乳酸菌胞外多糖的合成、生物活性及應(yīng)用研究進(jìn)展

譚鳳翔，余元善，溫 靖，鄒 波，吳繼軍，徐玉娟，肖更生*，胡騰根，4

（1.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東 廣州 510610；2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院，江西 南昌 330045；3.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 輕工食品學(xué)院，廣東 廣州 510631；4.嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室河源分中心，廣東 河源 517000）

胞外多糖（exopolysaccharides，EPS）是由微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外的多糖類物質(zhì)[1]。目前，EPS已經(jīng)在食品與醫(yī)藥行業(yè)廣泛開(kāi)發(fā)利用，如在食品行業(yè)中用于面包、乳制品等產(chǎn)品的生產(chǎn)加工[2]；在醫(yī)藥方面應(yīng)用于用于生物支架，藥物開(kāi)發(fā)等方向[3-4]。在已報(bào)道的EPS中，細(xì)菌纖維素（bacterial cellulose，BC）作為種植牙材料、傷口敷料和臨時(shí)皮膚替代品，被大量研究，直接導(dǎo)致了其生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品的商業(yè)化[2]。另一種EPS—黃原膠市場(chǎng)價(jià)值不斷增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2018～2027年全球黃原膠市場(chǎng)價(jià)值將增長(zhǎng)1.5倍[5]。能產(chǎn)生EPS的微生物很多，其中乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB）與人們的生產(chǎn)生活有緊密的聯(lián)系，因此由乳酸菌代謝生產(chǎn)的EPS備受關(guān)注。

乳酸菌EPS是乳酸菌在生長(zhǎng)代謝過(guò)程中分泌到細(xì)胞壁外的粘液多糖或莢膜多糖，其具有高黏度和優(yōu)良的流變學(xué)特性，可作為天然安全的增稠劑、乳化劑和穩(wěn)定劑用于改善食品的質(zhì)地及口感，在一定程度上降低了傳統(tǒng)增稠劑和穩(wěn)定劑的使用，因而在食品和醫(yī)藥等工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用前景[6]。此外，作為公認(rèn)安全的食品微生物，乳酸菌代謝產(chǎn)生的EPS對(duì)人體無(wú)毒副作用、來(lái)源安全可靠，且對(duì)人體健康有著重要的促進(jìn)作用，如增強(qiáng)人體免疫力、抗腫瘤、抗炎和降血糖等[7]。能產(chǎn)生EPS的乳酸菌種類很多，這使得乳酸菌EPS的種類也很多、來(lái)源較廣。同時(shí)，乳酸菌EPS的結(jié)構(gòu)與活性也極具多樣性。

因此，研究乳酸菌EPS的產(chǎn)生及其結(jié)構(gòu)性質(zhì)具有很強(qiáng)的應(yīng)用潛力。但乳酸菌合成EPS受多種條件的影響，如培養(yǎng)條件、物理環(huán)境、菌株種類等，不同的乳酸菌在不同條件下產(chǎn)生的EPS的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)量、性質(zhì)各不相同。因此，為了綜合全面地了解乳酸菌EPS，本文從其產(chǎn)生菌、類型、代謝途徑、活性、合成影響因素和應(yīng)用等方面進(jìn)行了歸納，旨在為EPS的研究應(yīng)用提供較為全面的信息。

1 乳酸菌與EPS

1.1 產(chǎn)EPS的乳酸菌

目前，已有研究報(bào)道能產(chǎn)生的EPS的細(xì)菌有醋桿菌屬（Acetobacter）、農(nóng)桿菌屬（Agrobacterium）、芽孢桿菌屬（Bacillus）、布倫納菌屬（Brenneria）、地桿菌屬（Geobacillus）、葡萄醋桿菌屬（Gluconacetobacter）、鹽單胞菌屬（Halomonas）、乳酸菌屬（Lactobacillus）、根瘤菌屬（Rhizobium）、酵母菌屬（Saccharomyces）、肌球菌屬（Sarcina）、鏈球菌屬（Strep tococcus）、黃單胞菌屬（Xanthomonas）和發(fā)酵單胞菌屬（Zymomonas）[8]。其中，乳酸菌是目前產(chǎn)EPS應(yīng)用最為常見(jiàn)的細(xì)菌[9]。產(chǎn)EPS的乳酸菌主要有乳酸菌屬（Lactobacillus）、明串珠菌屬（Leuconostoc）、乳球菌屬（Lactococcus）、雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）、鏈球菌屬（Streptococcus）和腸球菌屬（Enterococcus）[9]。產(chǎn)EPS的乳酸菌來(lái)源廣泛，如食品、嬰兒糞便、家禽腸道、水果、人體等。目前已研究報(bào)道的產(chǎn)EPS的乳酸菌及其來(lái)源見(jiàn)表1。

