微生物發(fā)酵法制備活性多糖的研究概述

劉袆帆,林諾怡,成堅(jiān),馬路凱,陳乃驛,馮浩鍇,王琴

(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 輕工食品學(xué)院,廣東 廣州,510225)

多糖作為一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高分子化合物,主要由醛糖和酮糖通過(guò)糖苷鍵組成,是通過(guò)2種或以上單糖按一定比例組成的聚合物,其支鏈連接形式復(fù)雜多樣。多糖具有抗腫瘤、抗氧化、抗菌、降血糖及免疫調(diào)節(jié)等多種生物活性,已成為食品科學(xué)、生命科學(xué)及醫(yī)藥領(lǐng)域的關(guān)注熱點(diǎn)。目前,多糖提取的方法主要包括溶劑提取法、酶提取法和超聲波提取法等[1],主要原理是基于多糖不溶于乙醇,易溶于水的物理性質(zhì),但提取多糖后剩余的物質(zhì)將無(wú)法被利用而丟棄,造成原材料的浪費(fèi)。

微生物發(fā)酵法是生物轉(zhuǎn)化法的一種,是指利用完整的微生物細(xì)胞作為生物催化劑,與酶轉(zhuǎn)化法相比而言,使微生物發(fā)酵產(chǎn)酶過(guò)程與酶作用過(guò)程合二為一,其本質(zhì)是外源化合物被生物體系中所含有的酶催化,該催化反應(yīng)類(lèi)型復(fù)雜,幾乎囊括所有的體外有機(jī)化學(xué)反應(yīng),它不同于簡(jiǎn)單的生物降解或生物合成,從而縮短了整個(gè)生產(chǎn)周期,降低了生產(chǎn)成本,提高活性多糖的生產(chǎn)效率[2]。原材料中的碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽等能被微生物的生長(zhǎng)所利用,但微生物不能直接利用多糖,從而能達(dá)到對(duì)多糖的純化分離及富集的目的[3-4]。本文圍繞微生物法制備發(fā)酵多糖,總結(jié)了國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究成果,從多糖發(fā)酵菌種、發(fā)酵工藝、合成途徑及結(jié)構(gòu)、活性4個(gè)方面闡述微生物發(fā)酵法制備多糖的研究進(jìn)展,希望能促進(jìn)其在各個(gè)領(lǐng)域的研究運(yùn)用。

1 發(fā)酵菌株

活性多糖的發(fā)酵菌株一般為食用真菌[5-6]、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母、鏈霉菌[7-8]、克勞氏芽胞桿菌、納豆芽孢桿菌[8]、非解乳糖鏈球菌[9]、乳酸菌[10-11]、曲霉、內(nèi)生真菌等,見(jiàn)表1。對(duì)高產(chǎn)菌株進(jìn)行選育并實(shí)現(xiàn)多糖大規(guī)模生產(chǎn)是微生物發(fā)酵法制備多糖的第一步,也是多糖的開(kāi)發(fā)與廣泛應(yīng)用的重要難題。

目前,從動(dòng)物、植物和海洋藻類(lèi)中提取的多糖占主導(dǎo)地位,但也有許多微生物(如革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽(yáng)性菌、古細(xì)菌、真菌以及一些微小藻類(lèi))能產(chǎn)生胞外多糖。已大量投入生產(chǎn)的微生物胞外多糖主要是由白串珠菌、假單胞菌、黃單胞菌等合成的黃原膠、葡聚糖、熱凝多糖和結(jié)冷膠等,作為生物絮凝劑、生物吸附劑、給藥劑等廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)。由于許多“藥食同源”的真菌含有抗腫瘤、抗菌、降血脂、降血壓、免疫激活、保肝、防血栓等多種功能,利用真菌產(chǎn)活性多糖成為研究熱點(diǎn),如盛悅[12]對(duì)猴頭菌 He-02 進(jìn)行液體發(fā)酵得到胞外多糖，其產(chǎn)量為 29.37 mg/mL。裴智鵬等[13]采用10種不同的靈芝菌株發(fā)酵得到靈芝多糖,在培養(yǎng)至第7天時(shí),G0023和G0160菌株胞外粗多糖含量分別為3.02和3.14 g/L,多糖得率分別達(dá)到了84.11%和91.03%,可作為發(fā)酵高產(chǎn)胞外多糖的優(yōu)良菌株。

