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乳酸菌胞外多糖研究進展以及在食品工業中的應用

2016-09-26 06:40:13楊靖鵬王靜張曉輝樊明濤丁歡魏新元
食品與發酵工業 2016年1期
關鍵詞:產量方法研究

楊靖鵬,王靜,張曉輝,樊明濤,丁歡,魏新元

(西北農林科技大學 食品科學與工程學院,陜西 楊凌,712100)

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乳酸菌胞外多糖研究進展以及在食品工業中的應用

楊靖鵬,王靜,張曉輝,樊明濤,丁歡,魏新元*

(西北農林科技大學 食品科學與工程學院,陜西 楊凌,712100)

胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)是乳酸菌的一種代謝產物,分為同聚多糖和雜聚多糖。在食品工業中常被用作增稠劑、穩定劑以及乳化劑。近年來,EPS因其抗氧化、抗腫瘤、抑菌等活性引起了人們越來越多的關注。文中從EPS的類型與結構、影響EPS產量的條件、EPS的鑒定及提取方法、EPS的生物活性以及在食品工業中EPS的應用對其進行綜述。

乳酸菌;胞外多糖;食品工業

乳酸菌(lactic acid bacteria, LAB)是一類革蘭氏陽性細菌的總稱,包括常見的乳球菌屬(Lactococcus)、腸球菌屬(Enterococcus)、酒球菌屬(Oenococcus)、片球菌屬(Pediococcus)、鏈球菌屬(Streptococcus)和乳桿菌屬(Lactobacillus)等[1-3],其生存范圍從土壤、植物覆蓋到哺乳動物的口腔、胃腸道等。乳酸菌能夠利用糖類進行代謝,產生乳酸及其他物質。作為世界一般公認安全的食用細菌(general regard as safety,GRAS)[4],在食品工業中,它可以提高相關食品的感官特性、營養價值以及貨架期,在乳品工業中其作用尤為突出[5]。近些年來的研究表明,乳酸菌的主要代謝產物,如各種酸、胞外多糖、乳酸菌素、γ-氨基丁酸的特性及其在調節機體免疫力、抗腫瘤、抗菌防腐等方面的作用尤為突出,引起了極大關注[6]。

胞外多糖(exopolysaccharides, EPS)是其中的一種代謝產物。與細菌和微藻類相似,某些乳酸菌在其生長過程中也能分泌EPS[7],其中,與細胞壁結合的稱為莢膜多糖(CPS);而釋放到外部環境中的則為黏液多糖(SPS)[8]。由于乳酸菌EPS具有獨特的物理化學特性,在食品工業中,常常被用作穩定劑、乳化劑、微生物絮凝劑、生物吸附劑以及離子交換樹脂等[9-10]。本文主要從乳酸菌EPS的類型與結構、產量影響因素、鑒定及提取方法、生物活性以及食品工業中的應用這五個方面進行綜述,并對存在的問題進行探討與總結。

1 乳酸菌胞外多糖(EPS)的類別與結構

1.1單糖類型

對于乳酸菌EPS的分類,其標準各有不同。Sutherland定義胞外多糖是細菌及微藻類在其生長代謝的過程中分泌到細胞壁外的莢膜多糖(CPS)或黏液多糖(SPS)[11]。而目前已知產EPS乳酸菌中,大多數能產生SPS,部分乳酸菌可同時產生CPS和SPS。如果按其單糖組分,又可以分為兩類,即:由同一種單糖組成的同聚多糖(homopolysaccharide,HoPS)和由含有兩種及兩種以上不同單糖的重復單元組成的雜聚多糖(heteropolysaccharide,HePS)[12]。絕大部分同聚多糖,相對于雜聚多糖而言,都有較高的分子質量,其分子質量在4.0×104~6.0×106u之間。同聚多糖分為4類:ɑ-D-葡聚糖,β-D-葡聚糖,果聚糖以及其他物質,如多聚半乳糖(表1)[5]。

而乳酸菌分泌的雜聚多糖,其構成及結構較為復雜,類型也有多種。有相當大一部分嗜熱、嗜溫乳酸菌會產生雜聚多糖。雜聚多糖是由一定數量的由不同糖基以不同或相同的連接鍵聯結,按照一定的比例所構成的重復單元組成,如D-葡萄糖、L-鼠李糖、D-半乳糖、N-乙酰氨基葡萄糖、N-乙酰半乳糖胺、葡萄糖醛酸等。產雜聚多糖的種屬較多,在此,主要給出乳桿菌屬所產的雜聚多糖的單糖類型(表2)[16]。

表1乳酸菌同聚多糖分類

Table 1The classification of the homopolysaccharides from lactic acid bacteria

注:a)Glc-葡萄糖;Gal-半乳糖;Fru-果糖;b):各自連接方式至少有50%;c):同聚多糖中含有半乳糖的一個五聚重復單元。

表2 乳桿菌屬雜聚多糖分類

從EPS的組分與結構上可以看出,無論是糖單體組成成分,還是聯結方式,雜聚多糖的復雜程度遠遠高于同聚多糖。在實際研究中,由于雜聚多糖的復雜性以及功能性質突出,因此對其有較為廣泛和深入的研究。

