几株产天然色素的微生物的初步鉴定及其色素性质的研究文献综述

 2022-12-28 09:12

微生物色素是从产色素的菌株中提取出来的,相较于合成色素天然色素具有无毒,安全,成本低等优点。自然界中能产生色素的微生物种类有很多,涉及细菌,放线菌,酵母,丝状真菌等,通过分离纯化菌株,生理生化实验鉴定,进而通过微生物实现大规模培养,发酵生产色素,是当前获得低成本高效获得色素的有效途径。

1.研究现状

天然色素现在主要是从植物,动物组织和微生物细胞中获取,因为动植物材料的生长受季节,产地等因素的影响,应用受到局限,利用微生物资源产天然色素易于工业化。微生物产生色素的结构也各不相同,一些假单胞菌和放线菌可产生各种颜色的色素,如紫色的碘菌素,蓝绿色的绿脓杆菌素,金色菌素等,光和细菌能够产生细菌叶绿素和类胡萝卜素,三孢布拉霉早已用于工业化生产beta;-胡萝卜素,改善天然色素的生物合成效率可增加其产量,不同培养环境和培养基添加物可提高微藻,真菌,细菌中的细胞生物量和色素产量。

2..实验流程

本实验对几株产色素菌株进行了初步研究,首先配置不同的培养基,对菌株进行平板划线培养,获取单菌落,并对不同培养基中的菌株进行初步形态鉴定,生理生化鉴定,23rRNA鉴定,确定菌株种属,然后对菌株的培养条件进行进一步的优化,筛选出获得最大色素产量所需的培养基碳源及氮源种类,培养温度,PH,培养时间。然后将色素进行初步的提取分离,用丙酮进行有机萃取,对提取出的色素进行其对温度,PH,光照,氧化剂以及还原剂等因素稳定性的考察。

3.影响天然色素稳定性因素

天然色素按其来源可分为植物色素、动物色素和微生物色素三大类;按照化学结构,则可分为吡啶类色素、花青素类色素、黄酮类色素、类胡萝卜类色素、萘醌类色素等;而按照溶解性的不同则可分为水溶性色素和脂溶性色素等。综合文献报道,大部分天然色素的稳定性较差,会因为培养条件的改变色调发生变化,归纳分析影响天然色素稳定性的主要因素包括pH值、金属离子、光照、温度、氧化剂和还原剂等。取定量色素粗提物,在不同PH下测定吸光度,经过不同时间光照处理测定吸光度,置于不同温度下保温测定吸光度,加入不同金属离子测定吸光度并观察颜色变化,测定不同因素对色素稳定性的影响。许多天然色素对pH值的变化很敏感,色调会随之发生很大的变化,很多金属离子也会对天然色素的稳定性产生影响,有的会起到护色作用,有的则导致色素褪色,在不同波长或强度的光照下,色素会发生降解,不同菌种在高温的保存率也不同。采取一定方法提高天然色素的稳定性,可以扩大天然色素的应用范围,取得良好的经济效益。分析归纳文献报道,目前提高稳定性的方法主要包括添加稳定剂、微胶囊化、色素分子结构修饰、改善色素加工储存环境等。色素的稳定性和色素的化学结构有密切的关系,要提高天然色素的稳定性,最好是从天然色素稳定性和结构的关系入手,通过修饰天然色素的分子结构来达到提高天然色素稳定性的目的。

4.细菌鉴定方法

细菌分类鉴定方法包括表型鉴定法和分子遗传学鉴定法两大类 , 分成4 个水平 :细菌形态和生理生化水平、细胞组分水平、蛋白质水平和核酸水平。表型鉴定法是对前3个水平的鉴定, 包括常规鉴定法、数值分类鉴定法和化学分类鉴定法 。分子遗传学鉴定法是核酸水平的鉴定 , 对细菌染色体或质粒DNA进行分析, 包括(G C)%含量测定 、核酸杂交 、PCR技术、16SrRNA和16 ~23SrRNA序列分析等, 此类方法使细菌种属定位由表型特征深入为基因型鉴定。

细菌常规鉴定法是细菌形态和生理生化水平及蛋白质水平的鉴定,蛋白质水平鉴定包括免疫诊断和蛋白质图谱分析。16SrRNA序列和6S~23SrRNA间区序列分析法RNA是研究细菌亲源关系的重要指标 , 含量约占细菌RNA总量的80 %,是细菌系统分类学最常用的基因序列。原核生物的5SrRNA、16SrRNA和23SrRNA位于同一操纵子上, 其中16SrRNA为细胞所共有 , 分子大小适合操作 , 既含保守序列又含可变序列。保守性反映生物物种的亲源关系 ;高变性展示生物物种的特征核酸序列,其序列变化与进化距离相对应, 在细菌种属分类鉴定中广泛应用。若两菌的16SrRNA同源性大于99%,且染色体DNA杂交率大于70 %, 基因水平上为同一种细菌,可根据细菌间 ISR的数目、长度 、种类和序列的不同进行分类 。

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