[发明专利]一株产胞外多糖的植物乳杆菌

说明书

本发明公开了一株产胞外多糖的植物乳杆菌，其分类命名为Lactobacillus plantarum，菌株号为LCC‑605，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC M 2016491，保藏日期为2016年9月18号。与现有菌株相比，本发明的植物乳杆菌LCC‑605所产胞外多糖首次发现能自组装形成纳米颗粒，且吸附重金属与亚甲基蓝能力最强，对亚甲基蓝、Pb²⁺、Cd²⁺和Cu²⁺的吸附量分别为3029mg/g、1513mg/g、2097mg/g和2987mg/g，可用于生物修复以治理环境中的重金属和染料污染，具有环境友好性和可持续发展性。

技术领域

本发明属于生物技术和食品发酵领域，具体涉及一株产胞外多糖的植物乳杆菌。

背景技术

乳酸菌胞外多糖是由乳酸菌产生的高分子多糖聚合物，可分为荚膜多糖和胞外多糖。荚膜多糖一般分布在菌体的细胞壁上，而胞外多糖通常被释放到培养液中。乳酸菌胞外多糖在提高发酵乳制品的流变学特性、质构以及适口性方面有着极好的应用(FEMSmicrobiology reviews,1999,23(2):153-177)。乳酸菌胞外多糖可以在肠道内长时间存在进而增加益生菌在肠道内的定植(International dairy journal,2002,12(2):163-171)。此外，人们发现乳酸菌胞外多糖对重金属离子和染料分子也有一定的吸附效果(Bioresource technology,2014,160:15-23；Plos one,2016,11(2):e0148430)。乳酸菌胞外多糖根据其组成和结构可以分为同多糖和异多糖。同多糖主要有葡聚糖和果聚糖。相比之下，异多糖则由多个重复的低聚糖组成，每个重复单元通常含有两个或两个以上单糖并具有不同的连接方式(Biotechnology advances,2001,19(8):597-625)。乳酸菌胞外多糖带有一些带电基团，如羧基，磷酸根以及羟基。这些基团有助于胞外多糖吸附重金属。

自然环境中存在着许多金属离子或金属颗粒，包括有毒的重金属离子如Pb、Cd、Cr等，一些稀有金属元素如Au、Ag、Pd、Pt等，和一些辐射性元素如U、Th、Ra、Am等。环境以及食品的重金属污染导致的生物体内重金属富集的现象对人类健康具有极大的威胁。同时，重金属污染毒性较大且广泛存在。除了人类的自然活动之外，其他的人类生产活动也会产生重金属离子如采矿业、精炼行业、工业加工过程、食品加工过程、个人护理产品、工业排放、药业以及化妆品废弃物。除了重金属污染外，染料污染也不容忽视。染料的排放带来的颜色不仅令人不愉悦，而且还会阻碍光线渗透，危害水生物的生长。同时，大部分染料都是有毒的甚至是致癌的，对生物体具有较大的毒害作用。传统的重金属，染料去除方法包括凝聚和絮凝作用、氧化和臭氧化、膜分离技术以及生物吸附技术。被染料污染的废水很难处理，因为染料分子属于顽固分子，对有氧消化有一定的抵抗性；另外，染料分子在废水中含量比较低，不容易进行大规模、低成本的处理。近年来发现生物吸附法可以解决这些问题，并且成本较低，已经被证实有效可行(Biotechnology advances,2008,26(3):266-291)。也有人用生物吸附法回收贵金属资源(Hydrometallurgy 103,180–189)。因此，选择绿色环保，可持续发展的吸附材料对重金属以及染料污染进行处理是非常必要的。