本发明涉及胞外多糖,具体涉及富含岩藻糖的胞外多糖,还涉及胞外多糖的制备方法和应用。
背景技术:
天然多糖是由植物或者微生物生长过程中分泌的一种普遍存在的高分子量生物聚合物。近来,具有高产能力和性质各异的微生物胞外多糖(eps)已被广泛研究。由细菌、酵母菌、真菌或者霉菌分泌的eps在成分上差异很大,eps中包含一种或者多种单糖残基,并通过直链或者支链的形式链接起来。研究表明不同的组成成分使得不同的eps在制药、营养保健、功能食品和化妆品领域有着不同的应用潜力。例如,黄原胶已经作为增稠剂、稳定剂和乳化剂应用于食品工业、个人护理产品和制药行业。结冷胶被广泛用作食品成分,其特殊的胶凝特性使得结冷胶成为用于药物控释制剂和组织工程应用的多功能添加剂。除了用作产品成分外,许多eps还表现出了显著的免疫刺激、免疫调节、抗肿瘤、抗病毒、抗炎和抗氧化活性。尽管目前可利用的eps种类繁多,但对于探索多用途的新型生物聚合物的研究兴趣仍在增长。
在各种各样的eps中,由于岩藻糖的独特功能,含岩藻糖的胞外多糖受到了特别关注。岩藻糖是一种罕见的l-构型的6-脱氧己糖,通常发现于微生物胞外多糖、褐藻和哺乳动物中。岩藻糖修饰被确定与许多生物学功能有关,其中包括免疫调节和癌症。褐藻中富含的含硫酸盐的岩藻多糖(fucoidans)具有抗凝血、抗血栓形成、免疫调节、抗癌和抗增殖活性。然而,植物或藻类中岩藻多糖的产量较低、其组成随气候和季节变化而变化。鉴于微生物具有更高的生长速率和更易于控制生产条件的优点,其生产的富含岩藻糖的胞外多糖被认为是一种更好的替代品。在最近的几十年中,其他报道中产量最高的含岩藻糖胞外多糖是由肠杆菌(enterobactera47)产生,产量为13.23g/l。这种富含岩藻糖胞外多糖的多种理化特性,如流变性、粘合特性、乳化能力,以及生物可降解性薄膜的应用,显示出了其重要的商业价值。
前期研究中,我们分离出了一株kosakonia菌株,并将其鉴定为kosakoniasp.cctccm2018092,阐明了该菌株的全基因组序列和遗传特性(completegenomesequenceofkosakoniasp.straincctcc2018092,afucose-richexopolysaccharideproducer.songfengniu,2019)。但是并未对kosakoniasp.产生的荚膜胞外多糖进行深入的结构及应用研究。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明的目的之一在于提供一种富含岩藻糖的胞外多糖;本发明的目的之二在于提供所述富含岩藻糖的胞外多糖的制备方法;本发明的目的之三在于提供富含岩藻糖的胞外多糖在制备可降解抗菌材料中的应用;本发明的目的之四在于提供含有所述富含岩藻糖的胞外多糖的纳米银抗菌薄膜;本发明的目的之五在于提供纳米银抗菌薄膜的制备方法;本发明的目的之六在于提供所述纳米银抗菌薄膜在制备抗菌材料中的应用。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
1、富含岩藻糖的胞外多糖,其特征在于:所述胞外多糖mw为3.65×105da,由l-岩藻糖、d-葡萄糖、d-半乳糖、d-葡萄糖醛酸和丙酮酸按摩尔比为2.03:1.00:1.18:0.64:0.67组成。优选的,所述胞外多糖由kosakoniasp.cctccm2018092发酵制得。
优选的,所述胞外多糖结构式如下:
2、所述富含岩藻糖的胞外多糖的制备方法,由kosakoniasp.cctccm2018092菌株发酵制得。