表1 產(chǎn)胞外多糖的乳酸菌及其來(lái)源Table 1 Extracellular polysaccharides produced by lactic acid bacteria and their sources

1.2 乳酸菌EPS的類型

根據(jù)EPS的單糖組成和糖鏈結(jié)構(gòu)，可將其分為同型多糖（homopolysaccharides，HoPS）與雜型多糖（heteropolysaccharides，HePS）。胞外多糖也可以按照其與細(xì)菌位置關(guān)系分為粘液多糖與莢膜多糖，粘液多糖被釋放到細(xì)胞外，莢膜多糖則依附于細(xì)胞壁[24]。HoPS是EPS中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一類多糖，是由一種單糖重復(fù)單位連接形成線性或分枝結(jié)構(gòu)[25]。HoPS 的特點(diǎn)是分子質(zhì)量大（一般超過(guò)106Da）、產(chǎn)量高（高達(dá)10 g/L）[26]。能產(chǎn)生HoPS的菌有乳酸菌屬（Lactobacillus）、明串珠菌（Leuconostoc）、乳球菌屬（Lactococcus）、酒球菌屬（Oenococcus）和魏斯氏菌屬（Weissella）。HePS是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多糖，由不同的單糖重復(fù)單位組成，其可能在C2、C3、C4或C6位置分支，也可能沒(méi)有分支[27]。規(guī)則的重復(fù)單位包括3～8個(gè)單糖（D-葡萄糖、D-半乳糖、L-鼠李糖和其他糖類）、單糖的衍生物（N-乙酰-D-葡萄糖胺、N-乙酰-D-半乳糖胺和葡萄糖醛酸）和非碳水化合物取代基[28]。單糖可以以吡喃糖或呋喃糖形式的α或β異構(gòu)體形式出現(xiàn)，與HoPS不同，碳水化合物部分是由細(xì)胞內(nèi)糖核苷酸前體合成的[29]。一般來(lái)說(shuō)，HePS的分子質(zhì)量為104～106Da[30]，通常它們的產(chǎn)量為25～600 mg/L[31]。HePS是由乳酸菌屬（Lactobacillus）、乳球菌屬（Lactococcus）、鏈球菌屬（Streptococcus）和雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）產(chǎn)生的。如不同乳酸菌屬（Lactobacillus）產(chǎn)生的HePS的單糖組成存在較大差異，大多由3～6種不同的單糖組成[32]。

目前已有研究報(bào)道的乳酸菌EPS很多，如HoPS有右旋糖苷葡、纖維素、果聚糖、菊粉和變形聚糖等；HePS有黃原膠、開(kāi)菲爾多糖等。常見(jiàn)的HoPS來(lái)源與應(yīng)用見(jiàn)表2。

表2 常見(jiàn)同型多糖生產(chǎn)菌來(lái)源及其應(yīng)用Table 2 Source and application of common homopolysaccharides produced by bacteria

1.3 乳酸菌EPS的提取與分離

多糖的提取手段有水提法、酶解提取法、酸堿提取法、超臨界提取法、超聲波輔助提取法和微波輔助提取法等[34]。但這些提取方法都是針對(duì)固體物料。乳酸菌EPS一般存在于溶液體系中，因此通過(guò)醇沉的方法就能起到很好的分離效果。乳酸菌發(fā)酵完多糖后用離心的方法去除細(xì)胞，然后除去蛋白。傳統(tǒng)的脫蛋白質(zhì)方法有Sevage法、三氯乙酸沉淀法、蛋白酶水解法、鞣酸法和鹽酸法等[35]。其中Sevage法較為溫和，效果好，應(yīng)用較為廣泛。除去蛋白后再用醇沉法得到粗多糖沉淀。粗多糖在經(jīng)過(guò)色譜柱（二乙氨基乙基纖維素或葡聚糖Sephadex色譜柱）分離得到高純度的EPS[36]。

2 乳酸菌EPS的合成途徑

EPS合成有4個(gè)途徑：Wzx/Wzy依賴途徑、ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白依賴途徑、合成酶依賴途徑和蔗糖酶蛋白胞外合成途徑[37]。胞外多糖合成途徑見(jiàn)圖1[38]。

