[發明專利]一種多糖及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610975230.9
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN108060187B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 王世明;陳向楠;李晶;程瑞;張建法
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C12P19/04
• 分類號: C12P19/04;A23L29/269;A23L29/30;C12R1/01
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞;朱顯國

本發明公開了一種具有特殊流變性質的多糖及其制備方法和應用。所述多糖為新結構多糖化合物，由D?葡萄糖，D?甘露糖，L?巖藻糖、D?半乳糖和D?葡萄糖醛酸按摩爾比為3:3:2:1:1組成。所述的多糖由保藏編號CCTCC No.M2016542的土壤類芽孢桿菌NUST16產生。所述多糖可直接溶于冷水，調節水溶液流變性質，具有顯著的增加溶液粘度的作用，可耐受溶液中高濃度的Na⁺、K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺，經過簡單的加熱?冷卻處理即可使溶液粘度數倍增加，且性質穩定，能夠形成熱可逆凝膠，可作為乳化劑、增稠劑、穩定劑或膠凝劑應用于食品或化妝品等工業領域。

技術領域

本發明屬于微生物技術領域，涉及一種多糖及其制備方法和應用。

背景技術

微生物胞外多糖因其特殊的流變性質，可作為增稠劑、懸浮劑或穩定劑，廣泛應用于食品、化妝品等行業。具有典型流變特征的微生物胞外多糖如黃原膠(Xanthan gum)能夠增加溶液的粘度，并且具有一定的耐溫性能，適度增加溫度后粘度基本保持穩定；結冷膠(Gelan gum)水溶液在Ca²⁺存在條件下能夠形成不可逆的脆性凝膠；熱凝膠(Curdlan gum)不溶于水，但其懸浮液加熱至55℃后能夠形成熱可逆的彈性凝膠，加熱至80℃后可以形成熱不可逆的脆性凝膠；威蘭膠(Welan gum)具有良好的耐熱性質，具有作為石油開采用驅油劑的潛力。另一方面，相比于植物多糖和海洋藻類多糖，微生物胞外多糖具有不受氣候影響、生產工藝簡便、成本低、便于大量制備等優點(Williams P A,Phillips DL.Introduction to food hydrocolloids[M].WILLIAMS P A,PHILLIPS D L.Handbook ofhydrocolloids.Woodhead publishing Ltd.2009.)。由此可見，性能優良的微生物胞外多糖對民生相關行業發展具有促進作用。

目前微生物胞外多糖在應用中存在一定的限制因素。比如，為增加黃原膠溶液粘度只能通過提高黃原膠的添加量而無法通過簡單的后處理工藝實現；溶液中存在Ca²⁺或Mg²⁺限制了結冷膠的使用量；具有較高溫度的熱處理過程則會受到熱凝膠的影響。因此，對傳統微生物胞外多糖進行化學改性或發現新型微生物胞外多糖顯得尤為必要。

研究發現，類芽孢桿菌屬微生物具有產生新型胞外多糖的能力。土壤類芽孢桿菌最初發現時被歸類為芽孢桿菌屬，后被重新命名為土壤類芽孢桿菌(Paenibacillusedaphicus)。土壤類芽孢桿菌具有促進植物生長的作用，其主要原因可能是因為該菌能夠降解并固定土壤中難利用的鉀，進而促進植物對鉀的利用(Sheng X F.Growth promotionand increased potassium uptake of cotton and rape by a potassium releasingstrain of Bacillus edaphicus[J].Soil BiologyBiochemistry,2005,37(10):1918-1922.)。除此之外，研究還發現土壤類芽孢桿菌能夠產生厚的胞外莢膜(何琳燕等.一株硅酸鹽細菌的鑒定及其系統發育學分析[J].微生物學報,2003,43(2):162-168.)。已經證實與土壤類芽孢桿菌親緣關系非常近的膠質類芽孢桿菌同樣具有產生莢膜的能力，并且該莢膜為胞外多糖，并具有較好的生物絮凝作用(Tang J Y,et al.Production,purificationand application of polysaccharide-based bioflocculant by Paenibacillusmucilaginosus[J].Carbohydrate Polymers,2014,113:463-470.)。因此可以推測，土壤類芽孢桿菌具有產生新型胞外多糖的能力。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種具有特殊流變性質的多糖，其結構式為：