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微生物多糖提取与纯化


黄原胶是新型多糖类发酵产品, 1961 年首先 由美国Kelco公司投入工业化生产,目前被广泛应 用于食品、石油、地矿、陶瓷、纺织、印染、医 药、造纸、灭火、涂料、化妆品等20多个行业, 用 作 3 0 - 4 0 多 个 品 种 。 黄原胶被誉为“工业味精”,是目前世界上生 产规模最大且用途极为广泛的微生物多糖。
微生物多糖的种类多样,性质各异。根据多糖种类、 水提醇沉法 性质的不同,可以采用不同的提取纯化方法。 A、胞内和胞壁多糖的提取 先破碎细胞,然后在80一
微生物多糖的提纯方法
100℃下以水(或氢氧化钠、氢氧化钾水溶液)为溶剂反复提 取2一3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。
微生物多糖于20世纪50年代起备受人们的关注,人们对其 进行了大量科学研究。微生物多糖主要由真菌多糖和细菌 脂多糖两大类组成。 20世纪50年代,Jeanes等人筛选、 获得了许多黄原胶(Xanthan gum)的产生菌。1964年,原 田等人从土壤中分离到产凝结多糖(Curdlan,又称热凝多 糖)的细菌,后发现农杆菌(Agrobacterium sp.)也可以产生 该多糖.1975年,美国人生产制造了产生于少动鞘脂类单 胞菌(Sphingomonas paucimobilis,旧称伊乐藻假单胞菌) 的结冷胶(Gellangum,又称胶联多糖)。随后,小核菌葡聚 糖(Scleeroglucan)、短梗霉多糖(Pullulan,又称普鲁蓝)、 透明质酸(Hyaluronic acid)、壳聚糖(Chitasan)等微生物多 糖又相继被人们发现
B、胞外多糖的提取
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、干燥就可以得到多糖粗制品了. 粗多糖中常含有蛋白质等杂质,常用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=3:1一5:1)混合后剧烈震荡10min~3omin, 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,如此重复几次即得到 无蛋白糖溶液,但三氟三氯乙烷易挥发不宜大 量使用。
灵芝菌深层培养产物菌丝体和发酵液由提取方 法 (1)、发酵液胞外多糖的提取:发酵液离心, 取上清液80~90℃浓缩后流水透析至无还原糖, 然后加入95%乙醇5-10℃下静止沉淀12h以上, 沉淀物分别以无水乙醇、丙酮、乙醚、洗涤后 真空干燥。此提取物多糖含量为69.2%,杂蛋 白含量为20.6%
(2)、菌丝体胞内多糖的提取:
鲜香菇碱提: 鲜香菇50g 加蒸馏水50ml 打浆,再 加0. 4mol/ L 的NaOH 100ml ,5 ℃浸提24h ,过 滤,滤液浓缩后加甲醇等同三氯乙酸浸提。鲜香 菇酸提: 鲜香菇50g 加蒸馏水50ml 打浆,再加入 2mol/ L 的乙酸100ml ,5 ℃浸提24h ,过滤,滤液 浓缩后加甲醇等处理同三氯乙酸浸提。
保肝、降压作用。
灵芝多糖的提取与纯化工艺
灵芝多糖的分离:

目前灵芝多糖的生产主要从野生或人工栽 培的灵芝子实体和灵芝菌深层培养产物菌 丝体和发酵液中提取。对从子实体中提取 灵芝多糖进行比较研究,研究表明,灵芝 子实体经水浸,沸水煎煮30min,反复收 集滤液,浓缩,过离子交换柱,透析,真 空干燥,可得多糖含量为80%的提取产物。 该产物较其他方法有明显的抗肿瘤作用, 可明显抑制B16BL6肿瘤细胞在鼠体内的生 长,降低S180接种小鼠的死亡率。
微生物多糖广泛的应用价值
2 、医药领域
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
3 、环境保护(污水处理) 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,因它所带的负电荷基团可以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
香菇多糖的提取与纯化工艺

香菇(Lentinus edodes)是侧耳科(Pleara taco) 的担子菌,含有多种有效药用成分。尤其是香菇 多糖(Lentinan,LNT),是一种宿主免疫增强剂 (Host defense—tiator,HDP),它具有抗病毒、 抗肿瘤、调节免疫功能和刺激干扰素形成等功能。 1969 年日本学者千原率先证实了香菇热水提出 物的抗肿瘤活性,羽田、佐木进一步研究证实其有 效成份是香菇多糖,Coro Chi2hara 从香菇子实 体中浸提出6 种香菇多糖,并证明其中一种具有明 显的抗肿瘤作用, 定名为Lentinan 。1980 年恂 二等确认香菇多糖为Th 细胞激活剂,它使机体免 疫功能得到恢复和提高而杀灭肿瘤细胞,可用于辅 助癌症治疗。
微生物多糖的提取与纯化
一、微生物多糖简介 二、微生物多糖功能简介 三、微生物多糖的提取与纯化工艺介绍 (一) 真菌多糖的提纯 (1)、灵芝多糖的提取与纯化 (2)、香菇多糖的提取与纯化 (二) 细菌性脂多糖的提取 (1)、大肠杆菌O157:H7脂多糖 提取 (2)、肠炎沙门氏菌脂多糖提取 四、参考文献
香菇粗多糖纯化