圖1 乳酸菌胞外多糖的合成途徑Fig.1 Synthesis pathway of extracellular polysaccharides produced by lactic acid bacteria

Wzx/Wzy依賴途徑：Wzx/Wzy依賴通路包括三個(gè)階段：（a）核苷酸糖的合成；（b）重復(fù)單元的組裝；（c）聚合和輸出[39]。首先，糖殘基被主動(dòng)運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)并轉(zhuǎn)化為各種單體單元，這些單體單元被轉(zhuǎn)移至細(xì)胞膜上的脂質(zhì)載體（C55脂質(zhì)載體）上并與之連接形成十一異戊烯磷酸（undecaprenyl pyrophosphate，Und-P）[40]。其次，通過(guò)GT將更多的糖單元鏈接至Und-P上產(chǎn)生重復(fù)單元，這些重復(fù)單元通過(guò)Wzx翻轉(zhuǎn)酶在細(xì)胞質(zhì)膜上轉(zhuǎn)移[41]。最后，重復(fù)單元通過(guò)各種酶修飾后，如甲基化和乙?；?，被Wzy蛋白連接聚合成多糖[42]。組裝的多糖通過(guò)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白釋放到細(xì)胞表面[43]。通過(guò)Wzx/Wzy依賴途徑合成的多糖主要為HePS[44]，如結(jié)冷膠和黃原膠[30]。

ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白依賴途徑：在ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白依賴的途徑中，游離的糖單元被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜上的Und-P上，形成Und-PP-糖分子[45]。位于細(xì)胞質(zhì)側(cè)內(nèi)膜的特異性GT催化Und-PP-糖分子合成完整的多糖，然后通過(guò)位于內(nèi)膜的外排泵復(fù)合物將其轉(zhuǎn)運(yùn)穿過(guò)內(nèi)膜至細(xì)胞表面[46]。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白依賴途徑主要參與莢膜多糖的合成，如黃色粘球菌（Myxococcus xanthus）合成的EPS[45]。

合成酶依賴途徑：主要合成的是由同種類型的糖單元組成的HoPS，如海藻酸鹽和細(xì)菌纖維素[47]。通過(guò)合成酶依賴途徑，UDP-Glc單元通過(guò)膜上的酶（內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)體）組裝合成BC[48]。

蔗糖酶合成途徑：通過(guò)蔗糖酶合成途徑合成的EPS主要有右旋糖酐和左旋糖酐，其是在細(xì)胞外蔗糖酶的作用下，由蔗糖分子裂解獲得的前體在細(xì)胞外組裝產(chǎn)生而成的。蔗糖通過(guò)細(xì)胞外蔗糖酶轉(zhuǎn)化為細(xì)胞膜外的單體單元[47]。根據(jù)單糖單元被轉(zhuǎn)移到引物分子的不同，產(chǎn)生果聚糖或葡聚糖。有趣的是，反應(yīng)條件和蔗糖酶會(huì)導(dǎo)致聚糖分子質(zhì)量改變或分支改變[47]。通過(guò)使用不同的引物分子，如麥芽糖、異麥芽糖或黑莓糖等，可以生產(chǎn)更多的低聚糖變體，顯示出特定的生物活性的低聚糖，這在生產(chǎn)具有巨大的應(yīng)用潛力[49]。

3 乳酸菌EPS的活性

乳酸菌EPS具有很多生物活性，如抗氧化、免疫活性、抗腫瘤和抗炎等。這些特性使乳酸菌EPS擁有非常廣泛的應(yīng)用途徑與巨大的應(yīng)用潛力，是材料與藥物開(kāi)發(fā)的新型材料。

3.1 抗氧化活性

活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）對(duì)機(jī)體有害，它們很容易與細(xì)胞中的其他生物大分子（脂類、蛋白質(zhì)、脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）和核糖核酸（ribonucleic acid，RNA））發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致多種疾病產(chǎn)生[50]。從乳酸菌中提取的EPS是天然的抗氧化劑且與合成抗氧化劑相比無(wú)毒性作用，是合成抗氧化劑的理想的替代品[51]。格氏乳桿菌（Lactobacillus gasseri）FR4產(chǎn)生的EPS（4 mg/mL）對(duì)1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical，DPPH）（75.95%）有顯著的清除活性[13]。從印度蒸米糕中分離的乳明串珠菌（Leuconostoc lactis）KC117496產(chǎn)生的葡聚糖（500 μg/mL）對(duì)DPPH自由基（74%）和羥基自由基（97.8%）有顯著的清除活性[52]。

