产多糖微生物的分离及所产多糖特性的研究(2)
1.1 微生物多糖
多糖按来源分为植物多糖、动物多糖和微生物多糖。其中动植物多糖的生产周期较长，受地理、气候等限制因素多，消耗资源量大而产量低，工业生产成本较高。相对而言，细菌、真菌(不含大型真菌)等微生物所生成的多糖——微生物多糖则有明显优势，其生产周期短，不受地理、气候等条件限制，原料来源广，发酵生产的成本相对较低，且产量高，易纯化，安全性高，因而比植物多糖和动物多糖有更强的市场竞争力和更大的发展前景[1]。
目前，微生物多糖已经应用在各个领域，结冷胶、黄原胶、透明质酸和热凝胶等都实现了商业生产。随着对微生物多糖的深入研究，世界上的微生物多糖产量年增长量均在10%以上。近三十年来，微生物多糖的各种特殊用途不断地被开发出来，随着研究的不断深入，多糖的应用领域将不断被扩大。随着研究技术的不断发展，开发出更多微生物多糖的潜能，筛选、分离出新的多糖产生菌，研究多糖的理化性质，以便于进一步拓展其应用领域，促进其产业化。
1.2 微生物胞外多糖
按照微生物分泌多糖存在于其细胞的部位划分，微生物多糖分为胞内多糖、胞壁多糖和胞外多糖。微生物胞外多糖是其生长代谢过程中分泌到细胞外的一类多糖，广义上的胞外多糖指的是糖被(glycocalyx)，狭义上的胞外多糖指的扩散到培养基中的多糖——粘液多糖，即人们通常所说的胞外多糖[2]。
按照胞外多糖在细胞外基质中的状态划分，包括附着在细胞表面形成荚膜的荚膜多糖（Capsular polysaccharide, CPS）和合成后分泌到培养基中形成粘液的粘液多糖（Exopolysaccharides，SPS）。荚膜多糖是依附在细胞表面，分子间通过氢键及其它非共价键相结合，不易于与菌体分离。粘液多糖结构疏松，易于与菌体分离，容易通过渗透作用扩散到培养基中。
微生物胞壁及胞内多糖提取难度大而成本高，开发的品种较少，应用于大规模工业化生产的微生物多糖大多是胞外多糖。与微生物的胞壁及胞内多糖相比，胞外多糖安全性高、理化性质独特，特别是粘液多糖，易于与菌体分离，因而有很多具有工业应用价值[2]。
20 世纪 50 年代以来，有关细菌胞外多糖的应用探索和新型多糖产生菌的选育从未间断，不断有新的细菌胞外多糖产品被发掘，其应用领域也扩展到食品、石油开采、化工、制药等方面，其在细菌诊断、免疫及癌症预防等方面的功用也逐渐引起重视。因此对细菌胞外多糖理化特性及生理功能的研究具有十分重要的意义。
1.3 微生物胞外多糖特性
1.3.1 增稠性
细菌胞外多糖的亲水性较好——由于分子结构上的亲水基团。一些高分子量的胞外多糖如黄原胶在较低浓度下即能使溶液粘稠[3]。相同浓度水溶液，细菌胞外多糖的粘度一般比植物多糖要高。
1.3.2 稳定性
胞外多糖对酸碱、盐、温度的稳定性有差异，有些多糖粘度受无机盐、温度及pH 的影响较小，例如，产碱杆菌合成的韦兰胶在 pH6-9 条件下，温度25-100℃范围内粘度都很稳定。
1.3.3 假塑流变性
细菌胞外多糖多具有假塑性流体特性，最典型的是由野油菜黄单胞杆菌（Xanthomonas campestris）分泌的黄原胶，溶液粘度随切变速度的增加而减小，在无剪切力或者剪切力很小时，黄原胶分子是以聚合体状态存在，此时粘度很高，在高剪切力下，聚合体结构会解离成无规则的自由卷曲的线团结构，溶液黏度降低，剪切力去除，分子结构恢复则溶液黏度也会恢复，这在石油开采上尤其有利[4]。