取干燥粗多糖称量后加重量体积比(W ∶V) = 1 ∶50 的蒸馏水溶解,再加等体积0. 15mol/ L 的CTAB 与硼酸O硼砂缓冲液处 理,离心,取沉淀用2mol/ L 乙酸溶解,离心 去沉淀,取上清加入等体积甲醇,静置24h , 离心,沉淀用甲醇洗涤2 次,冻干即为纯化多 糖。
香菇多糖提取


三氯乙酸浸提: 香菇粉10g 加0. 2mol/ L 三氯乙 酸200ml ,5 ℃浸提24h ,过滤。滤液浓缩至 100ml 后加100ml 甲醇,充分混匀,静置24h ,离 心,取上清浓缩至100ml 后加入200ml 甲醇,静置 24h ,离心得沉淀,甲醇、乙醚洗涤后,自然风干得 粗香菇多糖,称重,备用(设有3 个平行实验,下同) 。 热水浸提/ 超声波处理: 香菇粉10g 加200ml 蒸 馏水浸提2h 后100 ℃水浴1h ,超声波处理1h , 静置20h 后过滤,滤液浓缩后加入甲醇等后续处理 步骤同上述三氯乙酸浸提。
采用热酚水法提取肠出血性大肠杆菌 (EHEC)O157:H7 的脂多糖(LPS),经浓缩酶解, 离心分离得纯化LPS。 O157:H7 菌体的获得:对保藏菌株活化后, 玻片凝集法鉴定其血清型,再采用平皿划 线培养法挑取单菌落,转接至营养肉汤培 养基,3 7 ℃下摇床培养。收集对数生长期 菌体,离心沉淀(3500r/min,15min)后, 用4 倍体积生理盐水洗剂2次,蒸馏水洗剂 1 次,用无热原水按1:3 比例(1g 湿菌体悬 浮于3ml 无热原水中)悬浮。
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, 所以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。
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。
大肠杆菌(EHEC)O157:H7 的脂多糖(LPS)的 提取纯化

大肠杆菌 O157:H7 引起的感染自1982年于美国 暴发流行以来,该菌被正式确定为食源性肠道致 病菌,引起全世界的广泛关注,其检测及预防治 疗措施一直是科学工作者的研究重点。脂多糖 (lipopolysaccharide,LPS)又称细菌内毒素,作 为革兰氏阴性菌细胞壁外膜的重要组分之一,是 菌株血清分型的主要依据,同时协同产Vero 毒 素的大肠杆菌感染寄主,在发病机制中起着重要 作用。对其结构特性及其特异性免疫保护的研究 常需制备大量高纯度的L P S 抗原。
微生物多糖具有广泛的应用价值,已 作为乳化剂、增稠剂、稳定剂、胶凝 剂、悬浮剂、润滑剂、食品添加剂、 抗癌医药品等应用于石油、化工、食 品、医疗、制药保健等多个领域。因 此研究其提取与纯化方法有着重要意 义 。
1、食品工业 黄原胶、结冷胶、小核菌葡聚糖、短梗霉多 糖、热凝多糖等 ,可以作为食品添加剂、凝结剂、保鲜 剂等
肠炎沙门氏菌脂多糖的提取与制备

沙门氏菌菌体裂解后可释放内毒素,英美 学者认为内毒素就是脂多糖 (Lipopolysaccharides LPS)。提取肠炎 沙门氏菌脂多糖是检测肠炎沙门氏菌工作 的第一步。
LPS 的提取与制备

采用热酚水法制备: 细菌收集物按每1 g 细菌加3 mL 蒸馏水进行悬浮, 然后反复 冻融3~ 5 次, 按每250 mL 菌液加45% 酚水作用5m in, 再 加等量的95% 的酚, 在水浴68 ℃中不断搅拌, 作用20~ 30 m in, 取出, 在水浴中冷却到10℃左右, 7 000 r/min 离心45 m in, 离心后分三层, 分别是水层、酚层、不溶层。上层水相 含L PS, 中层为变性蛋白, 下层为沉淀。小心吸取上层水相, 下层沉淀依上法反复提取, 至少2 次。将水层溶液混在一起装 透析袋, 流水冲洗48 h, 然后用蒸馏水透析2 d, 每天换水数次。 聚乙二醇20000 浓缩为原来体积的1/4, 提取液加DNA ase 50μ g/ml 和RNA ase 50μ g/ml , 37℃作用4 h, 然后100 ℃水浴10m in 后, 冷却至常温。冷却至室温后离心(1 500 r/m 离心30 m in)。 弃沉渣, 收集上清, 置4 ℃保存。


LPS 粗品的制备:菌悬液反复冻融三次后,与等 量9 0 % 苯酚共同加热至68℃后混合,剧烈搅拌 30min 后,冰浴至2。酚相加等体积无热原水重复洗涤2 次, 收集水相溶液装于透析袋中,流水透析12h去酚, 再蒸馏水透析60h(FeCl3 检测无紫色出现为止), 可用50% 聚乙二醇6000 浓缩至1/4,即得LPS 粗品。 LPS 的纯化:浓缩后粗LPS中加DNase和 RNase各50μ g/ml,37℃下酶解4h,100℃水 浴加热10min,冷却至室温后离心(1500r/min, 30min),弃沉淀,于上清中加2 倍体积丙酮,沉 淀后既可获得纯化LPS 。
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