3.2 免疫調(diào)節(jié)活性

據(jù)報(bào)道，EPS可以作為免疫調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)機(jī)體免疫活性[53]。且EPS可以預(yù)防免疫缺陷引起的疾病，如炎癥性腸病等。XIU L等[54]報(bào)道了干酪乳桿菌WXD030產(chǎn)生的EPS能使CD4+T細(xì)胞中IFN-γ和IL-4的表達(dá)上調(diào)，使細(xì)胞免疫活性增強(qiáng)。EPS可通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞因子等信息分子來(lái)改變機(jī)體免疫功能[55]。如HIDALGO-CANTABRANA C等[53]報(bào)道了中性和大分子（分子質(zhì)量接近106Da）的EPS能幫助細(xì)菌避開(kāi)宿主的免疫系統(tǒng)，而小分子的EPS能夠溫和的刺激免疫細(xì)胞增強(qiáng)免疫。另外，EPS的支鏈構(gòu)象和復(fù)雜性對(duì)免疫調(diào)節(jié)活性影響也很大，如，ISMAIL B等[56]研究發(fā)現(xiàn)α和β-1,3-鍵連接的葡萄糖和甘露糖可以激活免疫系統(tǒng)，如促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖。

3.3 抗癌活性

細(xì)胞異常發(fā)育會(huì)導(dǎo)致癌癥的產(chǎn)生，對(duì)身體各個(gè)器官造成損傷。目前治療癌癥的化療和放療會(huì)給機(jī)體帶來(lái)極大的副作用。開(kāi)發(fā)天然安全、對(duì)免疫系統(tǒng)副作用低的抗腫瘤藥物是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)[17]。乳酸菌EPS獨(dú)特的分子特性（單糖組成和分子質(zhì)量等）使其具有良好的抗癌活性，且副作用小[57]。有研究報(bào)道，乳糖桿菌產(chǎn)生的EPS G10在400 μg/mL質(zhì)量濃度下激活和上調(diào)了HeLa細(xì)胞中Caspase 3蛋白和BAX基因的表達(dá)，抑制HeLa細(xì)胞的增殖[18]。植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）NCU116產(chǎn)生的EPS通過(guò)調(diào)節(jié)小鼠toll樣受體-2（TLR-2）的活性，增加Fas、FasL和c-Jun等促凋亡基因的表達(dá)抑制癌細(xì)胞的增殖[58]。

3.4 抗炎活性

炎癥反應(yīng)是機(jī)體應(yīng)對(duì)各種損傷因子刺激，如細(xì)菌、病毒感染等，做出的以防御為主的病理反應(yīng)。有研究報(bào)道乳酸菌EPS具有很好的抗炎活性，如副干酪乳桿菌（Lactobacillus paracasei）和植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）產(chǎn)生的HePS可以激活巨噬細(xì)胞的活性，促進(jìn)巨噬細(xì)胞增殖和促炎因子的釋放，且與EPS的濃度呈劑量依賴[18]。戊糖乳桿菌（Lactobacillus pentosus）LZ-R-17產(chǎn)生的EPS可促進(jìn)巨噬細(xì)胞分泌炎癥因子NO、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factorα，TNF-α）、白介素（interleukin，II-1β）、IL-6和IL-10[59]。鼠李糖乳桿菌（Lactobacillus rhamnosus）KL37的EPS能刺激小鼠腹腔巨噬細(xì)胞分泌促炎因子（TNF-α、IL-6、IL12）和抗炎因子（IL-10）[60]。

3.5 降低膽固醇

膽固醇的積累會(huì)導(dǎo)致心血管疾病，危及人們生命安全[61]。降膽固醇藥物能控制血清中的膽固醇，但會(huì)產(chǎn)生副作用。近年來(lái)乳酸菌EPS降低血液膽固醇水平的研究引起了廣泛關(guān)注。據(jù)報(bào)道，添加0.1%副干酪乳桿菌（Lactobacillus paracasei）M7產(chǎn)生的EPS可在25 ℃、20 min后將膽固醇（30 μg/mL）溶液中的膽固醇降低至70.78%[19]。從植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）RJF4中提取的EPS可將膽固醇（30 μg/mL）溶液中的膽固醇降低到42.24%[62]。從發(fā)酵乳中分離出的糞腸球菌（Enterococcus faecium）F1產(chǎn)生的EPS可將膽固醇（30 μg/mL）溶液中的膽固醇降低48.81%[63]。

