低聚木糖各组分的层析分离及对双歧杆菌的增殖

本论文以农林废弃物木聚糖酶解渣为原料,主要研究了木聚糖酶解渣的高温降解,低聚木糖的层析分离,青春双歧杆菌的增殖培养及其利用低聚木糖的规律和代谢机理等方面的内容。 研究表明,木聚糖酶解渣在高温180℃条件下,可被降解成低聚木糖,并且随反应时间从15min 延长到35min,木聚糖酶解渣被降解的程度不断深化,主要表现在以下三个方面:可溶性木聚糖的平均聚合度从3.37 下降至1.54,pH 值从5.2 下降至4.5,木聚糖含量从0.45g增加到0.91g。 层析分离木聚糖酶解渣高温降解产物,以聚丙烯酰胺凝胶(Bio-Gel P-4)为介质, 选用3.0×120cm 层析柱,当采用如下分离条件时可获得比较好的分离效果。进样量7ml,洗脱速度0.4ml/min,柱温28℃,脱气蒸馏水洗脱。在此基础上,以FPLC 系统为平台,聚丙烯酰胺凝胶(Bio -Gel P-2)为介质,选用1.6×100cm层析柱,分级分离低聚木糖,最佳分离工艺条件为:进样量1ml,洗脱速度0.05ml/min, 柱温48℃,脱气蒸馏水洗脱。按峰收集样品,并对样品进行二次层析,可以获得纯度较高的木二糖至木八糖的单一组分。 青春双歧杆菌体外厌氧的试验说明,在分别以木二糖、木三糖和木四糖,木四糖、木五糖和木六糖,木六糖、木七糖和木八糖混合组分为碳源的三组培养基中,青春双歧杆菌菌体浓度增殖倍数分别为4.2 倍、3.1 倍和2.0 倍。本文认为木二糖至木五糖为较好的低聚木糖类双岐因子,木六糖、木七糖、木八糖对青春双歧杆菌也具有一定的增殖作用。青春双歧杆菌利用自身分解酶对多糖的降解能力较强,青春双歧杆菌在优先利用低聚合度的糖的同时,释放出一种酶,这种酶使得较高聚合度的低聚木糖被降解,进而被青春双歧杆菌所利用。青春双歧杆菌代谢低聚木糖产生短链脂肪酸,如乳酸、乙酸、丙酸和丁酸,其总酸含量在2.28-5.73g/L。青春双歧杆菌经继代培养后的形态呈直棒状、曲棒状或枝状。 本文研究结果为低聚木糖单一组分的制备提供了新的途径,同时也为进一步研究青春双歧杆菌的增殖和代谢机理做了一个铺垫。