微藻胞外多糖作为一类新型的发酵产品，具有生物活性且无毒副作用等优点，已被应用于石油、化工、食品和制药等领域。作为生产DHA(二十二碳六烯酸)的原料菌株裂殖壶菌，其发酵液中含有大量副产物。本文主要研究了裂殖壶菌胞外多糖的提取以及分离纯化工艺，分析检测了纯化后得到的四种多糖的纯度以及平均分子量，并且采用了气相质谱联用、红外光谱等分析测试手段对纯化多糖的化学组成和结构进行了初步的研究。 以裂殖壶菌发酵上清液为原料，考察乙醇沉淀条件对多糖分离效果的影响。通过单因素和正交实验，确定乙醇沉淀多糖最佳的工艺条件为：乙醇浓度80%；沉淀时间1h；沉淀温度4℃；沉淀pH8。在该工艺条件下，多糖沉淀效率可达2....As a new class of fermentation products, the microalgae Schizochytrium sp. extracellular polysaccharides with the advantages of biological activity and non-toxic side effects have been used in the fields of petroleum, chemistry, food, and pHarmaceuticals. As a bacterial strain for the production of DHA(Docosahexaenoic acid), there are a large number of byproducts in the fermentation broth of Schiz...学位：工学硕士院系专业：化学化工学院_生物化工学号：2062010115150