3.6 預(yù)防糖尿病

糖尿病是由糖代謝異常導(dǎo)致血糖濃度升高危害人體健康的疾病[64]。抗糖尿病藥物如阿卡波糖、伏格列糖、米格列醇等會(huì)引起腹脹、腸紊亂和腹瀉，不適用于胃腸道疾病患者[20]。因此，用EPS替代當(dāng)前藥物治療具有重要的現(xiàn)實(shí)研究意義。有報(bào)道從植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）H31中獲得的HePS可降低胰島素抵抗HepG2細(xì)胞株中α-淀粉酶的表達(dá)，增加GLUT-4、AKT-2和AMPK的基因表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的吸收[65]。隨著EPS H31-2的濃度從10-2降至10-8mol/L處理胰島素抵抗的HepG2細(xì)胞增加了基因GLUT-4、AMPK和AKT-2的表達(dá)，增加葡萄糖消耗，EPS表現(xiàn)出良好的降血糖活性[65]。

3.7 抗病毒活性

病毒性疾病的治療一般是接種疫苗、化學(xué)預(yù)防和化療。除此之外，利用益生菌微生物及其代謝產(chǎn)物對(duì)抗病毒是一種新的方法手段。研究表明乳酸菌通過(guò)多種機(jī)制發(fā)揮抗病毒活性，如與病毒直接作用、產(chǎn)生抑制物質(zhì)或刺激免疫系統(tǒng)對(duì)抗病毒[66]。有研究報(bào)道德氏乳桿菌（Lactobacillus delbrueckii）OLL1073R-1產(chǎn)生的EPS可上調(diào)豬腸上皮細(xì)胞IFN-α、IFN-β、MxA和RNase L等干擾素基因的表達(dá)，使其抗病毒活性顯著提高[67]。由乳酸菌、明串珠菌屬和片球菌屬所產(chǎn)生的EPS對(duì)人類的5型腺病毒具有較強(qiáng)的拮抗活性[68]。植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）產(chǎn)生的EPS能抑制豬睪丸上皮細(xì)胞系中的傳染性腸胃炎冠狀病毒增殖[69]。

3.8 抗生物膜活性

乳酸菌EPS通過(guò)減弱細(xì)胞表面修飾或減少細(xì)胞間的相互作用來(lái)抑制細(xì)菌的聚集和附著[70]。對(duì)由致病菌生物膜引起的傳染病有治療和預(yù)防作用。如嗜酸乳桿菌（Lactobacil lus acidophilus）A4來(lái)源胞外多糖（released exopolysaccharide，r-EPS）對(duì)腸炎沙門氏菌（Salmonella enteritidis），鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）KCCM 11806，小腸結(jié)腸炎耶氏菌（Yersinia enterocolitica），綠膿桿菌（Pseudomonas aeruginosa）KCCM 11321，李斯特菌（Listeria monocytogenes）ScottA和蠟樣芽孢桿菌（Bacillus cereus）均表現(xiàn)出生物膜抑制活性[71]。由羅馬尼亞酸奶中融合魏斯氏菌（Weissella confusa）分泌的葡聚糖對(duì)白色念珠菌（Monilia albican）SC5314的生物膜抑制達(dá)到70%[72]。

4 乳酸菌EPS的應(yīng)用

乳酸菌EPS具有優(yōu)良的生物學(xué)特性（活性抗氧化活性、免疫活性、抗病毒活性）與理化特性。這些特性使其具有很強(qiáng)應(yīng)用潛力。在食品加工中，EPS可作為增質(zhì)劑、穩(wěn)定劑、增粘劑、生物增稠劑或乳化劑[73]。EPS由于與食物成分相互作用，影響發(fā)酵產(chǎn)品的流變學(xué)特性和質(zhì)地[74]。如在酸奶工業(yè)中，乳酸菌EPS與蛋白相互作用形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改善酸奶粘彈性能，提高保水能力[75]。ANGELIN J等[30]報(bào)道稱，由明串珠菌屬（Leuconostoc）和片球菌屬（Pediococcus claussen）株生產(chǎn)的EPS熔點(diǎn)（224 ℃）高，能使乳制品在進(jìn)行熱處理（殺菌）時(shí)保持穩(wěn)定，且熱穩(wěn)定性是乳制品行業(yè)的重要特征。

