多粘類芽孢桿菌胞外多糖的功能研究進(jìn)展

和林松 陶玲慶 韋露萍 費(fèi)孝桐 朱玉雪 趙永清

摘 要：多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）屬于芽孢桿菌屬，是一類產(chǎn)芽孢的革蘭氏陽性細(xì)菌，可以產(chǎn)生多肽類、蛋白類、酶類、功能性多糖及其他代謝活性物質(zhì)?，F(xiàn)代研究表明，多糖類化合物具有廣泛的生理功能。隨著研究的不斷深入，多粘類芽孢桿菌胞外多糖已被證明具有抗氧化性、免疫活性、抗腫瘤性等功能，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域及生態(tài)農(nóng)業(yè)方面有著廣泛的發(fā)展前景。該文綜述了多粘類芽孢桿菌菌株來源及其胞外多糖的發(fā)酵工藝、提取、分離純化、結(jié)構(gòu)分析及功能方面的研究進(jìn)展，并對(duì)其未來的發(fā)展研究進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：多粘類芽孢桿菌;胞外多糖;發(fā)酵工藝;提取;結(jié)構(gòu)分析;生物活性

中圖分類號(hào) Q939.124 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2022）06-0041-05

Research Progress on Extracellular Polysaccharides of Bacillus polymyxa

HE Linsong1? ?TAO Lingqing1? ?WEI Luping1? ?FEI Xiaotong1? ?ZHU Yuxue1? ?ZHONG Yongqing1，2

（1Life Science and Engineering College， Northwest Minzu University， Lanzhou 730030， China; 2Biomedical Research Center， Northwest Minzu University， Lanzhou 730030， China）

Abstract： Paenibacillus polymyxa belongs to the genus Bacillus， a type of spore-producing Gram-positive bacteria， Bacillus polymyxa can produce polypeptides， proteins， enzymes， functional polysaccharides and other metabolically active substances. Modern research shows that polysaccharide compounds have a wide range of physiological functions. With the deepening of research，the extracellular polysaccharide of Bacillus polymyxa has been proven to have antioxidant， immune， and anti-tumor functions， and has broad development prospects in the field of biomedicine and ecological agriculture. This article reviews the source of Bacillus polymyxa strains and the research status of its extracellular polysaccharide fermentation technology， extraction， separation and purification， structure analysis and function in recent years， and prospects for its future development research.

Key words： Paenibacillus polymyxa; Extracellular polysaccharide; Fermentation process; Extraction; Structural analysis; Biological activity

多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）是類芽孢桿菌的模式菌[1]。類芽孢桿菌屬于革蘭氏陽性好氧或兼性厭氧菌，能產(chǎn)生芽孢，抗逆性極強(qiáng)，在高酸、高堿、高寒、高鹽的逆境下生長(zhǎng)良好[2]。其細(xì)胞呈直桿狀，菌落特征多成淺黃色或白色的黏稠狀，表面濕潤(rùn)光滑;靠周生的鞭毛運(yùn)動(dòng)，膨大孢子囊中產(chǎn)生橢圓形芽孢;最適生長(zhǎng)溫度為28～35℃，最適pH7.0，能產(chǎn)酸，有時(shí)產(chǎn)氣[3]。多粘類芽孢桿菌廣泛存在于自然界中，多數(shù)在植物體內(nèi)外及根際土壤中分離而來，作為一類重要的根際有益菌[4]，其具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)和生物防治的作用，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。多粘類芽孢桿菌具有良好的生物學(xué)活性物質(zhì)，如蛋白質(zhì)類、多糖、多肽類、脂類[5]。近年來的研究表明，多粘類芽孢桿菌胞外多糖具有凈化水質(zhì)[6]，吸收廢水中的重金屬離子[7]等作用，在環(huán)境生態(tài)領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。此外，它還具有抗氧化性、抗腫瘤性、調(diào)節(jié)免疫等生物活性，在醫(yī)藥領(lǐng)域中有著重要作用。多粘類芽孢桿菌產(chǎn)胞外多糖在農(nóng)藥助劑方面也發(fā)揮著重要作用，包括助懸浮和熱保護(hù)作用[8]。多粘類芽孢桿菌有多種生物學(xué)活性，對(duì)人畜安全和無污染，具有廣泛的應(yīng)用前景而受到青睞，美國(guó)環(huán)保署（EPA）將其列為可在商業(yè)上應(yīng)用的微生物[9]。