1.2乳酸菌胞外多糖產量及影響條件

微藻類、植物類以及微生物等都能夠產生多糖。來自微生物的多糖,常見的有右旋糖酐、膠凝糖、支鏈淀粉、酵母葡聚糖以及黃原膠等[13],各有差異。有研究表明,與微藻及植物類相比,微生物更適合多糖的生產。一些土壤微生物,如假黃單胞菌屬所產的黃原膠,每年有超過2萬t被用作增稠劑[14]。然而乳酸菌并非多糖的高產菌屬,因此導致其商業開發及利用難度較大。

目前,已知產EPS的乳酸菌約有幾十種,這其中比較常見的有干酪乳桿菌(Lactobacilluscasei)、嗜酸乳桿菌(L.acidophilus)、短桿乳桿菌(L.brevis)、彎曲乳桿菌(L.curvatus)、德式保加利亞乳桿菌亞種(L.delbrueckiissp.bulgaricus)、鼠李糖乳桿菌(L.rhamnosus)、植物乳桿菌(L.plantarum)、約氏乳桿菌(L.johnsonii)等[15]。

大量研究表明,影響乳酸菌EPS產量的因素有很多,其中主要因素有碳源、氮源、溫度、時間、pH、含氧量。特別是碳源,對多糖類型有直接的影響。VAN GEEL等[16]發現,蔗糖對于大多數乳酸菌來說,都是最優碳源。而乳糖也是一種常用的碳源,以乳糖為基礎的牛奶和以葡萄糖為基礎的MRS培養基適合大多數產EPS的乳酸菌生長(表3)。

表3 乳酸菌EPS產量及培養條件

pH也是影響EPS產生的因素之一(表3)。在菌株生長代謝的過程中,由于其代謝產生的乳酸而引起酸化,當pH接近5時,糖水解酶就會被激活,此時,多糖的產量會隨著乳酸的增加而減少,這樣的pH不利于EPS的形成和積累。

溫度對EPS的產量也有一定的影響,Kaw等[17]在不同溫度下,對保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌進行混合培養,發現其EPS的產量波動較大,產量在35 ℃時達到最大值330 mg/L,之后隨著溫度繼續上升,產量下降。KATJA等[18]也發現,25~37 ℃的溫度范圍內,乳酸菌EPS產量隨著溫度的增加而增加,在37 ℃達到最大,之后開始下降。多數研究表明,一般情況下,乳酸菌EPS的產量隨著溫度的上升,總會表現出先增加后減少的趨勢。

不同條件的組合與優化,可以影響到乳酸菌EPS的產量。JOSHI等[19]從印度西北部的一種部落飲料中分離出乳酸明串珠菌,在含有蔗糖MRS培養基與釕紅牛奶瓊脂平板上培養,測得其EPS產量為340.82 mg/L,之后從碳源、溫度、pH這三個方面對培養基進行了優化,發現在28 ℃、pH為6.5、以蔗糖為碳源的條件下,其EPS產量顯著提高。

因此,在不同的條件下,受到綜合因素的影響,乳酸菌EPS產量會有所不同。這其中,鼠李糖乳桿菌(L.rhamnosus),在富含酵母膏、鹽分、維生素的培養基中,所產的胞外多糖含量最高,可以達到2.7 g/L[20]。而酸奶中的嗜熱鏈球菌(S.thermophilus)以及德氏保加利亞乳桿菌(L.delbrueckiibulgaricus)多糖產量相對較低,約為100~800 mg/L[15]。DILEK[21]優化培養條件后,發現在12株乳酸菌中,檸檬明串珠菌E55、乳酸乳球菌A47多糖產量最高,分別達到(2.39±0.49) g/L,(1.98±0.23) g/L。部分乳酸菌EPS產量見(表3)。

2 乳酸菌胞外多糖鑒定及提取方法

乳酸菌EPS的鑒定篩選方法有多種。首先,便是對產EPS乳酸菌的篩選,最常見的方法是瓊脂平板上細菌菌落直接觀察,這種方法較為簡單,但缺點是對于EPS產量低的乳酸菌,其靈敏度較低,因此,只具有一定的參考性。而平板菌落觀察法,經過一定的改進,可用于產EPS乳酸菌的快速初篩。田豐偉[22]等,采用改進后的平板菌落拉絲法,快速篩出了產EPS的短乳桿菌BT0898、植物乳桿菌NYC30以及鼠李糖乳桿菌YHOC137,通過研究菌落拉絲長度與胞外多糖產量關系,發現了明顯的正相關性,這表明菌落拉絲法是一種簡便而有效的篩選方法,可以用于產EPS乳酸菌的廣泛初篩。