优选的,将kosakoniasp.cctccm2018092菌株的发酵液用硫酸将ph调节至1~5,在50~80℃条件下水解至0~10小时,过滤去除菌体与硫酸钙,再用截流量10kda的超滤膜过滤去除小分子,去除蛋白后,在去离子水中用截留分子量8000-14000mw进行透析,冻干得富含岩藻糖的胞外多糖;
或将kosakoniasp.cctccm2018092菌株的发酵液用硫酸将发酵液ph调至1~5,然后离心去除菌体和硫酸钙,上清通过sevage法去除蛋白后,在去离子水中用截留分子量8000-14000mw进行透析,冻干得富含岩藻糖的胞外多糖。
3、所述富含岩藻糖的胞外多糖在制备可降解抗菌材料中的应用。
4、含有所述富含岩藻糖的胞外多糖的纳米银抗菌薄膜。
5、所述的纳米银抗菌薄膜的制备方法,将富含岩藻糖的胞外多糖与agno3溶液混合,在紫外激发合成纳米银颗粒,然后加入胞外多糖溶液成膜,制得纳米银抗菌薄膜。
优选的,所述富含岩藻糖的胞外多糖的浓度为0.01~0.50mg/ml,所述agno3浓度为2mm;所述紫外激发为在354nm紫外灯下照射12分钟。
6、权利要求7所述纳米银抗菌薄膜在制备抗菌材料中的应用。
本发明的有益效果在于:本发明公开了一种新型的富含岩藻糖的eps,由kosakoniasp.cccccm2018092生产,其mw为3.65×105da,而分离出ah-eps的mw为3.47×104da,ah-eps主要由l-岩藻糖,d-葡萄糖,d-半乳糖,d-葡萄糖醛酸和丙酮酸组成,摩尔比约为2.03:1.00:1.18:0.64:0.67;通过化学分析和nmr分析阐明了糖残基之间的主要链接结构,并且确定ah-eps的三维结构为三螺旋链构象,ah-eps的这些结构特征可能为研究其潜在应用提供关键数据。纯化的ah-eps可以进一步用作还原剂和稳定剂,用于制备均匀的银纳米颗粒(15–30nm),而无需任何其他溶剂和试剂。eps还具有成膜性能,建立了含有ah-eps@agnps的eps膜,并对金黄色链球菌表现出较强的抗菌活性。这种抗菌膜仅包含银纳米颗粒和多糖,使其在开发新型生物可降解抗菌材料方面具有强大的应用潜力。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
图1为原始eps和ah-eps的gpc图。
图2为ah-eps完全酸水解产物分析(a:ah-eps的完全酸水解产物的hplc;b:ah-eps完全酸水解产物的gc-ms总离子流色谱图)。
图3为ah-eps在d2o中的1hnmr谱和13cnmr谱(a:1hnmr谱;b:13cnmr谱)。
图4为ah-eps的二维核磁波谱分析(a:2d1h/13chsqc谱;b:2d1h/13chmbc谱)。
图5为ah-eps的二维核磁波谱分析(a:2d1h/1hcoyy谱;b:2d1h/1hnoesy谱)。
图6为傅立叶红外光谱和差示扫描量热法分析(a:ah-eps的ft-ir光谱;b:dsc曲线)。
图7为在各种浓度的氢氧化钠溶液中,刚果红,刚果红 ah-eps和刚果红 葡聚糖络合物的最大吸峰的变化。
图8为ah-eps的主体结构。
图9为eps/纳米银薄膜的制备和抗菌测试(a:不同浓度的ah-eps合成的银纳米颗粒溶液的紫外-可见光谱;b-c:ah-eps@agnp在不同放大倍数下的tem图像;d:根据tem分析得出ah-eps@agnp的大小分布;e:eps薄膜和eps/纳米银薄膜的图片;f:由eps/纳米银薄膜产生的对金黄色葡萄球菌的生长抑制区,其中含有0.89%(a),0.44%(b),0.22%(c)和0%(d)ah-eps@agnps)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1、微生物胞外多糖(eps)的制备