胞外多糖作為一種生物材料的來源，近年來受到了越來越多的關(guān)注。微生物多糖具有生產(chǎn)過程可控性高、不受外界因素影響、生產(chǎn)周期短，具有獨(dú)特的理化性質(zhì)及生物活性等優(yōu)勢(shì)，已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。微生物多糖由范圍極廣的單糖構(gòu)成，具有十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，其活性受發(fā)酵條件、提取工藝、純度、含量等多因素的綜合影響。因此，菌株發(fā)酵的條件及胞外多糖的提取、分離純化對(duì)后續(xù)結(jié)構(gòu)分析鑒定及其活性功能的研究尤為重要。在多粘類芽孢桿菌發(fā)酵過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的胞外多糖，容易分離提取。本文綜述了多粘類芽孢桿菌的來源及其多糖的提取工藝、純化、結(jié)構(gòu)分析及其功能進(jìn)展，并對(duì)未來相關(guān)領(lǐng)域研究進(jìn)行了展望，為多粘類芽孢桿菌胞外多糖的綜合應(yīng)用以及進(jìn)一步研究提供參考。

1 菌株來源

多粘類芽孢桿菌在自然界中分布廣，廣泛分布于土壤、植物的體表以及根部，也是常見的植物內(nèi)生菌。目前，多粘類芽孢桿菌多從植物的根際土壤中分離而來。劉訓(xùn)理[10]等從泰山土壤中分離得到1株對(duì)多種動(dòng)植物病原細(xì)菌和真菌具有較強(qiáng)拮抗作用的多粘芽孢桿菌Cp-s316。陳雪麗[11]等從大豆根際土壤中分離得到多粘芽孢桿菌BRF-1。張道敬[12]等在番茄的根際土壤中分離得1株生防菌株多粘芽孢桿菌HY96-2。林茂茲[13]等從太子參根際土壤中篩選出對(duì)尖孢鐮刀菌有很強(qiáng)抑制作用的多粘類芽孢桿菌S960。張宏福[14]等從中華蘆薈中分離到1株植物內(nèi)生菌多粘類芽孢桿菌A11，并且對(duì)該菌進(jìn)行了全基因組測(cè)序。吳棣[15]等自中國(guó)貴州辣椒根際土壤中分離得一株具有良好的拮抗性能并具有較好的植物促生及溶磷、解鉀的能力的多粘類芽孢桿菌SC2。鄂垚瑤[16]等從西瓜種植發(fā)病區(qū)健康植株根際分離得到的一株兼具促生及生防功能的根際有益菌多粘類芽孢桿菌SQR-21。李玉洋[17]等從水稻根際土壤中篩選得到1株對(duì)水稻惡苗病菌拮抗作用較強(qiáng)的多粘類芽孢桿SH15。王波[18]等從大豆植株中分離得到多粘類芽孢桿菌XZ-2。

2 發(fā)酵工藝

在發(fā)酵產(chǎn)胞外多糖的過程中，發(fā)酵培養(yǎng)基成分和發(fā)酵條件對(duì)胞外多糖的合成至關(guān)重要，通過優(yōu)化培養(yǎng)基成分和發(fā)酵條件促進(jìn)菌體生長(zhǎng)及其生理代謝，是提高胞外多糖產(chǎn)量的重要手段，成為優(yōu)化多糖生產(chǎn)工藝的研究熱點(diǎn)。優(yōu)化發(fā)酵工藝通常使用單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)、響應(yīng)面設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，綜合探究不同因素之間的交互作用。