對發酵中期及發酵后期的培養基進行黏度測定分析也是一種可行的篩選方法,其有效性只與黏性有關。利用乙醇或丙酮沉淀EPS后,采用分光或重量分析定量也是一種篩選方法,但在實驗過程中,污染性多糖可能會干擾其定量與定性。半組合培養基可以排除這種干擾,但其價格較貴。超濾法和凝膠滲透色譜法也是目前常用的EPS快速篩選方法。此外,根據基因結構,基于分子水平上發展起來的某些方法也被用于產EPS的乳酸菌篩選鑒定[23]。

早在10年前,RUAS-MADIEDO等[24]就總結了乳酸菌EPS提取的若干方法。而目前,對于乳酸菌EPS常采用有機溶劑沉淀法,其常用溶劑有甲醇、乙醇、丙酮以及異丙醇等小分子醇類,其優勢在于可減少胞外多糖的溶解量,有助于脫色及脫去無用的低分子物質。其中,異丙醇是FDA認可的適用于食品級多糖提取的最佳沉淀劑[25]。除了化學方法,水解酶法也是一種多糖提取方法,其反應過程較為溫和,但提取效率較低且成本價格較高[26]。此外,某些物理方法諸如超聲波處理、離心、微波處理及加熱等也可以促使多糖從細胞中分離出來并在溶液中溶解,從而達到分離目的,但相比于化學法,其效率一般較低;物理法中的離心,對于可溶性的多糖,特別是EPS效果較好[27]。

分離提取的多糖一般都是粗多糖,其中含有色素、游離蛋白以及小分子物質,需要進一步進行分離純化。

3 乳酸菌EPS生物活性研究

產EPS的乳酸菌菌株在某些環境下,存活率更大。LI等在實驗中發現,植物乳桿菌70810因為產EPS,在發酵過程中,其活細胞數量可達108CFU/mL,相比于其他兩種發酵劑活菌數更為顯著[28]。Patel等[29]從傳統印度發酵食品中分離出產EPS的乳酸菌,通過體外實驗,研究其對于低pH、膽鹽、膽鹽水解酶活力、藥敏模式以及抗菌活性的耐受性,發現這種乳酸菌能夠在0.3%的牛黃膽酸鈉中生長,對于其他環境條件,耐受性也較強。

由于產EPS的乳酸菌對于外界環境有較好的耐受性,因此這類乳酸菌在腸道的存活率較高。有研究表明,EPS對于提高菌株腸道表面非特異性黏附能力具有重要作用。XU等[30]在實驗中發現,與短雙歧桿菌BB8相比,其衍生出的BB8dpH抗酸性能顯著提高,其作用機制是通過提高細胞表膜能力來阻止H+進入細胞,通過增加肽聚糖和EPS產量以及降低BCAA(支鏈氨基酸)含量來提高抗酸性,從而大大提高菌株的存活率。

3.1抗氧化活性

目前,EPS的抗氧化活性研究較多。鏈球菌StreptococcusphocaePI80所分泌的EPS在體外實驗中表現出強抗氧化活性,特別是對于羥基、超氧化物自由基有極強的清除作用[31]。在體外實驗中,植物乳桿菌C88所產的EPS能夠有效清除過量產生的活性氧(ROS),該多糖也具有清除氧自由基、提高抗氧化酶活性等作用[32]。而植物乳桿菌YW32所分泌的EPS,對于DPPH、羥基以及超氧自由基清除都表現出較強的抗氧化活性[33]。

3.2抗生物膜活性

WANG等[33]在實驗中發現,來自植物乳桿菌 YW32的EPS,在質量濃度為0.2~5.0 mg/mL的范圍內,對大腸桿菌O157、弗氏志賀菌CMCC(B)、金黃色葡萄球菌AC1、鼠傷寒沙門氏菌S50333生物膜的形成均有抑制作用,在其質量濃度為5.0 mg/mL時,對于金黃色葡萄球菌AC1的抑制率達到了45.13%,弗氏志賀菌CMCC(B)為44.67%,鼠傷寒沙門氏菌S50333為44.04%,但對于大腸桿菌O157不明顯,只有12.71%,這表明來自YM32的EPS有廣譜抗生物膜活性。對于致病菌的抑制,IMEN TRABELSI研究發現乳酸桿菌Ca6對于大腸桿菌DH5、李斯特氏菌、黃色微球菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌以及腸桿菌均有抑制作用,其抑菌圈范圍在12~26 mm,檢測其代謝物質組分,發現EPS含量較高[34]。

3.3免疫調節作用

研究表明,EPS在免疫調節方面能夠起到重要作用。UTOOMPORN等[35]對L.confususTISTR 1498所產的EPS進行了研究,發現其部分水溶性EPS能顯著刺激巨噬細胞,使其活性提高,誘導其產生大量活性細胞因子。動物雙歧桿菌A1ɑOxR所產的一部分不帶電荷的EPS,可以減少人體PBMC(外周單個核細胞)細胞因子的釋放[36]。LPEZ等[37]發現雙歧桿菌的EPS有誘導T細胞分化為腫瘤壞死因子α的能力。而植物乳桿菌 YW32的EPS對人體結腸癌HT-29細胞抑制率達到39.24%[34],而植物乳桿菌70810分泌的c-EPS對其抑制率高達88.34%[38]。此外研究發現,植物乳桿菌NRRLB-4496所產β-葡聚糖對癌細胞有明顯抑制作用[39]。目前,對于EPS抗腫瘤機制研究多集中在增強宿主免疫力與抑制癌細胞這兩個方面。

