群平衡、降低胆固醇、抗氧化等益生特性。胞外多糖(Extracellular polysaccharide,EPS)是乳酸菌生长代谢过程中分泌的一种碳水化合物,具有独特的流变特性,可作为稳定剂、凝胶剂、增稠剂用于发酵乳制品等食品中。EPS还具有清除氧自由基、提高抗氧化酶活性及降低脂质过氧化反应等功能。本研究筛选产EPS及抗氧化能力强的乳酸菌菌株,对其菌种鉴定,主因素筛选及响应面优化确定筛选菌株产EPS的最佳条件,离子交换层析纯化粗多糖,凝胶渗透色谱、红外光谱及液相色谱等对多糖分子量及单糖组成表征,最后将产EPS菌株和EPS用于羊乳发酵,考察发酵羊乳的质构,得到以下结论。1.以产胞外多糖的量为指标,经对66株乳酸菌初筛结果表明,试验选用的菌株均能产EPS,产糖能力因菌而异,产EPS量的范围为13.47~237.14mg/L,产多糖量低于50mg/L的菌株23株,50~100mg/L之间23株,100~130mg/L之间9株,产多糖量高于130mg/L的11株菌株用于后期复筛。2.以胞外多糖的抗氧化活性为指标,对11株乳酸菌复筛,结果表明,EPS的DPPH清除率范围为26%~38%,亚铁离子螯合率范围为14%~40%。5株乳酸菌的EPS产量高且抗氧化性较强,采用16S rDNA鉴定5株菌的结果表明,菌株B55和B62均为发酵乳杆菌,菌株7830、B30和K2分别为植物乳杆菌、乳酸片球菌和瑞士乳杆菌。产EPS量最大的菌株为B62,其DPPH自由基清除率为33.22%,亚铁离子螯合率为29.36%。3.运用主因素筛选及响应面试验优化发酵乳杆菌B62的产糖培养基,软件分析确定产胞外多糖的最佳培养基为:蔗糖5.0%,蛋白胨3.5%,磷酸二氢钾0.45%,根据最佳培养条件验证得到响应值结果,EPS产量为217.98mg/L,DPPH自由基清除率65.12%,亚铁离子螯合率41.20%,较优化前分别提高了49.8%,96.0%和40.3%。4.离子交换层析获得了菌株B62、7830、K2、B55和B30的EPS纯化组分EPS1a、EPS2b、EPS3c、EPS4d和EPS5e;凝胶渗透色谱测定其分子量分别为2.41×10~4Da、1.62×10~4Da、6.42×10~3Da、6.45×10~3Da和1.26×10~4Da;红外光谱结果表明,这些物质均含有多糖特征吸收峰,其中EPS1a,EPS2b和EPS3c的端基碳是由α-和β-共同作用的结果,而EPS4d和EPS5e的端基碳是α-型的。单糖组成分析表明,EPS1a由古洛糖醛酸、鼠李糖和半乳糖组成,其摩尔比为2.7:1:2.4,EPS2b和EPS3c由古洛糖醛酸组成,EPS4d由古洛糖醛酸、葡萄糖、半乳糖组成,其摩尔比为1:1.1:1.2,EPS5e由葡萄糖和半乳糖组成,其摩尔比为1.6:1,表明了不同菌株产EPS的组成和结构差异。5.将产EPS高的乳酸菌B62用于羊乳发酵,结果表明,与只添加发酵剂的对照组比,添加B62菌株可促进产酸,改善酸羊奶的质地,酸度、硬度、稠度、粘度等指数均提高。将B62菌株和EPS以不同比例用于发酵羊乳,发酵终点4h时的各项测定指标表明,添加菌株B62和EPS的发酵羊乳pH低于4.3,均低于对照组;酸度高于90°T,均明显高于对照组;添加3%B62菌株的发酵羊乳的DPPH自由基清除率和粘度系数为69.03%和14.59g sec,分别较对照组高128%和61.6%,添加2%B62菌株发酵羊乳的亚铁离子螯合率为57.03%,较对照组高153%,添加1%B62菌株发酵羊乳的硬度为12.79g,较对照组高34.3%,添加1.5%EPS的发酵羊乳的稠度和粘度为295.07g sec和341.25mPa·s,分别较对照组高16.6%和31.4%,表明发酵乳杆菌B62或EPS均可有效改善发酵羊乳的质地,提高抗氧化性。
【图文】：

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曲线,质构特性,酸乳,典型曲线

图 2-1 探头 A/BE 测量酸乳质构特性典型曲线。Fig.2-1 Yogurt typical curve detected by back extrusion cell A/BE-1 所示，表征酸羊乳质构学特性，包括以下四个指标[76,77]：曲线上的正向示，也是下压过程中受到的最大力；力与时间形成的正峰面积用稠度表成的峰面积负向最大力用粘度表示，用于模拟样品内部的粘合力；力与面积用粘度指数表示，，反映了样品的粘着性，对返回的探头有粘着力。
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS201.3

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