王丽娟

Xiamen University Institutional Repository

            海洋微藻裂殖壶菌胞外多糖分离纯化的研究                       王丽娟                     指导教师 卢英华 教授                             厦门大学   学校编码：10384                                           分类号      密级      学    号：20620101151505                                              UDC              硕  士  学  位  论  文    海洋微藻裂殖壶菌胞外多糖分离纯化的研究 Isolation and Purification of Extracellular Polysaccharides  from Marine Microalgae Schizochytrium sp.  王丽娟  指导教师姓名：卢 英 华 教 授 专  业  名  称：生  物  化  工 论文提交日期：2 0 1 3 年 0 6 月  论文答辩时间：2 0 1 3 年 0 6 月  学位授予日期：2 0 1 3 年 0 4 月    答辩委员会主席：               评    阅    人：                   2013年 06月 厦门大学博硕士论文摘要库厦门大学博硕士论文摘要库  厦门大学学位论文原创性声明  本人呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，均在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和《厦门大学研究生学术活动规范（试行）》。 另外，该学位论文为（                            ）课题（组）的研究成果，获得（               ）课题（组）经费或实验室的资助，在（               ）实验室完成。（请在以上括号内填写课题或课题组负责人或实验室名称，未有此项声明内容的，可以不作特别声明。）  声明人（签名）：           年   月   日           厦门大学博硕士论文摘要库厦门大学博硕士论文摘要库  厦门大学学位论文著作权使用声明  本人同意厦门大学根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文（包括纸质版和电子版），允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于： （     ）1.经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于   年  月  日解密，解密后适用上述授权。 （     ）2.不保密，适用上述授权。      声明人（签名）：           年   月  厦门大学博硕士论文摘要库厦门大学博硕士论文摘要库目录 i 目   录 摘 要 ........................................................................................... i Abstract ..................................................................................... ii 第一章 文献综述 ...................................................................... 1 1.1 多糖的简介 .................................................................................................... 1 1.1.1 多糖的概念及其分类.......................................................................... 1 1.1.2 多糖的研究现状.................................................................................. 1 1.1.3 海洋生物多糖...................................................................................... 3 1.2 多糖的生物活性 ............................................................................................ 4 1.2.1 活性多糖的构效关系.......................................................................... 4 1.2.2 多糖的活性功能.................................................................................. 5 1.3 多糖提取分离及纯化工艺 ............................................................................ 6 1.3.1 多糖的提取工艺.................................................................................. 6 1.3.2 多糖的分离工艺.................................................................................. 9 1.3.3 多糖的纯化工艺................................................................................ 11 1.4 多糖结构性质的表征 .................................................................................. 14 1.4.1 多糖的成分检测................................................................................ 14 1.4.2 多糖纯度与分子量测定.................................................................... 14 1.4.3 多糖结构的分析................................................................................ 15 1.5 本文的研究意义﹑目的及内容 .................................................................. 21 第二章 裂殖壶菌胞外多糖的提取纯化工艺 ........................ 23 2.1 引言 .............................................................................................................. 23 2.2 实验材料与方法 .......................................................................................... 25 2.2.1 实验材料............................................................................................ 25 2.2.2 主要实验仪器.................................................................................... 25 2.2.3 实验方法............................................................................................ 26 厦门大学博硕士论文摘要库目录 ii 2.3 结果与讨论 .................................................................................................. 35 2.3.1 多糖定量误差分析............................................................................ 35 2.3.2 乙醇沉淀多糖.................................................................................... 35 2.3.3 脱脂工艺优化.................................................................................... 41 2.3.4 热水浸提多糖.................................................................................... 42 2.3.5 样品蛋白去除率................................................................................ 45 2.3.6 脱色工艺的优化................................................................................ 45 2.4 本章小结 ...................................................................................................... 48 第三章 裂殖壶菌胞外多糖的分级纯化 ................................ 50 3.1 引言 .............................................................................................................. 50 3.2 实验材料与方法 .......................................................................................... 51 3.2.1 实验材料............................................................................................ 51 3.2.2 主要实验仪器及设备........................................................................ 51 3.2.3 实验方法............................................................................................ 52 3.3 实验结果与讨论 .......................................................................................... 59 3.3.1 粗样品 HPGPC 分析 ......................................................................... 59 3.3.2 DEAE Sepharose Fast Flow 阴离子交换层析................................... 59 3.3.3 乙醇分级沉淀.................................................................................... 61 3.3.4 纯度及分子量测定............................................................................ 62 3.3 本章小结 ...................................................................................................... 64 第四章 裂殖壶菌胞外多糖基本性质的初步分析 ................ 66 4.1 引言 .............................................................................................................. 66 4.2 实验材料与方法 .......................................................................................... 66 4.2.1 实验材料............................................................................................ 66 4.2.2 主要实验仪器.................................................................................... 67 4.2.3 实验方法............................................................................................ 67 4.3 结果与讨论 .................................................................................................. 68 4.3.1 GC-MS 分析 ....................................................................................... 68 4.3.3 红外光谱分析.................................................................................... 70 厦门大学博硕士论文摘要库目录 iii 4.4 本章小结 ...................................................................................................... 71 第五章 结论与展望 ................................................................ 72 参考文献 .................................................................................. 74 在读期间发表论文 .................................................................. 81 致 谢 ........................................................................................ 82 厦门大学博硕士论文摘要库厦门大学博硕士论文摘要库Contents i Contents Chinese Abstract ........................................................................ i English Abstract ........................................................................ ii Chapter 1 Introduction ............................................................ 1 1.1 Introduction of polysaccharides .................................................................... 