2.1 培養(yǎng)基優(yōu)化 培養(yǎng)基組分在很大程度上影響著微生物生長(zhǎng)及其代謝產(chǎn)物的積累，適合菌體生長(zhǎng)繁殖的培養(yǎng)基不一定適合于代謝產(chǎn)物的積累。不同的菌株對(duì)碳源、氮源、生長(zhǎng)因子和無機(jī)鹽離子等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)種類和濃度的要求大有不同，不同代謝物的產(chǎn)生對(duì)這些要求也不同。因此，為提高多糖產(chǎn)率，需對(duì)培養(yǎng)基成分進(jìn)行優(yōu)化。碳源不僅是微生物菌體的能源物質(zhì)，也是合成菌體和目的產(chǎn)物的碳成分提供者。碳源對(duì)菌體產(chǎn)多糖的數(shù)量和質(zhì)量起著關(guān)鍵作用。不同的碳源對(duì)微生物的生長(zhǎng)及其多糖的合成有一定的影響。氮源是細(xì)胞物質(zhì)（氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸等）和含氮代謝物的組分，是菌體生長(zhǎng)繁殖的必需營(yíng)養(yǎng)素，為微生物生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)所需的氮元素，也是合成多糖的重要成分，適宜的氮源及添加量有利于多糖的合成。無機(jī)鹽及微量元素是微生物生理活性物質(zhì)的組成或生理活性作用的調(diào)節(jié)物，一般在低濃度有促進(jìn)作用，在高濃度有抑制作用。不少研究表明，對(duì)于多粘類芽孢桿菌產(chǎn)多糖，蔗糖是最佳碳源。如劉俊等[19]先用單因素實(shí)驗(yàn)方法篩選影響胞外多糖的產(chǎn)量因子，再用響應(yīng)面法對(duì)碳源、氮源和無機(jī)鹽的培養(yǎng)基成分進(jìn)行優(yōu)化，最終確定最佳培養(yǎng)基組合為蔗糖188.2g/mL、酵母膏25.8g/mL、氯化鈣0.34g/mL，其提取量高達(dá)35.26g/L。蹇華麗等[21]采用單因素實(shí)驗(yàn)法，以多糖產(chǎn)量為指標(biāo)，對(duì)多粘類芽孢桿菌PS04發(fā)酵培養(yǎng)基成分進(jìn)行優(yōu)化，最終確定蔗糖是最佳碳源，最適濃度150g/L，最佳氮源為無機(jī)氮NH4NO3，最適濃度1.4g/L。王波[18]等采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)多粘類芽孢桿菌XZ-2的培養(yǎng)基組分進(jìn)行優(yōu)化研究，得出利用蔗糖發(fā)酵產(chǎn)糖量最高，其最佳培養(yǎng)基組成為蔗糖15g/L、蛋白胨15g/L、硫酸鎂5g/L、氯化鈣3g/L。

2.2 發(fā)酵條件優(yōu)化 微生物的正常生長(zhǎng)繁殖，需要適應(yīng)的環(huán)境。在胞外多糖發(fā)酵生產(chǎn)中，除培養(yǎng)基的成分及濃度外，培養(yǎng)溫度、初始pH、發(fā)酵時(shí)間、通氣量、接種量等工藝條件也是主要的影響因素。只有將這些外界條件控制在適合菌種發(fā)酵的最優(yōu)水平，才能提高多糖的產(chǎn)量。溫度是影響微生物生長(zhǎng)的重要因素，它會(huì)影響菌中的酶活性，進(jìn)而會(huì)影響微生物體內(nèi)所進(jìn)行的各種生化反應(yīng)，對(duì)微生物的影響是最為廣泛的。在一定范圍內(nèi)，適宜的溫度促進(jìn)菌體生長(zhǎng)，促進(jìn)代謝活性物質(zhì)的產(chǎn)生;不適的溫度則會(huì)影響微生物的代謝。pH值也會(huì)影響菌中酶的活性，直接影響菌類的正常生長(zhǎng)和代謝，pH過高或過低均會(huì)影響多糖產(chǎn)量。到目前為止，已有不少關(guān)于多粘類芽孢桿菌產(chǎn)多糖培養(yǎng)條件的報(bào)道。楊樹麗[20]采用單因素試驗(yàn)法確定了類芽孢桿菌C-12菌株的最佳發(fā)酵條件為溫度30℃，初始pH6.0，轉(zhuǎn)速160r/min，接種量6%。蹇華麗[21]采用單因素法和響應(yīng)面設(shè)計(jì)對(duì)菌株P(guān)S04發(fā)酵產(chǎn)多糖的工藝進(jìn)行優(yōu)化，最終得出初始pH值為8.22、發(fā)酵溫度37℃、接種量4%、發(fā)酵周期48h時(shí)，多糖產(chǎn)量可達(dá)到60.04g/L，約為發(fā)酵條件未優(yōu)化時(shí)產(chǎn)量的6倍。表明通過響應(yīng)面設(shè)計(jì)方法對(duì)發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化可以明顯提高多糖的產(chǎn)率。楊棒棒[22]等在類芽孢桿菌ZX-5產(chǎn)胞外多糖發(fā)酵條件優(yōu)化中，先對(duì)碳源、氮源、溫度、pH、碳濃度、氮濃度進(jìn)行單因素試驗(yàn)，得出溫度、碳源濃度、氮源濃度對(duì)產(chǎn)多糖具有顯著影響，再選用這3個(gè)因素進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)，分析多糖產(chǎn)量的交互作用，得到最佳的產(chǎn)糖溫度條件為20℃，在優(yōu)化條件下產(chǎn)糖量達(dá)到34.55g/L，是基礎(chǔ)水平的2.01倍。

