一種乳桿菌多糖分離純化的方法
2023-06-03 21:20:11
專利名稱：一種乳桿菌多糖分離純化的方法
技術領域：
本發明涉及一種應用生物工程技術從乳桿菌菌體中分離純化乳桿菌多糖的方法。
背景技術：
乳桿菌(LactcAacillaceae)為革蘭氏陽性兼性需氧細菌，為革蘭氏染色陽性、無芽孢桿菌。分解糖的主要終產物是乳酸，不發酵乳酸鹽。廣泛分布於含有碳水化合物的動植物發酵產品中，也見於溫血動物的口腔、陰道和腸道內。該屬細菌分解糖的能力強，分解蛋白質類的能力極低。乳桿菌耐酸，最適PH值為5.5 5.8，甚至更低。作為益生菌它們被廣泛添加在食品、藥品、保健品中，用於人體的防病，治病。隨著人類對乳桿菌認識的深入， 應用乳桿菌自身的生物拮抗作用和免疫作用以抑制腸道有害菌的生長，從而達到防病治病的作用。近年來，人們注意到腸道內乳桿菌可增強機體免疫監視功能，例如通過口服乳桿菌可增強各種細胞因子和IgA產生。提高自然殺傷細胞和巨噬細胞活性、提高局部或全身的防禦功能，發揮自身穩定調節、抗感染、抗腫瘤、抗突變、抗衰老作用。經檢索，關於乳桿菌多糖的分離純化方法目前尚無報導。
發明內容
本發明要解決的問題是提供一種乳桿菌多糖的分離純化的方法。本發明提供乳桿菌多糖的分離純化方法，不影響多糖天然的結構，保留了其生物活性，並能作為(如針劑等)藥用原料。本方法的具體步驟是從乳桿菌菌體中通過熱水提取有生物活性的粗多糖、去蛋白、除鹽、柱層析純化和冷凍乾燥。本發明具體工藝步驟如下1、乳桿菌發酵其菌體濃縮本發明所涉及到的乳桿菌包括嗜酸乳桿菌、乾酪乳桿菌、德氏乳桿菌、保加利亞乳桿菌。將乳桿菌種子液接入已經滅菌後的每IOOml培養基中含有大豆蛋白腖1-1. 5g，魚腖1-1. 5g，葡萄糖2g，牛肉膏0. 5-2g，酵母膏0. 5_2g， K2HPO4O. 2-0. 6g。經35-38°C厭氧發酵後，再經離心濃縮即獲得乳桿菌菌體濃縮物。2、細胞破壁將該乳桿菌菌體濃縮物加蒸餾水或生理鹽水(1 3-1 5)，使用高壓細胞破碎機操作壓力IOOMPa左右以高壓破碎菌體細胞壁。3、脫脂取乳桿菌菌體菌體粉末到IOOOml燒杯中，加入甲醇，攪拌至完全浸沒，室溫下脫脂Mh。黃褐色上清回收，沉渣再加入甲醇，重複脫脂一次。4、水提步驟1所得的脫脂後乳桿菌菌體菌體粉末按1 6% (g/ml)的料液比加入蒸餾水，室溫下浸提20 25小時；以3000 5000rpm離心15 30min，上清45°C旋轉蒸發器減壓蒸發，濃縮至原生藥體積的1. 5倍，再逐漸加入預冷的4倍體積的無水乙醇，4°C 冰箱過夜。收集沉澱，即得乳桿菌粗多糖。5、去蛋白步驟2所得的乳桿菌多糖水提物溶液溶解於雙蒸水，將氯仿按多糖水溶液1/5體積加入，隨之加入氯仿體積1/5的正丁醇，混合物經劇烈振搖攪拌後，以 5000rpm，30min離心，除去蛋白。如此重複除蛋白7-10次。
6、透析步驟3所得的粗品濃縮，離心，棄不溶物，得上清液，用截流分子量為3500 的透析袋對蒸餾水透析，在流水中透析48h，再在去離子水中透析M小時，進一步去除寡糖、無機鹽、色素等小分子雜質，收集乳桿菌多糖的提取液。7、純化將經步驟4透析後的液體濃縮，經DEAE纖維素-52和葡聚糖凝膠層析。a)陰離子交換色譜柱(DEAE纖維素-5 蒸餾水平衡DEAE纖維素-52 (3. 5 X 40cm)，上樣量30ml,以0 0. 5mol/L的NaHCO3線性梯度洗脫，流速為0. 5ml/ min，苯酚-硫酸法檢測多糖出峰，繪製洗脫曲線。分離出3個組分，收集後適當濃縮、再透析和冷凍乾燥。b)凝膠過濾層析初次純化(S^hadex G_100)將第1、2組分分別上凝膠柱 (3. 5 X 100cm)純化，以0. Imo 1/L NaCl洗脫，流速為0. 5ml/min，苯酚-硫酸法檢測多糖出峰，繪製洗脫曲線。第1組分經kphadex G-100凝膠柱初次純化後，得2個峰，第2峰為所需；第2組分G-100凝膠柱初次純化後，得2個峰，第1峰為所需。收集所需峰，濃縮後4°C保存。