1 1.1.1 Concept and classification of polysaccharides ..................................... 1 1.1.2 Progress of the research on polysaccharides ......................................... 1 1.1.3 Ploysaccharides from the halobios ........................................................ 3 1.2 Biological activity of polysaccharides........................................................... 4 1.2.1 Structure-activity relationship of the active polysaccharide ................. 4 1.2.2 Active functions of polysaccharides ..................................................... 5 1.3 Extraction, separation and purification of polysaccharides ...................... 6 1.3.1 Extraction of polysaccharides ............................................................... 6 1.3.2 Separation of polysaccharides ............................................................... 9 1.3.3 Purification of polysaccharides ........................................................... 11 1.4 Characterization of structures and properties of polysaccharides ......... 14 1.4.1 Composition determination of polysaccharides .................................. 14 1.4.2 Purity and molecular weight determiantion of the polysaccharides ... 14 1.4.3 Structure analysis of the polysaccharides ........................................... 15 1.5 Research significance, purpose and contents of this thesis ...................... 21 Chaper 2 Extraction and purification of Schizochytrium sp. Extracellular polysaccharides ................................................ 23 2.1 Introduction .................................................................................................. 23 2.2 Materials and methods ................................................................................ 25 2.2.1 Experimental materials ....................................................................... 25 厦门大学博硕士论文摘要库Contents ii 2.2.2 Experimental instuments ..................................................................... 26 2.2.3 Experimental methods ........................................................................ 26 2.3 Results and discussions ................................................................................ 35 2.3.1 Error analysis of the quantitative method on polysaccharide ............. 35 2.3.2 Polysaccharide precipitation by ethanol ............................................. 35 2.3.3 Optimization of the derosination process ........................................... 41 2.3.4 Polysaccharides by the hot water ........................................................ 42 2.3.5 Deproteinization efficiency ................................................................. 45 2.3.6 Optimization of the decolorization process ........................................ 45 2.4 Chapter summary ........................................................................................ 48 Chapter 3 Fractionation purification of the extracellular polysaccharides from the Schizochytrium sp. ....................... 50 3.1 Introduction .................................................................................................. 50 3.2 Materials and methods ................................................................................ 51 3.2.1 Experimental materials ....................................................................... 51 3.2.2 Experimental instruments ................................................................... 51 3.2.3 Experimental methods ........................................................................ 52 3.3 Results and discussions ................................................................................ 59 3.3.1 HPGPC analysis of the sample ........................................................... 59 3.3.2 DEAE Sepharose Fast Flow chromatography .................................... 59 3.3.3 Fractional precipitation by ethanol ..................................................... 61 3.3.4 Detection of the purity and molecular weight ..................................... 62 3.4 Chapter summary ........................................................................................ 64 Chapter 4 Preliminary analysis of the structures and properties of the exopolysaccharides from the Schizochytrium sp. ................................................................... 66 4.1 Introduction .................................................................................................. 66 4.2 Materials and methods ................................................................................ 66 厦门大学博硕士论文摘要库Contents iii 4.2.1 Experimental materials ....................................................................... 66 4.2.2 Experimental instruments ................................................................... 67 4.2.3 Experimental methods ........................................................................ 67 4.3 Results and discussions ................................................................................ 68 4.3.1 GC-MS analysis .................................................................................. 68 4.3.3 FT-IR analysis ..................................................................................... 70 4.4 Chapter summary ........................................................................................ 71 Chapter 5 Conclusions and prospects ................................... 72 References ................................................................................ 74 List of publications ................................................................. 81 Acknowledgments ................................................................... 82   厦门大学博硕士论文摘要库厦门大学博硕士论文摘要库摘要 i 摘 要 微藻胞外多糖作为一类新型的发酵产品，具有生物活性且无毒副作用等优点，已被应用于石油、化工、食品和制药等领域。作为生产 DHA(二十二碳六烯酸)的原料菌株裂殖壶菌，其发酵液中含有大量副产物。本文主要研究了裂殖壶菌胞外多糖的提取以及分离纯化工艺，分析检测了纯化后得到的四种多糖的纯度以及平均分子量，并且采用了气相质谱联用、红外光谱等分析测试手段对纯化多糖的化学组成和结构进行了初步的研究。 以裂殖壶菌发酵上清液为原料，考察乙醇沉淀条件对多糖分离效果的影响。通过单因素和正交实验，确定乙醇沉淀多糖最佳的工艺条件为：乙醇浓度 80%；沉淀时间 1 h；沉淀温度 4℃；沉淀 pH 8。在该工艺条件下，多糖沉淀效率可达2.838 mg mL-1。本研究初次提出了微藻胞外多糖纯化的具体步骤，即经乙醇沉淀得到的不溶物经过有机溶剂脱脂、热水浸提、TCA 法去蛋白、二次醇沉、D101大孔吸附树脂脱色等步骤得到初步纯化的多糖，并对脱脂、热水浸提、脱色等纯化工艺条件进行了优化。在此基础上，采用 DEAE Sepharose Fast Flow 阴离子交换树脂阶段性梯度洗脱对初步纯化的混合多糖进行分级分离，经过透析、冻干等步骤得到 SP1、SP2、SP3、SP4 四个组分多糖，并采用 HPGPC 检测四个组分为均一性多糖，分子量依次为 43 kDa、1494 kDa、473 kDa、1625 kDa 红外光谱分析结果表明四个组分多糖均为呋喃结构，SP2﹑SP3﹑SP4 为含有-COOH 结构的酸性多糖，而 SP1 则为中性多糖。GC-MS 分析表明多糖单体为六碳糖且多糖经三氯乙酸水解后主要成分为二糖﹑三糖的结构。SP1 中主要含有D-葡萄糖﹑D-甘露糖和半乳糖；SP2 中含有 D-甘露糖、D-艾杜糖、半乳糖、D-葡萄糖中的两种；SP3﹑SP4 则组成类似，含有 D-甘露糖，艾杜糖，半乳糖。  关键词：裂殖壶菌；多糖；提取；分离纯化  厦门大学博硕士论文摘要库厦门大学博硕士论文摘要库Degree papers are in the “Xiamen University Electronic Theses and Dissertations Database”. Fulltexts are available in the following ways: 1. If your library is a CALIS member libraries, please log on http://etd.calis.edu.cn/ and submitrequests online, or consult the interlibrary loan department in your library. 2. For users of non-CALIS member libraries, please mail to etd@xmu.edu.cn for delivery details.厦门大学博硕士论文摘要库

Isolation and Purification of Extracellular Polysaccharides from Marine Microalgae Schizochytrium sp.

http://dspace.xmu.edu.cn/bitstream/handle/2288/76882/%e6%b5%b7%e6%b4%8b%e5%be%ae%e8%97%bb%e8%a3%82%e6%ae%96%e5%a3%b6%e8%8f%8c%e8%83%9e%e5%a4%96%e5%a4%9a%e7%b3%96%e5%88%86%e7%a6%bb%e7%ba%af%e5%8c%96%e7%9a%84%e7%a0%94%e7%a9%b6.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Isolation and Purification of Extracellular Polysaccharides from Marine Microalgae Schizochytrium sp.

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Xiamen University Institutional Repository