eps由kosakoniasp.cctccm2018092菌株在分批补料的条件下发酵生产,具体步骤如下:取kosakoniasp.cctccm2018092菌株在含30ml培养基的250ml摇瓶中于30℃、200rpm转速下培养20小时,然后30ml细菌培养液转移到15l大小的发酵罐中于30℃、300rpm条件进行预成长培养13小时(通气量1.5m3/h)。之后,取3l预生长的细菌液转移到50l发酵罐中(含30l培养基)进行分批补料发酵。根据残糖量使用蠕动泵在发酵开始13h后以0.9-3.8rpm的速率开始分批补入200g/l的葡萄糖溶液。发酵罐通气量为1.5m3/h,通过转速联动自动调节转速(300-550rpm)将溶氧浓度控制在10%以上。50l发酵罐的ph通过补入氢氧化钠控制在7.0,温度控制在30℃。培养过程中的各培养基组成见表1。
表1.kosakoniasp.cctccm2018092发酵产生胞外多糖的培养基成分
胞外多糖的提取:
方法1:第一条路线为发酵结束后,用硫酸将发酵液ph调至2.0,然后12000rpm高速离心20min去除菌体和硫酸钙;上清通过sevage法去除蛋白后,去离子水进行透析(截留分子量8000-14000mw)后冻干得原始发酵多糖(eps),得率为13.5g/l。但由于菌体体积小,需要高速离心去除,不利于多糖的工业化大规模制备。
方法2:提取路线为发酵结束后,用硫酸将发酵液ph调至2.0,在80℃条件下水解4h。然后通过0.22μm陶瓷膜过滤去除菌体与硫酸钙,再用10kda截流量的超滤膜过滤去除色素等小分子。过滤浓相除蛋白后,透析(截留分子量8000-14000mw)并冻干得部分水解多糖(ah-eps),得率为12.6g/l。
实施例2、ah-eps的结构鉴定
eps和ah-eps的重均分子量(mw)通过凝胶渗透色谱(gpc)进行测定。使用配备了plaquagel-ohmixed-h8μm色谱柱和示差检测器的pl-gpc50gpc集成系统(安捷伦)。在30℃下用0.1mnano3和500ppmnan3作为洗脱液分离具有适当浓度的样品。结果显示,产自kosakoniasp.cctccm2018092的eps是一种异质高分子量多糖,mw约为3.65×105da(mw/mn=1.7)。ah-eps是均质的eps,平均质量为3.47×104da(mw/mn=1.2)。由于ah-eps具有能大规模生产和具有同质性的优越之处,因此对ah-eps进行了全面的结构表征。
1、高效液相色谱(hplc)分析糖基组成
将ah-eps完全酸水解后测定其单体组成。纯化后的ah-eps(5mg/ml)溶于5ml纯化水中,加入0.1ml三氟乙酸后于120℃水解2h,除去三氟乙酸后,将样品溶解于10mm的硫酸中,进行hplc分析。高效液相色谱(hplc)分析条件为:xtimate(welch)sugar-hcolumn(7.8mm×300mm,5μm)色谱柱;柱温:40℃;流速:0.5ml/min;流动相:10mm硫酸;检测器:示差检测器(ri-201h)。通过将保留时间与各个单体标准品的保留时间进行比较来确定单体组成,结果如图2中a所示。结果显示,ah-eps由岩藻糖,葡萄糖,葡萄糖醛酸和半乳糖组成。
2、气相色谱-质谱(gc-ms)分析糖基组成
完全酸水解后进行缩硫醇-乙酸酯衍生化并使用gc-ms分析进一步证实了上述实验结果。即,精确称取14.6mg岩藻多糖溶解于0.5ml木糖溶液(8g/l)中,再加入3mltfa(2mol/l),压盖后在120℃油浴中加热2小时,55℃条件下氮气吹干。加入2ml乙硫醇和1ml三氟乙酸,于25℃水浴中磁力搅拌25min。再于55℃条件下氮气吹干,然后加入4ml醋酸酐-吡啶混合物(1:1,v/v),于55℃水浴中磁力搅拌5小时后取0.5ml氮气吹干后复溶于甲醇中,进样进行gc-ms分析。
