导语：
胞外多糖（Exopolysaccharide,EPS）是一类由某些微生物在生长代谢过程中分泌到细胞壁外的次级代谢产物，一般由重复的糖单元或多糖衍生物组成。根据与菌体细胞的依附关系，可将EPS分为荚膜多糖和粘液多糖。EPS不仅可以作为稳定剂、增稠剂、乳化剂和胶凝剂，改善发酵食品的外观、流变性能、口感和质地，而且还具有抗氧化、抗菌、降胆固醇、免疫调节、抗肿瘤、抗凝血，甚至抗病毒活性。本期咨询主要介绍乳酸菌胞外多糖在健康食品领域中应用。
胞外多糖在酸奶质构改良中的应用
在过去的十年中，酸奶因其独特风味和质地，以及潜在的健康益处广受消费者喜爱。乳酸菌在酸奶制备过程中作用极大，然而，传统发酵菌株的使用会导致酸奶出现粘度低、乳清分离、成型不良等问题，显著降低了产品的感官质量和消费者接受度。因此，人们经常使用增稠剂和稳定剂来改善酸奶的质地，但效果并不令人满意，这不仅增加了生产成本，还改变了酸奶原有的味道。乳酸菌发酵产生的EPS能与蛋白分子相互作用，显著增强酸奶凝胶特性。Kangyong等人通过研究不同分子量的EPS对酸奶凝胶性质和蛋白质构象的影响，结果表明，不同分子量的EPS均具有良好的热稳定性，可提高酪蛋白的稳定性。此外，通过对酸奶的质构、粒径、电势、持水量、流变学、低场核磁共振、微观结构和风味特征的分析，证实了乳杆菌产生的EPS分子量越高，酸奶的凝胶状态越好，这是因为高分子量EPS可以与蛋白质更紧密地结合，有效地填充酪蛋白簇的网络结构，形成更紧密的凝胶网络结构。
资料来源：
Zhang K, Tang H, Farid M S, et al. Effect of Lactobacillus helveticus exopolysaccharides molecular weight on yogurt gel properties and its internal mechanism[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2024: 130006.
胞外多糖在食品防腐剂中的应用
微生物导致的食品腐败和食源性疾病是食品工业亟待解决的问题。食品防腐剂的使用是为了控制和延缓食品的变质，达到食品安全的目的。然而，当使用化学防腐剂时，顾客更关注清洁标签问题，以及这些防腐剂所提供的食品安全问题。因此，新型有效的天然抗菌生物活性化合物的需求不断增长，以减少食源性疾病发生。益生菌发酵产生的EPS具有抗菌活性，通过破坏细菌细胞膜上的肽聚糖层，阻断来自致病菌外膜配体、受体和信号通道，抑制细菌生长。Jinyu Zhu等人从弯曲乳杆菌SJTUF 62116中分离EPS，并采用生长曲线分析法揭示了EPS对指示菌大肠杆菌、金黄色葡萄球、沙门氏菌表现出良好的抗菌性能，当EPS浓度达20 mg/mL时，能完全抑制金黄色葡萄球菌ATCC 13565的生长，当EPS浓度达40 mg/mL时，能全部灭活这3种被试病原菌。
资料来源：
Zhu J, Tan Z, Zhang Z, et al. Characterization on structure and bioactivities of an exopolysaccharide from Lactobacillus curvatus SJTUF 62116[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2022, 210: 504-517.
胞外多糖在改善糖脂代谢中的应用
肥胖正成为全球性流行的代谢性疾病，而维持肠道菌群稳态是预防和治疗肥胖的新策略。乳酸菌(LAB)是体外多糖(EPS)的主要来源，也是具有重要生理功能的必需益生菌。Xie等人从Weissella cibaria PFY06发酵产生EPS，通过体外模拟人结肠发酵试验表明， EPS干预逆转了肥胖引起的微生物群紊乱，如降低厚壁菌门/类杆菌的比例，增加丁酸产生菌(Roseburia和Oscillibacter)，并减少内毒素血症以维持肠道屏障的完整性；细胞试验证实， EPS通过促进胃肠道内源性激素和胰岛素的分泌，抑制炎症因子的分泌从而抑制脂肪堆积。值得注意的是，在高脂肪饮食诱导的肥胖小鼠模型中，EPS减少了小鼠的体重增加、脂肪积累、炎症反应和胰岛素抵抗，并改善了糖脂代谢。因此，体内和体外模型表明， EPS可作为一种益生元，通过改善肠道微生物群的功能来发挥抗肥胖作用。
资料来源：
Xie Y, Pei F, Liu Y, et al. Fecal fermentation and high-fat diet-induced obesity mouse model confirmed exopolysaccharide from Weissella cibaria PFY06 can ameliorate obesity by regulating the gut microbiota[J]. Carbohydrate Polymers, 2023, 318: 121122.
