降解南瓜多糖为低聚糖的生物转化研究

低聚糖具有能量低、调血脂、降血糖等功能，在食品、医药和化工等行业有广泛用途。具有降血糖作用的南瓜多糖分子量分布由几万至数千万道尔顿，其分子量大且不均一性导致水溶性差等特性限制了产业化利用，通过筛选出特定微生物菌株，采用生物转化法将南瓜多糖降解为功能性低聚糖，监测生物转化过程中菌株代谢活力以及多糖、低聚糖分子量与组成、酶活性、溶解度等因素变化，研究生物降解南瓜多糖高效制备南瓜低聚糖的作用机理，为多糖转化为低聚糖的产业化开发提供基础研究依据。

摘要: 该研究从新鲜或腐烂南瓜中分离、筛选出能够降解南瓜多糖的菌株，经16S rDNA序列扩增测序，初步鉴定菌株J-6为芽孢杆菌属。通过单因素试验和正交试验分析，确定了菌株J-6的最佳发酵培养条件。通过制备、提取、纯化得到南瓜多糖，分离出组分LGPP-1，分子量为8.72×103Da；通过HPLC、IR、GC-MS、NMR分析，确定LGPP-1的由葡萄糖及半乳糖组成，糖链主要由→2,6)-α-D-Galp-(1→、→6)-α-D-Galp-(1→、β-D-Galp-(1→、→4,6)-β-D-Glcp-(1→、→3)-β-D-Glcp-(1→及α-D-Glcp-(1→构成，摩尔比为1:1:1:2:1:2，糖链主要含有6个重复的结构单元；其空间结构呈空心螺旋状，每一轮螺旋所含的重复单位的数目为2（n=2），各残基与中心轴处于垂直状态，射影长度近于0（h≈0）。然后利用微生物降解得到南瓜低聚糖, 通过高效液相色谱仪测定了南瓜低聚糖的分子量、单糖组成、以及生物活性。研究了南瓜低聚糖人工胃液耐受性及α-淀粉酶耐受性，发现南瓜低聚糖的人工胃液耐受性要好于菊粉，在α-淀粉酶耐受性实验中南瓜低聚糖的保留度可达到99%，具备益生元的潜力。乳酸杆菌可以利用南瓜低聚糖进行增殖，培养24 h 后，南瓜低聚糖增殖效果与菊粉相近，均显著高于对照组（P<0.05）。利用南瓜为材料，为开发肠道益生元食品提供重要的科学依据。