3 提取與純化

目前，微生物胞外多糖的提取一般采用離心除菌體、有機(jī)溶劑沉淀、去除蛋白、透析、冷凍干燥等步驟得多糖粗品，其純度較低，常含有色素、蛋白質(zhì)和小分子物質(zhì)等雜質(zhì)。雜質(zhì)的存在不僅降低了多糖的純度，也影響對(duì)其結(jié)構(gòu)與生物活性的研究。利用凝膠柱層析、離子交換柱層析等手段進(jìn)行純化，可得到純度較高的多糖樣品。

3.1 提取 多粘類芽孢桿菌多糖為胞外產(chǎn)物，分離過程一般先要去除菌體。高速離心是除菌體最常用的方法。然而，多糖的高粘度性會(huì)使發(fā)酵液難于離心，因此，有研究者采用先稀釋發(fā)酵液再離心的方法，也有研究者在處理發(fā)酵液前先加熱發(fā)酵液[23]。加熱會(huì)使結(jié)合在細(xì)胞壁上的多糖脫離細(xì)胞，同時(shí)使蛋白質(zhì)變性沉淀[24]。因此，發(fā)酵液先經(jīng)熱處理，再冷卻稀釋離心更適合高粘度的多粘類芽孢桿菌發(fā)酵液中多糖的提取。用乙醇沉淀是最常用的多糖提取方式[25]。不同菌株發(fā)酵液中多糖的提取率與乙醇的濃度有很大影響。如賈杰[26]等用1倍體積的乙醇沉淀多粘類芽孢桿菌HY96-2胞外多糖。田文祥[27]等用3倍體積的95%乙醇沉淀多粘類芽孢桿菌PS04胞外多糖。有機(jī)溶劑在低溫下可提高其沉淀量，促進(jìn)沉淀速度，所以多數(shù)研究者使用有機(jī)溶劑時(shí)先經(jīng)預(yù)處理再沉淀，或是在低溫條件下進(jìn)行沉淀。

3.2 除蛋白 多糖中的蛋白以游離蛋白和結(jié)合蛋白2種存在形式，這些蛋白會(huì)隨多糖沉淀下來。多糖除蛋白有3種方法：（1）強(qiáng)酸處理使蛋白質(zhì)變性沉淀，如三氯乙酸除蛋白，三氯乙酸能使蛋白質(zhì)帶正電荷，并與負(fù)離子結(jié)合成不溶性的鹽類[28]。（2）Sevage法;利用有機(jī)溶劑使溶液中的蛋白質(zhì)變性而分離蛋白質(zhì)。（3）酶解法：強(qiáng)酸除蛋白的效率可能更高，但是反應(yīng)劇烈，在蛋白質(zhì)變性的同時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致多糖的分解，進(jìn)而降低多糖的提取率。酶解法具有條件溫和、多糖損失率低等優(yōu)點(diǎn)，但酶法不能完全去除多糖中的蛋白質(zhì)。Sevage法效率較低，需要重復(fù)操作，但對(duì)多糖的結(jié)構(gòu)影響不大，更為溫和、可靠。因此，多粘類芽孢桿菌多糖中蛋白的去除，一般采用Sevage法[氯仿：正丁醇=5∶1（V∶V）]。

