[发明专利]含有岩藻糖的细菌生物聚合体

说明书

【技术领域】

本发明涉及在其组成中含有岩藻糖的微生物生物聚合体。此外，本发明涉及由细菌肠杆菌属(Enterobacter)A47(DSM 23139)产生含有岩藻糖的生物聚合体的方法。由此，本发明是可应用于几种工业(例如药物，化妆品和农业-食品工业)及用于处理工业废弃物(例如油和金属回收)。

【背景技术】

多糖是高分子量(10⁴～10⁷)聚合物生物材料，通过单糖重复单元的聚合形成。它们作为重复单元的多样性，涉及的糖苷连接的类型及分支程度的结果，具有大结构多样性。许多多糖具有非-糖组分，诸如有机酰基(例如乙酸基，琥珀酸基，丙酮酸基)及无机基团(例如磷酸基，硫酸基)(Sutherland，2001)。

另一方面，多糖常常通过分子内或分子间非-共价连接形成三级结构，其给大分子赋予更大刚性，并在确定在固体状态及在溶液中聚合物的性质中起到重要作用(Kumar et al，2007)。

由于它们的物理和化学性质，即，它们的水保留能力，流变学和/或膜-形成能力，多糖用于广泛的食品和工业应用，包括织物，涂料，药物和化妆品，作为乳化，稳定化或增稠剂(Moreno et al，1998)。作为自活体获得的物质，多糖通常是非-毒性和可生物降解的，使它们成为对于可持续发展充足的生物材料。

商业多糖，天然的(例如藻酸酯，角叉菜胶，瓜尔胶，果胶，黄原胶，吉兰糖胶)和半-合成衍生物(例如甲基纤维素，羧甲基纤维素，羟丙基瓜尔胶)的主要应用基于它们修饰水性系统的物理性质(能修饰水性系统的物理性质的水胶体-化合物)的能力，主要在食品工业，之 后是油和药学工业使用。这些多糖(例如藻酸酯，果胶，支链淀粉，淀粉衍生物，纤维素衍生物)中的一些额外地具有形成，用于生产包装，容器和片材，以及用于几种农业-食品，药物和工业应用的可生物降解的膜的能力。

目前，工业中使用的大多数多糖从植物(例如瓜尔胶，阿拉伯胶)，藻(例如藻酸酯，角叉菜胶)或甲壳类动物(例如壳多糖)得到，微生物多糖(例如黄原胶，吉兰糖胶，细菌藻酸酯)仅占小部分的生物聚合体的市场(Canilha et al，2005)。虽然如此，在去年，对鉴定及分离可与传统多糖竞争的新微生物多糖的兴趣增加，由于它们的增强的物理-化学性质，即，更高乳化及絮凝活性，对有机溶剂的更高抗性，生物学活性(例如抗癌或免疫增强效应)和更佳流变学性质(例如对更低聚合物浓度的更高粘度，在更宽pH，温度和离子强度范围上的更高稳定性)(Kumar et al，2007；Sutherland，2001)。

多糖的微生物产生相比它们自植物，藻或动物的提取具有优势，由于微生物通常呈现更高生长速率和它们更依从培养条件的操作(Moreno et al，1998)。植物，藻和动物具有一或更多年的寿命周期，产生周期通常是季节性的。另一方面，微生物的生长速率是几小时或几天的量级，而植物，藻和动物具有几个月或几年的量级的生长速率。

限制微生物多糖的商业产生的主要因素是高底物成本，主要糖，尤其葡萄糖，淀粉和蔗糖。在那些生物过程中，底物成本占总生产成本的20～40％(Kumar和Mody，2009)。

因此，对于具有可比较的产率的欠昂贵的基材的搜索对于减小生产成本是必要的。甘油，几种工业过程，主要是生物柴油工业，的副产物是良好候选体。由于去年生物柴油工业巨大的增长，其在传统甘油应用中以远超其当前消费的量产生。对于以甘油作为副产物的生物柴油工业或任何其他工业，其代表负担，因为其低商业价值，且其消除是成本关联的过程。因此，有对此工业副产物的感兴趣的应用的开发的紧急需求，利用甘油是非-毒性和可生物降解的化合物( et al，2008)。

除了它们的修饰水性系统的物理性质的能力之外，含有岩藻糖的多糖增加了工业应用的潜力，由于岩藻糖是罕见糖之一，难以获得。另一方面，岩藻糖的存在减少过敏性反应的可能性，其增强这些生物聚合体在应用诸如，例如药物和化妆品中的使用。

岩藻糖可通过其自其他更常见的单糖，诸如半乳糖或葡萄糖的化学转变来合成。不过，多数化学过程是复杂的，涉及几种中间体，且具有低产率。岩藻糖的化学合成的替代是含有岩藻糖的多糖的化学或酶促水解。这些聚合物可见于植物，藻和微生物。