4 乳酸菌EPS在食品中的應用

乳酸菌在食品工業中,尤其乳制品中的應用極為廣泛。在乳品工業,乳酸菌常被用作牛奶酸化、干酪乳凝與成熟的發酵劑以及益生菌的作用[40]。研究表明,乳酸菌EPS能夠顯著影響乳制品的性質。

4.1EPS在乳液制品中的應用

流變性、乳化性以及黏著性是衡量乳品質量的重要參數。近20年來,隨著對乳酸菌EPS的研究不斷深入,發現其對乳制品的流變特性和質構特性有顯著影響。LONDON發現黏膜乳桿菌DPC 6426在酸奶生產中可以顯著提高其質構和流變性能,而不對發酵過程產生不良影響,其分泌的EPS可以很好的解決乳中脫水收縮的問題[41]。對于黏度的影響,ZHANG等[42]在酸乳中添加了1%嗜熱鏈球菌ST1分泌的EPS后,發現其固有黏度得到了一定的改善。SUSANN等[43]將嗜熱鏈球菌ST-143所產的EPS進行純化(純度達到85%以上),酸化前加入到牛奶中,發現酸乳凝膠的剛度隨EPS的濃度增加而增大;同時,攪拌乳中,6 ℃的儲藏溫度下,表觀黏度隨著EPS的加入而顯著增加。此外,NOTARARIGO等[44]發現腸膜明串珠菌RTF10所產的EPS(主要是雜聚多糖)對發酵牛奶的口感有較大影響。

4.2EPS在豆奶及低脂發酵乳中的應用

對于豆奶的發酵,LI以植物乳桿菌70810作為豆奶發酵劑,發現菌株能夠很好地生長,并顯著提高了豆奶風味。4 ℃,經過21 d的發酵后,活菌數大于108CFU/mL,而豆奶的表觀黏度為966.43 mPa·s,EPS的產量達到了635.49 mg/L。這表明產EPS的菌株70810表現出令人滿意的工藝性能,在發酵高黏度豆奶上具有廣泛的應用前景[28]。低脂發酵乳也是乳品工業中的重要組成部分,由于經常出現乳清分離、質構脆弱等問題而引起了生產者和消費者的廣泛關注。在低脂酸奶的生產中,EPS對于提高制品的堅固性以及持水網狀容量起到了很好的凝膠作用。PRASANNA等[45]發現EPS能夠改善低脂發酵乳結構,降低低脂產品中的脂肪、增加口感稠度,滿足消費者的口感期望。

4.3EPS在乳酪制品與焙烤類食品中的應用

EPS也與乳酪制品的生產密切相關。Lynch在干酪的制作過程中,發現產HoPS型多糖的魏斯氏菌MG1能夠顯著提高干酪的水分含量,而不會造成乳酪蛋白水解,對于乳酪的特色風味和香氣成分也沒有影響。此外,MG1所產的右旋糖酐,在乳酪的制作過程中可以大大增加其保水性,當EPS濃度達到5%時,效果極其顯著[46]。對于焙烤類食品,乳酸菌EPS能夠替代面團中谷蛋白(面筋),起到傳統凝膠的作用[47]。而這種無麩質(谷蛋白)食品為乳糜癥(麩質過敏癥)患者帶來福音。此外,EPS還因為比傳統凝膠便宜,且黏彈性好而有被用于無谷蛋白面粉的潛質[48]。

4.4EPS對于某些食品的不良影響

然而,對于某些食品,EPS也會產生不良影響,這一點在造酒業方面尤為突出。IDOIA等[49]發現蘋果酒發酵過程中,黏著性是一個相對頻發的問題,這主要來自于片球菌屬、乳桿菌屬、酒球菌屬分泌的一種多黏物質,即2-(1,3)-β-D-葡聚糖。LAWS等[50]也指出,某些乳酸菌所產的EPS會嚴重影響白酒的流變學性質并導致其腐敗。

5 研究中存在的問題及解決辦法

近幾十年的研究,已經發現能夠產EPS的乳酸菌有幾十種。隨著科學技術的進步,對于EPS的研究也越來越深入,其應用前景廣闊。但伴隨著研究的深入,也發現了一些難以解決的問題。主要集中在以下幾個方面:(1)缺少快速鑒定產EPS乳酸菌的方法;(2)難以獲得EPS穩定高產的菌株;(3)對于EPS結構與功能性質之間的關系(尤其是二級以上的結構)研究較少,這包括了多糖分子結構之間與其良好物理學特性的關系以及與增強免疫、抗腫瘤等良好生理學特性之間的關系[8];(4)EPS的提取與分離純化較為復雜,對于其提取率與純度的提高難度較大;(5)此外,對產生EPS的某些雙歧桿菌研究較少。