3.3 純化 在進(jìn)行多糖的提取時(shí)，提取物中通常含有蛋白質(zhì)、色素、無機(jī)鹽等多種雜質(zhì)，在進(jìn)行多糖的結(jié)構(gòu)分析鑒定和生物活性等方面研究前需要對(duì)多糖提取物進(jìn)行除雜、分離純化，以得到較高純度的單一多糖。微生物胞外多糖常為中性或弱酸性，因而可根據(jù)其電荷性質(zhì)及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選取合適的方法進(jìn)行分級(jí)純化。實(shí)驗(yàn)中常采用分步沉淀法、凝膠色譜法、超濾法、層析分離法、離子交換樹脂法等方法進(jìn)行分離純化。張道敬等[12]對(duì)乙醇沉淀法提取得的粗多糖用DEAE-纖維素柱法進(jìn)行分離純化，得出組分B和組分D，用高效液相色譜法檢測(cè)它們的純度，并對(duì)組分B采用氣相色譜法分析其單糖組成。由于單一的純化方法通常無法得到較高純度的多糖，因此在研究過程中通常需要聯(lián)合使用多種方法。

4 結(jié)構(gòu)分析

多糖的結(jié)構(gòu)分析主要包括多糖的單糖組分、多糖的分子量和糖苷鍵的連接方式。多糖具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，常用電泳法、酸解法、紅外光譜分析法（infrared spectroscopy，IR）、紫外-可見分光光度法（ultraviolet and visible spectropHotometry，UV）、氣相色譜法（gas chromatograpHy，GC）、高效液相色譜法（high performance liquid chromatograpHy，HPLC）、質(zhì)譜法（mass spectrometry，MS）、高效凝膠滲透色譜法（high performance gel permeation chromatograpHy，HPGPC）、核磁共振法（nuclear magnetic resonance，NMR）等方法對(duì)多糖進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析鑒定。蹇華麗[27]等采用丙烯葡聚糖凝膠S-200 HR對(duì)多粘類芽孢桿菌PS04多糖進(jìn)行過濾層析，并通過凝膠滲透色譜法分析測(cè)定，結(jié)合紅外光譜、高效液相色譜及核磁共振分析，確定該多糖是由果糖與葡萄糖以7∶1的比例組成，且果糖殘基以呋喃環(huán)構(gòu)型存在，以β-2，6、β-1，2鍵連接。張道敬等[12]采用凝膠滲透色譜法（GPC）、氣相色譜法（GC）測(cè)定了多粘類芽孢桿菌HY96-2的多糖組分B的分子量，得組分B的分子量為1.22×106Da，并確定其含有5種單糖：鼠李糖、木糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖，它們的摩爾比為2.52∶0.25∶1∶1.61∶2.24，是一種新結(jié)構(gòu)多糖。多糖的功能性質(zhì)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、空間構(gòu)象密切相關(guān)，借助以上手段有效分析多糖的構(gòu)型、化學(xué)鍵等結(jié)構(gòu)特征，有助于研究其生理活性和藥理作用機(jī)制。

5 多粘類芽孢桿菌的功能

近幾年的研究表明，多糖不僅是細(xì)胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和能源物質(zhì)，也是具有多功能的生物活性物質(zhì)。此外，功能性多糖還具有抗腫瘤、消炎、抗氧化性、抗凝血等作用，可用于生態(tài)環(huán)保等領(lǐng)域。

5.1 增強(qiáng)免疫力 多糖種類豐富、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是生物體內(nèi)一種重要的聚合物，具有顯著的生物學(xué)活性，能提高機(jī)體淋巴細(xì)胞與巨噬細(xì)胞的數(shù)量、增加細(xì)胞因子的釋放、調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫系統(tǒng)，提高機(jī)體的免疫力[29]。多粘類芽孢桿菌產(chǎn)生的葡聚糖可以減輕小豬炎癥的發(fā)生程度[30]，將該種多糖作為飼料添加劑可提高動(dòng)物的免疫力。劉俊等[19]研究表明，給D-半乳糖誘導(dǎo)的衰老小鼠灌胃胞外多糖，可提高小鼠的脾臟和肝臟指數(shù)，從而增強(qiáng)小鼠的免疫功能。P. polymyxa JB115[31]中提取分離的β-葡聚糖能刺激機(jī)體增強(qiáng)免疫能力，是一種很好的免疫增強(qiáng)劑。

