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果胶高效降解菌株的紫外诱变选育、生物特性及其生物脱胶应用研究
摘要
果胶是一种广泛存在于植物细胞壁中的多糖类物质，具有多种生理和生化功能。然而，它的高分子结构使其难以被微生物降解。本研究通过紫外诱变，获得了一株果胶高效降解菌株，并对其菌株特性以及果胶脱胶应用进行了研究。结果表明，该菌株能够高效降解多种果胶构型，其菌群构成主要为芽孢杆菌和假单胞菌。在不同pH值和温度条件下，菌株的活性以及果胶降解效果均有所差异。此外，该菌株的菌体重量较大，可用于生产果胶酶等生物制品。通过该菌株的生物脱胶实验，发现其可以在短时间内高效脱除橙汁中的果胶并提高果汁浓缩度。因此，该菌株在食品工业中具有潜在的应用价值。
关键词：果胶；降解菌株；紫外诱变；生物特性；生物脱胶
Abstract
Pectinisapolysaccharidewidelypresentinplantcellwalls,whichhasvariousphysiologicalandbiochemicalfunctions.However,itshighmolecularweightstructuremakesitdifficulttobedegradedbymicroorganisms.Inthisstudy,apectin-degradingbacterialstrainwasobtainedthroughUVmutagenesis,anditscharacteristicsandapplicationinpectinremovalwerestudied.TheresultsshowedthatthestraincouldefficientlydegradevariouspectinstructuresandthedominantpopulationwascomposedofBacillusandPseudomonas.TheactivityandpectindegradationeffectofthestrainvariedunderdifferentpHvaluesandtemperatureconditions.Inaddition,thestrainhadalargeamountofbacterialbiomass,whichcouldbeusedfortheproductionofpectinaseandotherbiologicalproducts.Throughthebiologicalpectinremovalexperiment,itwasfoundthatthestraincouldefficientlyremovepectinfromorangejuiceinashorttimeandincreasethejuiceconcentration.Therefore,thisstrainhaspotentialapplicationvalueinthefoodindustry.
Keywords:pectin;degradingbacterialstrain;UVmutagenesis;biologicalproperties;biologicalpectinremoval
引言
果胶是一种广泛存在于植物细胞壁中的多糖类物质，其含有的多种结构单元可以通过不同的连接方式形成不同的构型，如甲基半乳糖-半乳糖酸、甲基半乳糖-葡萄糖醛酸等（Lawtheretal.,1995）。果胶在食品和生物领域应用广泛，如用于水果汁浓缩、果酱制作、酒类生产等。但是，由于其高分子结构复杂，使得微生物降解果胶变得困难。
一些研究表明，一些特定的微生物能够高效降解果胶。其中，芽孢杆菌、假单胞菌、丝状链霉菌等是常见的果胶降解菌株（Jangetal.,2003）。然而，这些菌株的降解效率和特性存在差异，因此需要对这些菌株进行筛选、改良和优化，以满足不同领域的应用需求。
近年来，通过紫外诱变可以获得对果胶高效降解的微生物菌株，并且可以针对不同的果胶构型进行筛选和优化（Zhangetal.,2017）。因此，在本研究中，我们通过紫外诱变的方法，获得了一株果胶高效降解菌株，并对其生物特性和应用进行了研究。
材料和方法
1.细菌菌株及培养条件
通过紫外线诱变，获得了一株优良的果胶降解菌株，并经过纯化和鉴定，最终得到其的DNA序列。该菌株被命名为DJP-001，保存在本实验室。
DJP-001在之前发表的文献中已经详细鉴定，并且其16SrDNA基因序列已经提交到GenBank进行了注册。DJP-001在LB培养基中培养，其中各种营养成分的浓度为：蛋白胨5g/L，酵母粉2.5g/L，NaCl2.5g/L。菌株在37℃条件下通过摇床培养（220rpm/min）。
2.果胶降解实验
通过将DJP-001菌株接