5.1目前應用的鑒定方法

在EPS乳酸菌快速檢測方面,MEULEN提出以超濾法及凝膠滲透色譜法為基礎,通過PCR技術,以不同的基因為引物來檢測產EPS的乳酸菌的新方法,實驗中成功檢測出9株產同多糖的乳酸菌和1株產雜多糖的乳酸菌,相比于平板菌落目測法、培養基粘度測定分析法、乙醇沉淀法等,這是一種產EPS乳酸菌高效且精確地篩選方法[23]。RüHMANN等[51]發明了一種24 h檢測技術,即高通量EPS篩選平臺,以96孔版式為基礎,采用液相色譜、紫外光、電噴霧離子阱對碳源快速分析,確定產EPS的菌株以及不同的糖及其衍生物,這種方法的優勢在于測出產EPS菌株的同時可以鑒定出糖組分。此外,生物膜成環實驗也是一種實用的方法,通過磁鐵接近生長的微生物時與磁性粒子的相互作用來進行鑒定[52]。

5.2EPS高產菌株的篩選

在乳品工業中,EPS高產菌株一直是技術關鍵,但多數已知的乳酸菌都不是EPS高產菌株。因此,如何獲得高產EPS成為難題。最常見以及成功率較高的方法是基因修飾。通過基因工程,可以獲得擁有良好流變學及生物學特性的特定多糖。大部分研究都集中在與EPS合成有關的基因簇上。基因組學上,當前乳桿菌屬與鏈球菌屬研究最多,研究表明,產EPS菌株存在一個共同的操縱子結構和機制[53-54],通過對eps基因簇的修飾,可以改變其產量。LI[55]將變異鏈球菌中H2O-型NADH氧化酶基因轉移到干酪乳桿菌LC2W中進行過表達,成功得到了EPS高產重組株LC-nox,EPS產量比LC2W增加了46%。糖基轉移酶改性,也是基因工程中用到的一種方法。BOUAZZAOUI采用反義RNA技術,對鼠李糖乳桿菌的糖基轉移酶進行了改性,降低其活性,從而提高了EPS產量[56]。也可以采用理化及生物學的方法,對菌株進行隨機突變,從而篩選出EPS高產菌株。此外,通過實驗優化也能夠提高乳酸菌EPS的產量,KIMMEL等人就通過不同的碳源培養基、pH、溫度來培養德氏保加利亞乳桿菌,其EPS產量也獲得提高[57]。

5.3EPS結構與分離純化研究

在EPS結構解析方面,田政[8]認為,可以嘗試從基因和分子水平構建出具有目標功能的乳酸菌EPS。目前對EPS結構的研究主要借助于電子顯微鏡、原子力顯微鏡、核磁共振等技術手段,但研究不夠深入。

乳酸菌EPS的分離純化難度較大,主要是因為乳酸菌分泌的EPS常常與有機酸、小分子物質、多肽以及蛋白質等其他成分混在一起。目前常用的方法有:乙醇沉淀法,將3~5倍體積的95%乙醇加入初步離心得到的上清液,在4 ℃下冷藏過夜,EPS會沉淀析出,但是此法雜質較多。透析法:該法在前面基礎上,用少量蒸餾水復溶乙醇沉淀物,然后裝入透析袋,蒸餾水中透析48 h,可得到較純的EPS水溶液,該方法可以有效的去除一些小分子物質。在SARAVANAN等[58]的實驗中,粗糖溶液用Sevage試劑(V(氯仿)∶V(正丁醇)=5∶1)洗3次,除去蛋白質,用冷乙醇來沉淀EPS,隔夜收集后離心,用超純水溶解,之后,采用透析袋透析48 h,即得到純化的EPS。此外,也可以利用丙酮替代乙醇用于EPS的分離。純化的EPS是進行特性分析、結構鑒定等試驗研究的基礎。目前,純化的方法有超濾法、薄層層析層析法和柱層析法。WANG在實驗中,以DEAE-纖維素柱(26 mm×40 cm)為基礎,對5 mL質量濃度為20 mg/mL的粗多糖采用陰離子交換色譜法來純化,再用瓊脂糖CL-6B柱進一步純化,最后得到的EPS純度達到了(92.35±2.38)%[59]。

5.4雙歧桿菌EPS

雙歧桿菌是一類厭氧、非運動性、無孢子的革蘭氏陽性菌。作為一類重要的益生菌,雙歧桿菌在人體腸道內能夠起到提高乳糖消化率、抗癌活性、降低血清膽固醇水平、B族維生素的合成以及促進Ca2+吸收的作用[60]。它有很多性質與乳酸菌相似,但由于其生存環境要求較高不易培養且產EPS的菌株極少,因此其研究難度較大,目前對雙歧桿菌EPS的物理化學、流變學、乳化性等特性研究較少。

6 展望

乳酸菌作為一類益生菌,其安全性被廣泛認可。而乳酸菌分泌的EPS也一直是研究的熱門,在不斷研究的過程中,發現了不少諸如產量、純化方面的問題,雖然目前有一定的處理方法,但不具有普遍性和較強的實用性,因此這些問題有待進一步解決。乳酸菌EPS在生物制藥、食品工業、臨床醫學中有廣闊的應用前景;對于人體健康、食品安全等方面而言,其意義同樣重大。因此,對于乳酸菌EPS進行更廣泛更深層次的研究是十分必要的。

[1]MAKAROVA K,SLESAREV A,Wolf Y,et al.Comparative genomics of the lactic acid bacteria[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences,2006,103(42):15 611-15 616.