gc-ms条件为:shimadzu(gcms-qp2010,日本),rtx-5毛细管柱(0.25mm×30m),汽化室温度为280℃,以高纯氦气为载气,流速为1ml/min;进样量为0.3ul。柱温升温程序:初始温度为80℃,保持2min,以15℃/min的速率升温到200℃,再以1℃的速率升温至210℃,以25℃/min的速率升温到280℃,保持6min。结果如图2中b所示。结果显示,ah-eps由岩藻糖,葡萄糖,葡萄糖醛酸和半乳糖组成,葡萄糖醛酸含量为14.62%,ah-eps中单糖的绝对构型经gc-ms分析三甲基甲硅烷基化的(-)-2-丁基糖苷经确定,同样发现ah-eps由l-岩藻糖,d-葡萄糖,d-半乳糖和d-葡萄糖醛酸组成。
通过gc-ms测定保留时间和分子中的离子碎片来确定糖醛酸的乙酰化,结果如表1所示,结果显示,ah-eps中的岩藻糖,葡萄糖,半乳糖和葡萄糖醛酸的摩尔比为2.03:1.00:1.18:0.64。
表1、糖醛酸的乙酰化
3、丙酮酸分析
在shimadzu(lc-16)hplc系统上使用紫外检测器(spd-16)在215nm波长下对ah-eps中的丙酮酸进行定量分析。将ah-eps(5.1mg)溶于3mtfa(4ml)中,并在120℃水解2h,样品在55℃的氮气中干燥,并重新溶于100ml流动相中,过滤后,将进样检测。检测条件:wondasilc18柱(250×4.6mm,5μm),并在30℃下用含98%k2hpo4-h3po4(0.1mk2hpo4-h3po4,ph2.9)和2%meoh的缓冲液洗脱,流速为0.25ml/min。分析结果显示,丙酮酸的平均含量为6.82%。
4、甲基化分析
ah-eps的甲基化分析是使用传统方法并进行了一些修改。在甲基化之前,按照holzwarth和ogletree的研究,在95℃下加热ah-eps(5mg/ml的ah-eps溶液在1mm草酸,0.1m氯化钠,ph3.0条件下)2h除去丙酮酸。然后将溶液用naoh中和,用去离子水透析并冷冻干燥。此外,在甲基化之前应先将糖醛酸还原,通过用edc还原不含丙酮酸的ah-eps来制备还原了糖醛酸的ah-eps,具体是将ah-eps(5mg)添加到2ml75%thf-0.1mol/lmes溶液中,并使用10%et3n将ph值调节至4.75,再添加edc(20mg)后于环境温度搅拌1h。随后用2m醋酸溶液终止反应。反应液使用截留量3.5kda的透析袋透析24后,冷冻干燥。冻干样品复溶于1.0ml水中,加入0.5ml10%醋酸-甲醇溶液,氮气吹干以除去还原过程产生的硼酸,继续加入1.0ml10%醋酸-甲醇溶液,氮气吹干,重复3-4次。最后加入0.5ml甲醇,氮气吹干,重复3次,以保证硼酸除尽,得到糖醛酸还原样品后,60℃干燥5h用于甲基化分析。
将不含丙酮酸和糖醛酸的ah-eps(10mg)溶于0.1ml水中,然后将溶液转移至3mldmso中进行充分混合。然后水被2g3a分子筛吸收24小时。除去分子筛后,将样品用ch3i甲基化,并使用naoh作为dmso中的催化剂。然后将甲基化的产物在3mtfa中120℃水解2h,并在25℃下用nabh4还原12h。样品最后在55℃下用醋酸酐-吡啶(1:1,v/v)乙酰化5h,然后通过gc-ms分析,结果如表2所示。
表2、甲基化分析结果
apartiallymethylatedalditolacetate.
brelativetothe1,4-linked-fucoseresidue.