5.2 抗腫瘤 腫瘤是一種常見病、多發(fā)病，其中惡性腫瘤是目前危害人類健康最重要的一類疾病。腫瘤細(xì)胞會(huì)誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致器官萎縮，從而降低宿主免疫力，產(chǎn)生危害。尋找具有抗腫瘤活性的物質(zhì)已成為許多科研人員努力的方向。Chang等[32]研究P. polymyxa JB115發(fā)現(xiàn)，其[β]-葡聚糖可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞中產(chǎn)生NO，NO可作為信號(hào)分子進(jìn)一步發(fā)揮神經(jīng)傳導(dǎo)、疏通血管以及促進(jìn)巨噬細(xì)胞清除腫瘤細(xì)胞。

5.3 抗氧化 細(xì)胞正常代謝過程中產(chǎn)生的活性氧具有雙重功能，低濃度的活性氧對(duì)生長(zhǎng)因子的應(yīng)答、免疫反應(yīng)起重要作用;高濃度的活性氧則會(huì)破壞細(xì)胞中的DNA、脂類和蛋白質(zhì)，從而提高致癌性。有研究指明，多粘類芽孢桿菌的胞外多糖有較強(qiáng)的抗氧化性。Liu等[33]研究P. polymyxa EJS-3胞外多糖的抗氧化性，體外通過測(cè)定H2O2清除活性、DPpH自由基清除活性、Fe2+螯合劑活性、脂質(zhì)體過氧化抑制效果等，體內(nèi)試驗(yàn)以D-半乳糖誘導(dǎo)的小鼠為對(duì)象做生物測(cè)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該多糖有抗氧化活性，可以作為新型的天然抗氧化劑應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域多種疾病的治療以及開發(fā)新型化妝品。

5.4 其他方面作用 除上述的活性外，多粘類芽孢桿菌胞外多糖還具有乳化、凈化水質(zhì)的作用。一些研究表明，P. polymyxa產(chǎn)胞外多糖具有凈化水質(zhì)的作用[34]。Mokaddem等[35]研究表明，P. polymyxa CHL0102產(chǎn)多糖類物質(zhì)，可吸附污水中的鎘離子，說明該類細(xì)菌可用于廢水中重金屬離子的去除，達(dá)到凈化污水的目的。P. polymyxa GA1[36]產(chǎn)生的大分子多糖可作為絮凝劑，對(duì)污水有很好的處理效果，其絮凝機(jī)是通過架橋作用使分散的顆粒聚集從而達(dá)到固液分離。多粘類芽孢桿菌在污水處理方面具有廣闊的前景。此外，P. polymyxa[37]產(chǎn)胞外多糖具有低濃度下高黏性、假塑性、耐鹽性，同時(shí)對(duì)熱和酸堿有很好的穩(wěn)定性等優(yōu)良性質(zhì)。一些文獻(xiàn)報(bào)道，P. polymyxa[38，39]產(chǎn)胞外多糖在農(nóng)藥助劑方面也有一定的作用，包括助懸浮、免受紫外和熱損傷。

6 展望

由于地理來源和采集環(huán)境的不同以及分泌不同代謝物質(zhì)所需營(yíng)養(yǎng)素的不同，不同多粘類芽孢桿菌的培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件之間存在差異，需要通過較多的試驗(yàn)次數(shù)和周期才能優(yōu)化篩選出最佳結(jié)果?，F(xiàn)階段，對(duì)多粘類芽孢桿菌培養(yǎng)基的探索大多是籠統(tǒng)的優(yōu)化篩選組分及發(fā)酵條件。多粘類芽孢桿菌作為一種有益菌，具有多種可利用的生物特性，提高發(fā)酵產(chǎn)量，高效的提取、分離純化及更深入的結(jié)構(gòu)分析、生理活性研究將有利于對(duì)其多糖的充分利用。