[2]STILES M E,HOLZAPFEL W H.Lactic acid bacteria of foods and their current taxonomy[J]. International Journal of Food Microbiology,1997,36(1):1-29.

[3]POT B,LUDWIG W,KERSTERS K,et al.Taxonomy of lactic acid bacteria[M].Bacteriocins of Lactic Acid Bacteria.Springer US,1994:13-90.

[4]LIMSOWTIN G K Y,BROOME M C,POWELL I B.Lactic acid bacteria, taxonomy[M].In: Roginski H,editor.Encyclopedia of Dairy Sciences, 2002:1 470-1 478.

[5]RUAS-MADIEDO P,HUGENHOLTZ J,ZOON P.An overview of the functionality of exopolysaccharides produced by lactic acid bacteria[J].International Dairy Journal,2002,12(2):163-171.

[6]張珍,李波清.乳酸菌主要代謝產物及其作用研究進展[J].濱州醫學院學報,2012,35(4): 274-276.

[7]LAWS A,GU Y,MARSHALL V.Biosynthesis, characterisation, and design of bacterial exopolysaccharides from lactic acid bacteria[J].Biotechnology Advances,2001,19(8): 597-625.

[8]田政,王輯,鄭喆,等.乳酸菌胞外多糖的結構及功能特性研究進展[J].食品安全質量檢測學報,2013,4(3):783-790

[9]LIU Chun-hui,LU Juan,LU Li-li,et al.Isolation, structural characterization and immunological activity of an exopolysaccharide produced byBacilluslicheniformis8-37-0-1[J].Bioresource Technology,2010, 101(14):5 528-5 533.

[10]ISMAIL B,NAMPOOTHIRI K M.Production, purification and structural characterization of an exopolysaccharide produced by a probioticLactobacillusplantarumMTCC 9510[J].Archives of Microbiology,2010,192(12):1 049-1 057.

[11]SUTHERLAND I W.Bacterial exopolysaccharides Adv[J].Microbiol,1972, 8:142-143.

[12]HASSAN A N.ADSA Foundation Scholar Award: possibilities and challenges of exopolysaccharide-producing lactic cultures in dairy foods[J].Journal of Dairy Science,2008,91(4): 1 282-1 298.

[13]WANG Y,Ahmed Z,FENG W,et al.Physicochemical properties of exopolysaccharide produced byLactobacilluskefiranofaciensZW3 isolated from Tibet kefir[J].International Journal of Biological Macromolecules,2008,43(3):283-288.

[14]SUTHERLAND I.A sticky business. Microbial polysaccharides:current products and future trends[J]. Microbiology Today,2002,29:70-71.

[15]BADEL S,BERNARDI T,MICHAUD P.New perspectives for Lactobacilli exopolysaccharides[J].Biotechnology Advances,2011,29(1):54-66.

[16]VAN Geel-Schutten G H,FLESCH F,TEN B B, et al. Screening and characterization ofLactobacillusstrains producing large amounts of exopolysaccharides[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 1998, 50(6): 697-703.

[17]EL-SHAFEI K, ASSEN F M, ABD-EL-KHALEK A B,et al.Production of high quality functional labneh cheese using exopolysaccharides producing encapsulatedLactobacillusbulgaricus[J]. Journal of Life Sciences,2011, 5(2):120-128.

[19]JOSHI S R, KOIJAM K.Exopolysaccharide production by a lactic acid bacteria,Leuconostoclactisisolated from ethnically fermented beverage[J].National Academy Science Letters,2014,37(1):59-64.

[20]MACEDO M G,LACROIX C,GARDNER N J,et al.Effect of medium supplementation on exopolysaccharide production byLactobacillusrhamnosusRW-9595M in whey permeate[J]. International Dairy Journal,2002,12(5): 419-426.

[21]HEPERKAN D,DASKAYA-DIKMEN C,BAYRAM B.Evaluation of lactic acid bacterial strains of boza for their exopolysaccharide and enzyme production as a potential adjunct culture[J].Process Biochemistry,2014,49(10):1 587-1 594.

[22]田豐偉,丁虎生,丁納,等.產胞外多糖的乳酸菌的簡便篩選與鑒定[J].食品與發酵工業, 2008,34(3):15-19.

[23]VAN der Meulen R,GROSU-TUDOR S,MOZZI F,et al.Screening of lactic acid bacteria isolates from dairy and cereal products for exopolysaccharide production and genes involved[J]. International Journal of Food Microbiology,2007,118(3):250-258.