结果表明,ah-eps主要由1,4-连接的岩藻糖,1,3,4-连接的岩藻糖,1,3-连接的葡萄糖,1,3-连接的半乳糖和末端半乳糖组成,摩尔比为1:1.02:1.63:0.33:0.68,以及ah-eps链由岩藻糖残基c3处的唯一分支点组成。进一步根据先前的研究,丙酮酸被推导与末端半乳糖连接。
5、高碘酸氧化和smith降解
ah-eps(56mg)溶解于50ml高碘酸纳溶液(0.015m)中,并于4℃冰箱中保存。间隔12h取0.2ml溶液用纯化水定容至50ml,并稀释后溶液在233nm处的吸光度。待126h吸光度稳定后,向其中加入4ml乙二醇终止反应,取少量该水溶液用hplc分析甲酸。剩下的反应物使用纯化水透析(截留量8000mw)后冻干。向冻干产物中加入3ml硼氢化钠溶液(26g/l)室温下还原22h。还原后的产物加入2mltfa(3m)于120℃油浴中水解2h,氮气吹干后复溶于流动相中,进行hplc分析。
高效液相色谱(hplc)分析条件:xtimate(welch)sugar-hcolumn(7.8mm×300mm,5μm)色谱柱;柱温:40℃;流速:0.5ml/min;流动相:10mm硫酸;检测器:示差检测器(ri-201h)。进样体积:15μl。
结果表明存在葡萄糖,半乳糖和岩藻糖,并且葡萄糖,半乳糖和岩藻糖具有1→3键。乙二醇和赤藓糖醇的形成表明存在4-取代的糖基。1,2,3-丁三醇的存在表明ah-eps中存在1,4-二取代岩藻糖残基。
6、核磁共振波谱分析
将ah-eps
表3、ah-eps在d2o中的1hnmr谱和13cnmr谱
1h/13chsqc谱所示(图4,a),有六个1h/13c信号(a-f,δ5.40/99.35、5.35/93.11、5.35/99.25、5.17/93.91、4.99/101.00、4.50/102.51ppm)归因于糖残基的异头质子(h-1)和异头碳(c-1)。超过δ4.9ppm的信号归因于α-异头质子,而在δ4.9-4.4ppm之间的信号属于β-异头质子。结合异头信号的耦合常数分析,确定残基a-e具有α-构型,残基f具有β-构型。残基g代表了丙酮取代基。在1h/13chmbc谱中(图4,b),丙酮酸的甲基质子信号(1.45ppm)与102.04ppm处的13c信号耦合(丙酮酸的o–c–o基团)。结果表明,丙酮酸参与了包括o-4和o-6位置在内的六元环状缩酮形成。
通过1h/1hcosy,1h/1hnoesy,1h/13chsqc和1h/1htocsy实验完成了a–g残基的1h和13c化学位移的归属(表3)。残基b的c-4(78.78)和c-6(69.31)碳信号的低场移位表明它是1,4,6-α-d-galp。在1h/13chmbc谱中(图4,b),岩藻糖的甲基质子在1.27ppm处显示出与岩藻糖c-4的三键耦合(δ79.80ppm)和岩藻糖c-5的两键耦合(δ67.41ppm)。岩藻糖的c-5进一步与残基c(δ5.35ppm)和残基e(δ4.99ppm)的异头质子偶联,表明残基c和e是岩藻糖残基(图5,a)。残基c中岩藻糖的c-4与残基e的异头质子偶联,这表明残基c为1,4-α-l-fucp,即存在→4)-α-l-fucp-(1→4)-α-l-fucp-(1→链接。类似地,残基e的c-4与残基f的异头质子偶联,即存在→3)-β-d-glcp-(1→4)-α-l-fucp-(1→4)-α-l-fucp-(1→链接。noesy谱(图5,b)显示在残基f的h-3与残基c的h-1之间的存在残基交叉峰,确定出fucp-(1→3)-glcp链接和→3)-β-d-glcp-(1→4)-α-l-fucp-(1→4)-α-l-fucp-(1→为重复的骨架单元。noesy谱中残基c的h-3,h-5和残基a的h-1之间的信号表明残基a链接在残基c的3号c上;残基a的h-4和残基d的h-1之间的信号表明残基d与残基a连接。结合积分和典型的化学位移归属,确定了残基d为α-d-glcpa,最后一个残基-残基b可能只与残基d相连。
