微生物多糖.pptx

微生物多糖微生物多糖Content:l一：什么是微生物多糖l二：微生物多糖的应用价值l三：微生物多糖的优势l四：微生物多糖的一般结构l五：微生物多糖的生物合成l5.1微生物多糖生物合成模式l六：几种常见的微生物多糖l七：微生物多糖物质发酵生产的发展趋势一：什么是微生物多糖？一：什么是微生物多糖？l微生物多糖:是对微生物有保护作用的生物高聚物，它是由细菌、真菌、蓝藻等微生物在代谢过程中产生的。黄原胶二：微生物多糖的应用价值二：微生物多糖的应用价值l微生物多糖在工业生产与生活的许多领域具有广泛的应用价值。l如作为微生物絮凝剂、微生物采油中的生物化学调剖剂、食品添加剂、保鲜剂、抗癌医药品、包装材料等l目前以广泛应用于食品、制药、石油、化工等多个领域。三：微生物多糖的优势三：微生物多糖的优势l微生物多糖生产周期短，不受气候和地理环境条件的限制，可以在人工控制条件下利用各种废渣、废液进行生产。l另外，由于潜在用途不断被开发，应用前景比动植物多糖更为广阔。l微生物多糖具有植物多糖不具备的优良性质，安全无毒、理化性质独特，生产周期短，不受季节、地域和病虫害条件限制，具有较强的市场竞争力和广阔的发展前景。四：微生物多糖的一般结构四：微生物多糖的一般结构l微生物多糖可分为重复单元聚合物(如，黄原胶和 K30 抗原)、重复聚合物(纤维素)和非重复聚合物(海藻酸)。l除了主链之外，有的还具有分支结构，分支结构会影响多糖的性质。l另外，有些多糖还含有非糖成分，通常是氨基酸和有机酸的酯化或者酰化形式。四：微生物多糖的一般结构四：微生物多糖的一般结构l一般都倾向于研究由 24 个不同单体组成的，重复单元 28 个的杂多糖。大多数情况下，这些单体是以 D葡萄糖、D半乳糖、D甘露糖、L岩藻糖，以及 L鼠李糖的吡喃糖形式存在的，而戊糖则普遍存在于真核生物中。l另外，大多数微生物多糖都存在不同程度的乙酰基取代度，比如天然存在的结冷胶其葡萄糖单体上就被乙酰基和甘油基取代。l通过不同的糖单体组合、链接、支链、有机修改可形成各种各样的可能构象，每个己糖在其 2，3，4或 6 位上都可通过 或 糖苷键连接上一个残基。所以说，微生物多糖的结构具有多样性。五：微生物多糖的生物合成五：微生物多糖的生物合成l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。l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、l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。五：微生物多糖的生物合成五：微生物多糖的生物合成l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。l其中的糖基-核苷酸为微生物提供活性的单糖并通过差相异构、脱氢、脱羧等反应提供多种单糖。5.1微生物多糖生物合成模式微生物多糖生物合成模式l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。l依赖于糖基载体脂的合成模式：单糖进入细胞后形成糖基-核苷酸,糖基-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。l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。5.1微生物多糖生物合成模式微生物多糖生物合成模式l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。l肠膜状明串珠菌合成的右旋糖苷就属于此种模式.六：几种常见的微生物多糖六：几种常见的微生物多糖l黄原胶(xanthan gurn)又名黄单胞菌多糖、汉生胶、苦顿胶等,是由黄单胞菌以淀粉或蔗糖为主要原料,经现代生物发酵技术生产的一种细菌胞外多糖。l黄原胶由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-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pH为6.87.0,最适发酵温度为28。六：几种常见的微生物多糖六：几种常见的微生物多糖l黄原胶广泛应用于食品、石油、印染、纺织等工业领域,是一种具有广泛应用及市场前景的微生物多糖产品。l生产工艺：l菌种摇瓶种子罐发酵罐发酵液后处理烘干粉碎成品包装六六:几种常见的微生物多糖几种常见的微生物多糖l结冷胶(gellan gum)是美国斯比凯可公司开发的一种多功能、用途广泛的新型微生物胶。l它是继黄原胶之后第二代微生物多糖,凝胶能力强、透明度高、稳定性强。产生结冷胶的微生物。l结冷胶是由四个单糖分子通过糖苷键连接而成的重复糖单元构成的高分子糖类化合物。l这四个单糖分子依次为D-葡萄糖、D-葡萄糖醛酸、D-葡萄糖及L一鼠李糖,其中第一个葡萄糖分子是以B-1,4键连接。六：几种常见的微生物多糖六：几种常见的微生物多糖l结冷胶的性质l1.假塑性和流变性。l2.极低用量、极高的凝胶强度和凝固点、融点的可调性。l3.优越的呈味性能和良好的配伍性。l4.极好的热稳定性和耐酸、碱、酶性。l5.独特的澄清透明性。l6.硬度和弹性、脆性的可调节性。六：几种常见的微生物多糖六：几种常见的微生物多糖l工艺流程图如下：l试管菌种茄瓶菌种三角振荡(28、18h)300L种子罐(2830 、1820h)3000L发酵罐(28 30 、72h)50t发酵罐(2830 、72h)脱已酰过滤混合乙醇絮凝沉淀分离洗涤l 稀乙醇乙醇回收塔回收乙醇贮藏l 半成品真空干燥粉碎成品六：几种常见的微生物多糖六：几种常见的微生物多糖l短梗霉多糖(pullulan)亦称普鲁兰多糖、茁霉多糖、出芽短梗孢糖,由微生物发酵,经提取纯化,干燥而得。l它具有极好的成膜、黏结、阻气等独特的物化及生物化学性质,易溶于水,可任意加工成型,无毒副作用,是一种很有前途的工业用多糖。六：几种常见的微生物多糖六：几种常见的微生物多糖l短梗霉多糖的性质：l1.安全无毒l2.耐热性：粉末状短梗霉多糖对热的反映与淀粉相同。l3.耐酸碱：中性多糖,其黏度在常温下受pH3以下水解则黏度降低。l4.耐盐性：任何浓度的盐分含量均不影响短梗霉多糖溶液的黏度。l5.黏度和黏结力：短梗霉多糖黏度远低于其它多糖,溶液黏度随平均分子量、浓度而增加。l6.可塑性：它的成型物不需要添加增塑剂和稳定剂。l7.薄膜性质七：微生物多糖物质发酵生产的发展七：微生物多糖物质发酵生产的发展趋势趋势l未来微生物多糖产品的开发、市场拓展以及应用领域扩大,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。l目前,国内外诸多专家学者对微生物发酵生产多糖的研究主要集中在菌种选育、培养基、发酵条件、基因工程、酶工程等诸多方面。其中以筛选优质多糖产生菌并利用现代生物技术构建具有多种优异性能的基因工程菌与细胞工程菌为主要的研究发展方向。七：微生物多糖物质发酵生产的发展七：微生物多糖物质发酵生产的发展趋势趋势l所以我们乐观的认为,随着研究的不断扩大和深入,微生物多糖的生产率将会大大提高,并且可以为发酵微生产微生物多糖提供新的生产途径。Thank you!