双歧杆菌中木聚糖降解酶系及其对低聚木糖的利用效率的研究

【摘要】：双歧杆菌(Bifidobacterium)是人体肠道中最重要的有益菌群，对人体有多种保健功能，它能够以低聚木糖(XOSs)作为增殖因子在体内自然增殖，对它产生的木聚糖降解酶系统进行研究有利于我们进一步探讨双歧杆菌利用XOSs的效率和利用机理，从而为生产更为有效的双歧因子提供理论基础。本文通过采用XOSs诱导培养青春双歧杆菌、婴儿双歧杆菌和两歧双歧杆菌，研究了三株双歧菌的木聚糖降解酶系统，最终确定了双歧杆菌中存在有木糖苷酶和阿拉伯糖苷酶，不存在木聚糖酶、α-葡萄糖醛酸酶和乙酰木聚糖酯酶。木糖苷酶和阿拉伯糖苷酶均属于胞内酶。青春、婴儿和两歧双歧杆菌细胞内的木糖苷酶在45℃条件下，相对酶活分别是：0.993、0.787和0.644U mg~(-1)；阿拉伯糖苷酶在37℃测定相对酶活分别是：0.084、0.025和0.022U mg~(-1)。 用不同碳源培养青春双歧杆菌表明，木糖苷酶和阿拉伯糖苷酶均为诱导酶。分析青春双歧杆菌中的两种胞内酶的主要酶学性质，木糖苷酶的最适反应pH为5.6，最适反应温度为45℃，在pH4.8～6.0之间酶活力稳定，55℃的半衰期(t_(1／2))为1h。阿拉伯糖苷酶的最适反应pH为5.0，最适反应温度为35～40℃，在pH4.4～5.6之间酶活力稳定，55℃的半衰期(t_(1／2))为0.5h。 由于双歧杆菌在以XOSs为主要碳源的培养基中生长时没有产生α-葡萄糖醛酸酶，因此对于XOSs中的葡萄糖醛酸侧枝部分，双歧杆菌不能利用。本实验用α-葡萄糖醛酸酶联合木聚糖酶酶解桦木木聚糖，制备去葡萄糖醛酸侧枝的低聚木糖(dXOSs)，比较dXOSs和XOSs作为碳源增殖青春双歧杆菌的效应，结果表明：用dXOSs为单一碳源培养青春双歧杆菌，最终OD要比XOSs高出10％，这与理论值相一致。并且通过作图计算代时，用dXOSs为碳源的倍增速度要比XOSs的提高20％。