目前，多糖類依舊是國(guó)內(nèi)外天然化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，具有廣闊的應(yīng)用前景。但國(guó)內(nèi)對(duì)多粘類芽孢桿菌胞外多糖的研究不足，我國(guó)對(duì)于多粘類芽孢桿菌多糖的開發(fā)利用還不夠全面。對(duì)多粘類芽孢桿菌代謝活性物質(zhì)的研究主要集中在多肽類、脂類、蛋白質(zhì)類，而在多糖及其活性的研究較少，對(duì)其他代謝產(chǎn)物的研究主要集中在功能和基本的理化性質(zhì)上，其中對(duì)蛋白質(zhì)類、多肽類的作用機(jī)理研究比較深入、比較系統(tǒng)。對(duì)多糖的研究多數(shù)是針對(duì)其提取、純化、單糖鑒定，僅局限在分析單糖組成和糖苷鍵的連接方式，而對(duì)其功能研究較淺，如抗腫瘤機(jī)制的研究報(bào)道甚少，其作用機(jī)理尚不明確，胞外多糖的抗腫瘤機(jī)制有待進(jìn)一步研究，這將是研究多糖的重要方向。

參考文獻(xiàn)

[1]王劉慶，王秋影，廖美德.多粘類芽孢桿菌生物特性及其機(jī)理研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29（11）：158-163.

[2]郭興華.益生菌基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2002.

[3]羅元嬋，張道敬，魏洪剛，等.多粘類芽孢桿菌農(nóng)用活性研究進(jìn)展[C]//第四屆中國(guó)植物細(xì)菌病害學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.2008.

[4]Choong-Min Ryu，Jinwoo Kim，Okhee Choi，Seuk Hyun Kim，et al. Improvement of biological control capacity of Paenibacillus polymyxa E681 by seed pelleting on sesame[J].Biological Control，2006（3）：282-289.

[5]楊少波，劉訓(xùn)理.多粘類芽孢桿菌及其產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)研究進(jìn)展[J].微生物學(xué)通報(bào)，2008（10）：1621-1625.

[6]Partha P，Natarajan K A. Surface chemical studies on selective separation of pyrite and galena in the presence of bacterial cells and metabolic products of Paenibacillus polymyxa[J].Journal of Colloid and interface Science，2006，298（2）：720-729.

[7]丁雨，路現(xiàn)彩，周躍飛，等.多粘芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）吸附CU2+的實(shí)驗(yàn)[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2007，13（4）：675-481.

[8]劉振華，魏鴻剛，李元廣，等.多粘類芽胞桿菌胞外多糖在微生物農(nóng)藥劑型中的功能研究[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)，2011，13（06）：603-607.

[9]Wang Z W，Liu X L. Medium optimization for antifungal active substances production from a newly isolated Paenibacillus sp using response surface methodology[J].Bioresource Technology，2008，99（17）：8245-8251.

[10]劉訓(xùn)理，孫長(zhǎng)坡，馬迎飛，等.一株家蠶病原物拮抗細(xì)菌的分離與鑒定[J].蠶業(yè)科學(xué)，2004（03）：273-276.

[11]陳雪麗，郝再彬，王光華，等.多粘類芽孢桿菌BRF-1抗菌蛋白的分離純化[J].中國(guó)生物防治，2007（02）：156-159.

[12]張道敬，龔春燕，魏鴻剛，等.多粘類芽孢桿菌HY96-2的化學(xué)成分[J].華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008（01）：71-73.

[13]林茂茲，金美芳，鄒虹.多粘類芽孢桿菌S960菌株發(fā)酵條件優(yōu)化[J].福建師大福清分校學(xué)報(bào)，2015（05）：6-11.

[14]張宏福.基于多粘類芽孢桿菌A11新型微生態(tài)制劑的研究[D].重慶：西南大學(xué)，2014.

[15]吳棣.多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）SC2對(duì)辣椒根系分泌物的響應(yīng)機(jī)制研究[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[16]鄂垚瑤.接種多粘類芽孢桿菌SQR-21及FON對(duì)西瓜根系轉(zhuǎn)錄水平和蛋白表達(dá)的影響[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[17]李玉洋.水稻惡苗病生防拮抗菌—多粘類芽孢桿菌SH15的分離及抑菌活性研究[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[18]王波，王幸，周興根，等.多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）XZ-2發(fā)酵條件優(yōu)化的研究[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2018，30（11）：57-61.

[19]劉俊.多粘類芽孢桿菌胞外多糖的發(fā)酵條件、結(jié)構(gòu)、化學(xué)修飾及其抗氧化活性的研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

[20]楊樹麗.一株產(chǎn)胞外多糖芽孢桿菌的研究[D].上海：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，2016.