c)凝膠柱再次純化(Sephadex G-75和Sephadex G-100)第1組分第2峰選擇 SephadexG-75凝膠柱(1. 6 X 100cm)再次純化，第2組分第1峰選擇kphadex G-100凝膠柱(1.6 X 100cm)再次純化，均以0. lmol/L NaCl洗脫，流速為0. 3ml/min，苯酚-硫酸法檢測多糖出峰，繪製洗脫曲線。此兩個峰純化後，都經高效液相檢測為單一峰。8、冷凍乾燥將純化後的兩個峰收集後，對蒸餾水透析2d，45°C條件下旋轉蒸發器減壓蒸發至適當體積，5000rpm, 30min離心，上清經0. 22 μ m濾膜過濾後冷凍乾燥，得兩個白色粉末的乳桿菌多糖純品，經高效液相檢測純度為100%，苯酚-硫酸法檢測中性糖含量達95%以上。本發明建立多糖的分離純化工藝，獲取均一分子量的多糖，主要成分為甘露糖和半乳糖，具有免疫調節和抗腫瘤活性。對進一步研究其化學結構和闡明其免疫藥理活性機制有重要意義。
圖1 多糖經DEAE-纖維素52柱層析分離出3個組分圖2 第1組分的初次凝膠過濾層析圖譜圖3 第2組分的初次凝膠過濾層析圖譜圖4 第1組分的第2峰經再次凝膠純化後的HPLC圖譜圖5 第2組分的第1峰經再次凝膠純化後的HPLC圖譜
具體實施例方式實施例1 1、乳桿菌發酵其菌體濃縮本發明所涉及到的乳桿菌包括嗜酸乳桿菌、乾酪乳桿菌、德氏乳桿菌、保加利亞乳桿菌。將乳桿菌種子液接入已經滅菌後的每IOOml培養基中含有大豆蛋白腖1-1. 5g，魚腖1-1. 5g，葡萄糖2g，牛肉膏0. 5-2g，酵母膏0. 5_2g， K2HPO4O. 2-0. 6g。經35-38°C厭氧發酵後，再經離心濃縮即獲得乳桿菌菌體濃縮物。2、細胞破壁將該乳桿菌菌體濃縮物加蒸餾水或生理鹽水(1 3-1 5)，使用高壓細胞破碎機操作壓力IOOMPa左右以高壓破碎菌體細胞壁。3、脫脂取300g破壁的乳桿菌菌體粉末到IOOOml燒杯中，加入甲醇，攪拌至完全浸沒，室溫下脫脂Mh。棄上清後沉渣再加入甲醇，重複脫脂一次。4、步驟1所得的脫脂後乳桿菌菌體粉末按1 6% (g/ml)的料液比加入蒸餾水， 室溫下浸提20 25小時；以3000 5000rpm離心15 30min，上清45°C旋轉蒸發器減壓蒸發，濃縮至原生藥體積的1. 5倍，再逐漸加入預冷的4倍體積的無水乙醇，4°C冰箱過夜。 收集沉澱，即得乳桿菌粗多糖。5、去蛋白步驟2所得的乳桿菌多糖水提物溶液溶解於雙蒸水，將氯仿按多糖水溶液1/5體積加入，隨之加入氯仿體積1/5的正丁醇，混合物經劇烈振搖攪拌後，以 5000rpm，30min離心，除去蛋白。如此重複除蛋白7-10次。6、透析步驟3所得的粗品濃縮，離心，棄不溶物，得上清液，用截流分子量為3500 的透析袋對蒸餾水透析，在流水中透析48h，再在去離子水中透析M小時，進一步去除寡糖、無機鹽、色素等小分子雜質，收集乳桿菌多糖的提取液。7、純化將經步驟4透析後的液體濃縮，經DEAE纖維素-52和葡聚糖凝膠層析。d)陰離子交換色譜柱(DEAE纖維素-5 蒸餾水平衡DEAE纖維素-52 (3. 5 X 40cm)，上樣量30ml,以0 0. 5mol/L的NaHCO3線性梯度洗脫，流速為0. 5ml/ min，苯酚-硫酸法檢測多糖出峰，繪製洗脫曲線。分離出3個組分(見圖1)，收集後適當濃縮、再透析和冷凍乾燥。e)凝膠過濾層析初次純化(S^hadex G_100)將第1、2組分分別上凝膠柱 (3. 5 X 100cm)純化，以0. Imo 1/L NaCl洗脫，流速為0. 5ml/min，苯酚-硫酸法檢測多糖出峰，繪製洗脫曲線。第1組分經kphadex G-100凝膠柱初次純化後，得2個峰(見圖2)，第 2峰為所需；第2組分經kphadex G-100凝膠柱初次純化後，得2個峰(見圖幻，第1峰為所需。收集所需峰，濃縮後4°C保存。f)凝膠柱再次純化(S^hadex G-75和kphadex G-100)第1組分第2峰選擇 SephadexG-75凝膠柱(1. 6 X 100cm)再次純化，第2組分第1峰選擇kphadex G-100凝膠柱(1. 6 X 100cm)再次純化，均以0. Imol/LNaCI洗脫，流速為0. 3ml/min，苯酚-硫酸法檢測多糖峰，繪製洗脫曲線。此兩個峰純化後，都經高效液相檢測為單一峰(見圖4，圖5)。8.冷凍乾燥將純化後的兩個峰收集後，對蒸餾水透析2d，45°C條件下旋轉蒸發器減壓蒸發至適當體積，5000rpm, 30min離心，上清經0. 22 μ m濾膜過濾後冷凍乾燥，得兩個白色粉末的乳桿菌多糖純品，經高效液相檢測純度為100%，苯酚-硫酸法檢測中性糖含量達95%以上。