7.傅立叶红外光谱和差示扫描量热法分析
ah-eps的ft-ir光谱和dsc曲线分别在shimadzuirpresting-21光谱仪和taq200热分析仪上测试。ft-ir在4000cm-1至400cm-1的扫描范围内进行,dsc在30℃至400℃的环境下以10°k/min的加热速率在空气氛围中进行。ah-eps的ft-ir光谱(图6,a)在3429cm-1处显示出强烈的峰,这归因于o-h的拉伸振动。1650和1575cm-1处的峰属于c=o组的拉伸振动。在2928和2858cm-1处的峰是糖的特征峰,具体归因于c-h的拉伸振动。1097cm–1处的峰反映了c–o–h和c–o–c的拉伸振动,而885cm–1处的峰表明存在β-糖苷键。ah-eps的dsc曲线(图6,b)显示了在94.5℃处的宽吸热峰,这是脱水过程的结果。进一步升高温度,观察到最大在356.5℃的放热带。这可能是由于三维结构的变化和ah-eps的氧化引起的。
通过smith降解实验,甲基化分析和nmr分析鉴定出了ah-eps可能的结构构成,如图8所示。
8.刚果红实验
将4mg/mlah-eps溶液(2ml)与80μm刚果红(2ml)混合后在不同naoh浓度下(0.00m,0.05m,0.10m,0.15m,0.20m,0.25m,0.30m,0.35m,0.40m,0.45m和0.50m)反应10分钟。通过uv-vis分光光度计在400nm至800nm的范围内测量最大吸光度。另外,以添加有刚果红的葡聚糖(mw=40,000da)溶液和没有任何多糖的刚果红溶液作为对照。
多糖链表现出不同的三维结构,如三重螺旋链,单个无规则卷曲链和无规则卷曲链。刚果红可以在碱性溶液中与三螺旋多糖形成特殊的复合物。随着naoh浓度的增加,最大吸收波长(λmax)将发生红移。如图7所示,在naoh浓度接近0.2m时,刚果红的λmax增大到最大值。而在有或没有葡聚糖的情况下,刚果红的λmax随naoh浓度的增加而逐渐减小,直至达到恒定值,该结果表明ah-eps具有三重螺旋链构象。
实施例3、eps/纳米银薄膜的制备和抗菌测试
将不同浓度(0.01mg/ml、0.03mg/ml、0.05mg/ml、0.10mg/ml、0.20mg/ml、0.50mg/ml)的ah-eps溶液和2mmagno3溶液混入5ml水中震荡30分钟。之后,将溶液在354nmuv灯下照射12分钟以制备银纳米颗粒,将纳米银溶液分别添加(0ml,1.5ml,3.0ml,6.0ml)到25mleps(1.5wt%)溶液中,然后将溶液倒入塑料平板(d=6.5cm)中,在50℃干燥12h后形成薄膜。使用kirby-bauer方法,将薄膜剥离并切成薄片形状(d=0.5cm)以进行抗菌测试,使用革兰氏阳性金黄色葡萄球菌(atcc29213)作为实验细菌。不同浓度的ah-eps制备的银纳米颗粒溶液的吸收光谱如图9中a所示。结果显示,当ah-eps的浓度为0.05mg/ml时,溶液的uv-vis光谱在423nm处显示出银纳米颗粒的最强吸收峰。因此,使用0.05mg/ml的ah-eps制备银纳米颗粒,以用于进一步的表征和应用。形成此现象的原因是ah-eps含有丰富的–oh基团,可以将ag 还原为ag0。反应中还原剂和稳定剂的比例对银纳米颗粒的形态和尺寸分布具有显著影响。