另一方面EPS具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、生物相容性和生物降解性，可以作為天然的基質(zhì)材料，開(kāi)發(fā)運(yùn)用于生物支架、藥物包埋等生物醫(yī)藥領(lǐng)域。此外，其還具有生物降解性、生物粘附性、離子、pH值和溫度敏感性等眾多特性，因此也被廣泛應(yīng)用于藥物的靶向遞送[76]。如氧化后的右旋糖酐（醛）和聚L-賴氨酸與席夫堿之間作用形成了一種潛在的外科生物粘合劑[77]。WON K K等[78]開(kāi)發(fā)了結(jié)冷膠水凝膠包埋軟骨細(xì)胞，用于軟骨再生。GAO F等[79]研究報(bào)道，組裝的EPS納米顆粒裝載抗癌藥物如表阿霉素，在荷瘤小鼠的中增加藥物攝入，表現(xiàn)出持續(xù)釋放模式，使腫瘤體積減少70%。EPS可作為抗原載體或抗原用于制備疫苗[76]。例如，疏水性的羧甲基普魯蘭糖的微?？捎行Р东@破傷風(fēng)類毒素并進(jìn)行清除[80]。流感嗜血桿菌（Haemophilus influenzae）B型莢膜多糖可以被特異性抗體識(shí)別，激活體液免疫產(chǎn)生抗體可以被用作預(yù)防兒童各種感染（如腦膜炎）的多價(jià)疫苗的重要成分[81]。

在其他方面，對(duì)EPS進(jìn)行修飾，使其帶上一些配體基團(tuán)，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像、診斷和治療等領(lǐng)域。如通過(guò)氨基修飾普魯蘭糖可增加腫瘤細(xì)胞中的熒光強(qiáng)度[82]。許多基于EPS的多功能顯像劑已被開(kāi)發(fā)用于診斷性磁共振（diagnostic magnetic resonance，DMR）、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、正電子發(fā)射斷層掃描（positron emission to mography，PET）成像，熒光分子斷層掃描（fluorescence molecular tomography，F(xiàn)MT）。如超順磁性氧化鐵納米顆粒與交聯(lián)葡聚糖涂層（cross-linked dextran coating，CLIO）的結(jié)合，這種CLIO可與光敏劑一起用作光動(dòng)力治療的治療劑，可對(duì)頸動(dòng)脈中的動(dòng)脈粥樣硬化細(xì)胞進(jìn)行照射殺傷[83]。

目前部分乳酸菌EPS已經(jīng)應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)，且展現(xiàn)出優(yōu)良的特性，是一種有巨大潛力的新材料。

5 總結(jié)與展望

乳酸菌EPS結(jié)構(gòu)豐富，來(lái)源廣泛，且具有豐富的物理活性和生物活性，能廣泛應(yīng)用于食品，醫(yī)藥化妝品等行業(yè)，是一種具有很大潛力的生物材料。乳酸菌EPS的活性與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，如組成EPS的單糖種類、數(shù)量與比例，分子質(zhì)量大小，支鏈數(shù)量，官能團(tuán)種類等。且乳酸菌EPS的產(chǎn)量受到環(huán)境條件（溫度和pH）、底物和乳酸菌本身等多種因素的影響。目前EPS的應(yīng)用主要受限于產(chǎn)量低與產(chǎn)出質(zhì)量不穩(wěn)定。隨著對(duì)EPS生成途徑的不斷研究，EPS合成途徑越來(lái)越清晰。這將有利于人為控制EPS的產(chǎn)生，使其大規(guī)模應(yīng)用成為可能。但是，不同的菌株產(chǎn)生的EPS結(jié)構(gòu)不同，其生物學(xué)效應(yīng)也不同，目前發(fā)現(xiàn)的乳酸菌EPS的構(gòu)效關(guān)系尚不明確，這些都是新的EPS大規(guī)模應(yīng)用的障礙。因此，需要對(duì)EPS結(jié)構(gòu)和其活性進(jìn)行詳細(xì)的研究說(shuō)明，對(duì)精準(zhǔn)控制產(chǎn)生的EPS的理化性質(zhì)具有重要意義。同時(shí)，開(kāi)發(fā)出有效的方法來(lái)獲得特定的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的EPS是非常必要的。上述問(wèn)題的解決也是未來(lái)乳酸菌EPS研究方向及熱點(diǎn)，其將促進(jìn)EPS在很多領(lǐng)域如醫(yī)療治療、食品加工和環(huán)境研究等發(fā)揮出更大的應(yīng)用潛力。