[21]蹇華麗，田文祥，楊幼慧，等.多黏類芽孢桿菌PS04產(chǎn)胞外多糖發(fā)酵條件優(yōu)化[J].食品科技，2013，38（01）：26-30.

[22]楊棒棒，符運(yùn)會(huì)，周佳，等.類芽孢桿菌ZX-5產(chǎn)胞外多糖發(fā)酵條件優(yōu)化及其保濕特性[J].現(xiàn)代食品科技，2022，38（01）：151-158.

[23]Acosta M P，Valdman E，Leite S G F，et al. Biosorption of Copper by Paenibacillus polymyxa Cells and their Exopolysaccharide[J] .World Journal of Microbiology and Biotechnology，2005，21：1157-1163.

[24]劉振華，井長(zhǎng)勤，周晨妍.生防細(xì)菌多粘類芽孢桿菌多糖研究進(jìn)展[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，31（04）：146-150.

[25]Asker M M S，Manal G M，Ghada S I. Structural characterization and biological activity of acidic polysaccharide fractions isolated from Bacillus polymyxa NRC-A [J].Journal of Applied Sciences Research，2007，3：1170-1177.

[26]賈杰，鄭瑞峰，李淑蘭等.多粘類芽孢桿菌HY96-2胞外多糖的分離純化[J].分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2020，36（01）：42-46.

[27]蹇華麗，田文祥，楊幼慧，等.多粘類芽孢桿菌PS04胞外多糖分子結(jié)構(gòu)研究[J].食品工業(yè)科技，2014，35（08）：114-117，121.

[28]初雅潔.辣木多糖除蛋白的工藝技術(shù)[J].現(xiàn)代食品，2020（19）：86-89.

[29]潘桂芳.卷丹百合多糖的提取純化、結(jié)構(gòu)分析及其免疫活性研究[D].合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[30]孫守坤，宋濤，盧義.刺五加酸性多糖對(duì)免疫低下小鼠的免疫調(diào)節(jié)作用[J].免疫學(xué)雜志，2018，34（10）：863-868.

[31] Ko E J，Byon Y Y，Jee Y，et al.Maturation of bone marrow-derived dendritic cells by a novel β-glucan purified from Paenibacillus polymyxa JB115[J]. Journal of Veterinary Science，2011，12（2）：187-189.

[32]Chang Z Q，Lee J S，Hwang M H，et al. A novel β-glucan produced by Paenibacillus polymyxa JB115 induces nitric oxide production in RAW264.7 macrophages[J]. Journal of Veterinary Science，2009，10（2）：165-167.

[33]Liu J， Luo J， Ye H，et al， In vitro and in vivo antioxidant activity of exopolysaccharides from endophytic bacterium Paenibacillus polymyxa EJS-3[J].Carbohydrate Polymers，2010，82（4）：1278-1283.

[34]Hwang Y H，Park B K，Lim J H，et al.Effetcs of beta-glucan from Paenibacillus polymyxa and L-theanine on growth performance and immuno-modulation in Weanling Piglets[J].Asian-Australasian Journal of Animal Science，2008，21：1753-1759.

[35]Mokaddem H，Sadaoui Z，Boukhelate N，et al. Removal of cadmium from aqueous solution by polysaccharide produced from Paenibacillus polymyxa[J] Journal of Hazardous Materials，2009，172（2-3）：1150-1155.

[36]阮敏，楊朝暉，曾光明，等.多粘類芽孢桿菌GA1所產(chǎn)絮凝劑的絮凝性能研究及機(jī)理探討[J].環(huán)境科學(xué)，2007（10）：2336-2341.

[37]田文祥，蹇華麗，楊幼慧，等.產(chǎn)胞外多糖菌的鑒定及多糖性質(zhì)研究[J].食品與機(jī)械，2012，28（01）：162-165.

[38]劉振華，魏鴻剛，李元廣，等.多粘類芽胞桿菌胞外多糖在微生物農(nóng)藥劑型中的功能研究[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)，2011，13（06）：603-607.

[39]劉振華.多粘類芽孢桿菌和海洋芽孢桿菌可濕性粉劑的研制及其加工工藝的優(yōu)化與放大[D].廣州：華東理工大學(xué)，2011.

（責(zé)編：張宏民）