0.05mg/ml的ah-eps制备银纳米颗粒tem图证实,被ah-eps(ah-eps@agnps)覆盖的银纳米颗粒呈球形,平均直径为20nm(图9,b~d)。制备了含有不同数量的ah-eps@agnp的eps膜和eps/纳米银膜(图9,e)。通过圆盘扩散法分析了eps/纳米银薄膜的抗菌活性,eps/纳米银薄膜周围出现明显的抑制区,表明ah-eps@agnps有效抑制金黄色葡萄球菌的生长(图9,f)。含有0、0.22%,0.44%和0.89%ah-eps@agnp的eps/纳米银薄膜对金黄色葡萄球菌生长的抑制区分别为0mm,12.3mm,14.1mm和16.5mm。抗菌能力表现出剂量依赖性。并且在平板培养12小时后,基于eps的抗菌膜消失并融合到培养基中。因此,在这项研究中发现的新型多糖(eps和ah-eps)在开发水溶性和生物可降解的新型抗菌材料方面具有潜在的应用前景。
通过上述研究发现,kosakoniasp.cccccm2018092生产了一种新型的富含岩藻糖的eps,其mw为3.65×105da,而分离出ah-eps的mw为3.47×104da。ah-eps主要由l-岩藻糖,d-葡萄糖,d-半乳糖,d-葡萄糖醛酸和丙酮酸组成,摩尔比约为2.03:1.00:1.18:0.64:0.67。还通过化学分析和nmr分析阐明了糖残基之间的主要链接结构,如图8所示,并且ah-eps的三维结构为三螺旋链构象。纯化的ah-eps可以进一步用作还原剂和稳定剂,用于制备均匀的银纳米颗粒(15–30nm),而无需任何其他溶剂和试剂。基于eps的成膜性能,建立了含有ah-eps@agnps的eps膜,并对金黄色链球菌表现出较强的抗菌活性。这种抗菌膜仅包含银纳米颗粒和多糖,使其在开发新型生物可降解抗菌材料方面具有强大的应用潜力。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
1.富含岩藻糖的胞外多糖,其特征在于:所述胞外多糖mw为3.65×105da,由l-岩藻糖、d-葡萄糖、d-半乳糖、d-葡萄糖醛酸和丙酮酸按摩尔比为2.03:1.00:1.18:0.64:0.67组成。
2.根据权利要求1所述富含岩藻糖的胞外多糖,其特征在于:所述胞外多糖由kosakoniasp.cctccm2018092发酵制得。
3.根据权利要求1或2所述富含岩藻糖的胞外多糖,其特征在于:所述胞外多糖结构式如下:
4.权利要求1~3任一项所述富含岩藻糖的胞外多糖的制备方法,其特征在于:由kosakoniasp.cctccm2018092菌株发酵制得。
5.根据权利要求4所述富含岩藻糖的胞外多糖的制备方法,其特征在于:将kosakoniasp.cctccm2018092菌株的发酵液用硫酸将ph调节至1~5,在50~80℃条件下水解至0~10小时,过滤去除菌体与硫酸钙,再用截流量10kda的超滤膜过滤去除小分子,去除蛋白后,在去离子水中用截留分子量8000-14000mw进行透析,冻干得富含岩藻糖的胞外多糖;
或将kosakoniasp.cctccm2018092菌株的发酵液用硫酸将发酵液ph调至1~5,然后离心去除菌体和硫酸钙,上清通过sevage法去除蛋白后,在去离子水中用截留分子量8000-14000mw进行透析,冻干得富含岩藻糖的胞外多糖。
6.权利要求1~3任一项所述富含岩藻糖的胞外多糖在制备可降解抗菌材料中的应用。
7.含有权利要求6所述富含岩藻糖的胞外多糖的纳米银抗菌薄膜。
8.根据权利要求7所述的纳米银抗菌薄膜的制备方法,其特征在于:将富含岩藻糖的胞外多糖与agno3溶液混合,在紫外激发合成纳米银颗粒,然后加入胞外多糖溶液成膜,制得纳米银抗菌薄膜。
9.根据权利要求8所述的纳米银抗菌薄膜的制备方法,其特征在于:所述富含岩藻糖的胞外多糖的浓度为0.01~0.50mg/ml,所述agno3浓度为2mm;所述紫外激发为在354nm紫外灯下照射12分钟。
10.权利要求7所述纳米银抗菌薄膜在制备抗菌材料中的应用。
技术总结