[24]RUAS-MADIEDO P,DE Los Reyes-Gavilán C G.Invited review: methods for the screening, isolation, and characterization of exopolysaccharides produced by lactic acid bacteria[J].Journal of Dairy Science,2005,88(3):843-856.

[25]李全陽,夏文水.乳酸菌胞外多糖的研究[J].食品與發酵工業,2003,29(5): 86-90.

[26]SESAY M L,?ZCENGIZ G,SANIN F D.Enzymatic extraction of activated sludge extracellular polymers and implications on bioflocculation[J].Water Research, 2006,40(7):1 359-1 366.

[27]張紅兵,胡云霞,趙士豪,等.微生物多糖提取,分離和純化方法的技術策略[J].中國老年學雜志,2014(11):151.

[28]LI C,LI W,CHEN X,et al.Microbiological, physicochemical and rheological properties of fermented soymilk produced with exopolysaccharide (EPS) producing lactic acid bacteria strains[J].LWT-Food Science and Technology,2014,57(2):477-485.

[29]PATEL A,PRAJAPATI J B,HOLST O,et al.Determining probiotic potential of exopolysaccharide producing lactic acid bacteria isolated from vegetables and traditional Indian fermented food products[J]. Food Bioscience, 2014, 5: 27-33.

[30]YANG X, HANG X, TAN J, et al. Differences in acid tolerance betweenBifidobacteriumbreveBB8 and its acid-resistant derivativeB.breveBB8dpH,revealed by RNA-sequencing and physiological analysis[J]. Anaerobe,2015,33:76-84.

[31]KANMANI P,YYVARAJ N,PAARI K A,et al.Production and purification of a novel exopolysaccharide from lactic acid bacteriumStreptococcusphocaePI80 and its functional characteristics activityinvitro[J].Bioresource Technology,2011,102(7):4 827-4 833.

[32]ZHANG L,LIU C,LI D, et al.Antioxidant activity of an exopolysaccharide isolated fromLactobacillusplantarumC88[J].International Journal of Biological Macromolecules,2013,54: 270-275.

[33]WANG J,ZHAO X,YANG Y,et al.Characterization and bioactivities of an exopolysaccharide produced byLactobacillusplantarumYW32[J].International Journal of Biological Macromolecules,2015,74:119-126.

[34]Trabelsi I,Slima S B,Chaabane H,et al.Purification and characterization of a novel exopolysaccharides produced byLactobacillussp.Ca 6[J].International Journal of Biological macromolecules,2015,74:541-546

[35]SURAYOT U,WANG J,SEESURIYACHAN P,et al.Exopolysaccharides from lactic acid bacteria: Structural analysis,molecular weight effect on immunomodulation[J].International Journal of Biological Macromolecules,2014,68:233-240.

[36]HIDALGO-CANTABRANA C,NIKOLIC M,LPEZ P,et al.Exopolysaccharide-producingBifidobacteriumanimalissubsp. lactis strains and their polymers elicit different responses on immune cells from blood and gut associated lymphoid tissue[J].Anaerobe,2014,26:24-30.

[37]LOPEZ P,MONTESERIN D C,GUEIMONDE M,et al.Exopolysaccharide-producingBifidobacteriumstrains elicit differentinvitroresponses upon interaction with human cells[J].Food Research International,2012,46(1): 99-107.

[38]WANG K,LI W,RUI X,et al.Characterization of a novel exopolysaccharide with antitumor activity fromLactobacillusplantarum70810[J].International Journal of Biological Macromolecules,2014, 63:133-139.

[39]HAROUN B M,REFAAT B M,EL-MENOUFY H A,et al.Structure analysis and antitumor activity of the exopolysaccharide from probioticLactobacillusplantarumNRRL B-4496InvitroandInvivo[J].Journal of Applied Sciences Research,2013,9(1):425.

[40]ABRAHAM S,CACHON R,COLAS B,et al.Eh and pH gradients in Camembert cheese during ripening:measurements using microelectrodes and correlations with texture[J].International Dairy Journal,2007,17(8):954-960.

[41]LONDON L E E,CHAURIN V,AUTY M A E,et al.Use ofLactobacillusmucosaeDPC 6426, an exopolysaccharide-producing strain, positively influences the techno-functional properties of yoghurt[J]. International Dairy Journal,2015,40: 33-38.

[42]ZHANG T,ZHANG C,LI S, et al.Growth and exopolysaccharide production byStreptococcusthermophilusST1 in skim milk[J]. Brazilian Journal of Microbiology,2011,42(4):1 470-1 478.

[43]MENDE S,PETER M,BARTELS K,et al.Addition of purified exopolysaccharide isolates fromS.thermophilusto milk and their impact on the rheology of acid gels[J].Food Hydrocolloids,2013, 32(1): 178-185.

[44]NOTARARIGO S,NCHER-VZQUEZ M,IBARBURU I,et al.Comparative analysis of production and purification of homo-and hetero-polysaccharides produced by lactic acid bacteria[J].Carbohydrate Polymers,2013,93(1):57-64.