權利要求
1.一種乳桿菌多糖分離純化的方法，由下列步驟實現(1)乳桿菌發酵及其菌體濃縮將乳桿菌種子液接入已經滅菌後的每IOOml培養基中含有大豆蛋白腖1-1. 5g,魚腖1-1. 5，葡萄糖2g，牛肉膏0. 5-2g，酵母膏0. 5_2g， K2HPO4O. 2-0. 6g。經35-38°C厭氧發酵後，再經離心濃縮即獲得乳桿菌菌體濃縮物。(2)細胞破壁將該乳桿菌菌體濃縮物加蒸餾水或生理鹽水(1 3-1 5)，使用高壓細胞破碎機操作壓力IOOMPa左右以高壓破碎菌體細胞壁。(3)脫脂將破壁粉碎乳桿菌菌體，用有機溶劑以常規方式脫脂；(4)水提步驟⑴所得的脫脂後乳桿菌菌體粉末按1 6% (g/ml)的料液比加入蒸餾水，室溫下浸提20 25小時；以3000 5000rpm離心15 30min，取上清液，得乳桿菌多糖水提物溶液；(5)去蛋白步驟( 所得的乳桿菌多糖水提物溶液用有機溶劑以常規方式去除其蛋白；(6)透析步驟C3)所得的粗品濃縮，離心，棄不溶物，得上清液，用透析袋將上清液在流水中透析48h，再在去離子水中透析M小時，進一步去除寡糖、無機鹽、色素等小分子雜質，收集乳桿菌多糖的提取液；(7)純化將經步驟(4)透析後的液體濃縮，經DEAE纖維素-52和葡聚糖凝膠層析，收集液用苯酚硫-酸法檢測，合併多糖峰的收集液，真空冷凍乾燥，得純乳桿菌多糖。
2.權利要求1說述的乳桿菌多糖的分離純化方法，其特徵在於乳桿菌為嗜酸乳桿菌、 乾酪乳桿菌、德氏乳桿菌、保加利亞乳桿菌中的一種或多種。
3.如權利要求1說述的乳桿菌多糖的分離純化方法，其特徵是，步驟(1)所述有機溶劑是甲醇。
4.如權利要求1說述的乳桿菌多糖的分離純化方法，其特徵是，步驟(2)所述浸提時間是對小時。
5.如權利要求1說述的乳桿菌多糖的分離純化方法，其特徵是，步驟(2)所述離心速度是5000rpm，離心時間是15min。
6.如權利要求1說述的乳桿菌多糖的分離純化方法，其特徵是，步驟(3)所述有機溶劑是氯仿和正丁醇。
7.如權利要求1說述的乳桿菌多糖的分離純化方法，其特徵是，步驟(5)所述DEAE纖維素-52層析柱(3. 5X40em)，上樣量30ml，洗脫液是0 0. 5mol/L的NaHCO30
8.如權利要求1說述的乳桿菌多糖的分離純化方法，其特徵是，步驟(5)所述葡聚糖凝膠(SephadexG-100 和 S印hadexG_70 層析柱為 3. 5 X 1OOcm 和 1. 6 X 1OOcm 兩種規格。上樣量分別為30ml和細1，洗脫液均是0. lmol/L的NaCl。
全文摘要
本發明涉及一種乳桿菌多糖分離純化的方法，主要由下述步驟組成將乳桿菌菌種接種在培養基經35-38℃厭氧發酵後，離心濃縮獲得乳桿菌菌體濃縮物；再經高壓破碎菌體細胞壁；水提醇沉澱法提取乳桿菌多糖成分，陰離子交換層析和凝膠過濾層析反覆色譜純化，真空冷凍乾燥乳桿菌多糖的提取物，即得乳桿菌多糖。利用本發明製備的乳桿菌多糖能夠最大限度分離純化乳桿菌多糖，既不影響多糖天然的結構又能保持其原有生物活性，且本發明的方法設備及環境要求低，方法簡便，成本低，靈活實用，利於推廣、開發和應用。
文檔編號C12R1/23GK102174613SQ20111003636
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月31日 優先權日2011年1月31日
發明者劉佳明, 孫晶 申請人:溫州醫學院