[45]Prasanna P H P,Grandison A S,Charalampopoulos D.Screening human intestinalBifidobacteriumstrains for growth, acidification,EPS production and viscosity potential in low-fat milk[J].International Dairy Journal,2012,23(1):36-44.

[46]LYNCH K M,MCSWEENEY P L H,ARENDT E K,et al.Isolation and characterisation of exopolysaccharide-producingWeissellaandLactobacillusand their application as adjunct cultures in Cheddar cheese[J]. International Dairy Journal,2014, 34(1):125-134.

[47]GALLE S, SCHWAB C, ARENDT E K, et al. Structural and rheological characterisation of heteropolysaccharides produced by lactic acid bacteria in wheat and sorghum sourdough[J]. Food Microbiology, 2011, 28(3): 547-553.

[48]RüHMKORF C,JUNGKUNZ S,WAGNER M,et al.Optimization of homoexopolysaccharide formation by lactobacilli in gluten-free sourdoughs[J].Food Microbiology,2012,32(2):286-294.

[49]IBARBURU I,AZNAR R,ELIZAQUVEL P,et al.A real-time PCR assay for detection and quantification of 2-branched (1, 3)-β-D-glucan producing lactic acid bacteria in cider[J].International Journal of Food Microbiology,2010,143(1):26-31.

[50]LAWS A,GU Y,MARSHALL V.Biosynthesis,characterisation,and design of bacterial exopolysaccharides from lactic acid bacteria[J].Biotechnology Advances,2001,19(8):597-625.

[51]RüHMANN B,SCHMID J,SIEBER V.High throughput exopolysaccharide screening platform:From strain cultivation to monosaccharide composition and carbohydrate fingerprinting in one day[J]. Carbohydrate Polymers,2015,122:212-220.

[52]Chavant P,Gaillard-Martinie B,Talon R,et al.A new device for rapid evaluation of biofilm formation potential by bacteria[J].Journal of Microbiological Methods,2007,68(3): 605-612.

[53]JOLLY L,VINCENT S J F,DUBOC P,et al.Exploiting exopolysaccharides from lactic acid bacteria[J].Antonie van Leeuwenhoek,2002,82(1-4): 367-374.

[54]JOLLY L,STINGELE F.Molecular organization and functionality of exopolysaccharide gene clusters in lactic acid bacteria[J].International Dairy Journal,2001,11(9): 733-745.

[55]LI N,WANG Y,ZHU P,et al.Improvement of exopolysaccharide production inLactobacilluscaseiLC2W by overexpression of NADH oxidase gene[J].Microbiological Research,2015,171: 73-77.

[56]BOUAZZAOUI K,LAPOINTE G.Use of antisense RNA to modulate glycosyltransferase gene expression and exopolysaccharide molecular mass inLactobacillusrhamnosus[J].Journal of Microbiological Methods,2006,65(2):216-225.

[57]KIMMEL S A,ROBERTS R F,ZIEGLER G R.Optimization of exopolysaccharide production byLactobacillusdelbrueckiisubsp.bulgaricusRR grown in a semidefined medium[J]. Applied and Environmental Microbiology, 1998, 64(2): 659-664.

[58]SARAVANAN C, SHETTY P K H. Isolation and characterization of exopolysaccharide fromLeuconostoclactisKC117496 isolated from idli batter[J].International Journal of Biological Macromolecules,2015.DOI:10.1016/j.ijbiomac.2015.02.007.

[59]WANG J,ZHAO X, TIAN Z,et al.Characterization of an exopolysaccharide produced byLactobacillusplantarumYW11 isolated from Tibet Kefir[J].Carbohydrate Polymers,2015,125: 16-25.

[60]XU R,SHANG N,LI P.Invitroandinvivoantioxidant activity of exopolysaccharide fractions fromBifidobacteriumanimalisRH[J].Anaerobe,2011,17(5):226-231.

The research advance of exopolysaccharides from lactic acid bacteria and its application in food industry

YANG Jing-peng, WANG Jing,ZHANG Xiao-hui, FAN Ming-tao, DING Huan, WEI Xin-yuan*

(College of Food Science and Engineering, Northwest A&F University, Yangling 712100, China)

Exopolysaccharide (EPS), including homopolysaccharide (HoPS) and heteropolysaccharide (HePS), is a class of metabolite of lactic acid bacteria. EPS is widely used in food industry as viscofying agent, stabilizing agent and emulsifying agent. In recent years, EPS has attracted much public attention because of its potent activities such as antioxidation, antitumor and antibacterial. In this paper, types and structures of EPS, factors that influence the yield of EPS, methods for EPS identification and extraction, bioactivities and the applications of EPS in food industry were summarized.

lactic acid bacteria; exopolysaccharide; food industry

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201601047

碩士研究生(魏新元副教授為通訊作者,E-mail:wheixinyuan@126.com)。

西北農林科技大學基本科研業務費專項(QN2011138)

2015-06-09,改回日期:2015-09-07

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