菌種發(fā)酵的目的除了可以提高多糖產(chǎn)量外,還可以起到增強(qiáng)活性的作用。王丹等[14]分別比較了面包酵母、釀酒酵母、紅曲霉、枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌和保加利亞乳桿菌在發(fā)酵過(guò)程中多糖含量和多糖活性的變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn),發(fā)酵后的鐵皮石斛多糖對(duì)自由基的清除能力和體外降血糖能力明顯提高,紅曲霉和面包酵母可以明顯提高鐵皮石斛對(duì)自由基的清除和體外降血糖能力,說(shuō)明發(fā)酵可以作為增強(qiáng)鐵皮石斛功能和開(kāi)發(fā)鐵皮石斛保健品的重要手段之一。張倩茹[15]采用植物乳桿菌、雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌發(fā)酵玉米芯,結(jié)果發(fā)現(xiàn)未發(fā)酵和發(fā)酵玉米芯粗多糖對(duì)DPPH自由基、羥基自由基的清除率以及還原力都隨濃度的提高而升高,且發(fā)酵玉米芯粗多糖的抗氧化能力顯著高于未發(fā)酵玉米芯粗多糖。利用微生物培養(yǎng)法生產(chǎn)活性多糖具有廣泛的應(yīng)用前景,同時(shí)也可以大幅度減少環(huán)境污染。因此,微生物發(fā)酵菌種問(wèn)題的解決將會(huì)給活性多糖的實(shí)際生產(chǎn)帶來(lái)巨大的商業(yè)價(jià)值和社會(huì)效益。

表1 多糖發(fā)酵菌株與發(fā)酵工藝參數(shù)Table 1 Fermented polysaccharides and fermentation strains

2 多糖發(fā)酵工藝

2.1 培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件的優(yōu)化

為提高多糖產(chǎn)出率,可從培養(yǎng)基組成和培養(yǎng)條件兩方面分別進(jìn)行優(yōu)化。從培養(yǎng)基的配方優(yōu)化而言,微生物生長(zhǎng)所需的多種碳源、氮源均會(huì)對(duì)其生長(zhǎng)造成不同的影響,從而導(dǎo)致最終的多糖產(chǎn)量出現(xiàn)偏差,而培養(yǎng)條件如溫度、pH和時(shí)間,則很大程度上決定了微生物的生長(zhǎng)質(zhì)量[25]。為了使發(fā)酵效率達(dá)到最大化,優(yōu)化得出最佳的碳源、氮源及無(wú)機(jī)鹽濃度等影響因素,將多糖產(chǎn)量和生物量作為指標(biāo),對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行實(shí)驗(yàn)優(yōu)化,如對(duì)于出芽短梗霉,采用多種不同碳源進(jìn)行培養(yǎng),得出蔗糖為發(fā)酵普魯蘭多糖的最佳碳源[26],因在蔗糖作為唯一碳源的情況下,合成普魯蘭多糖的轉(zhuǎn)化率最為高效,已普遍得到學(xué)者們的認(rèn)同。LIN等[27]發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)整培養(yǎng)基組成和培養(yǎng)條件,能夠大幅度提升菌絲體和多糖產(chǎn)量,且發(fā)現(xiàn)能夠使用深層發(fā)酵方法生產(chǎn)姬松茸菌絲體、并能提高多糖發(fā)酵效率。蘭蓉等[28]利用正交實(shí)驗(yàn),篩選出白靈菇液體發(fā)酵的最佳培養(yǎng)基組成：葡萄糖2%、蛋白胨0.75%、CaCl20.2%；白靈菇液體發(fā)酵產(chǎn)胞外多糖的最佳發(fā)酵條件為：起始pH值7.0,接種量20%,裝液量120 mL,培養(yǎng)6 d。郭霞等[29]對(duì)藥用真菌桑黃培養(yǎng)基進(jìn)行了優(yōu)化,最終確定了優(yōu)化培養(yǎng)基(g/L):蔗糖50、玉米漿3.0、KH2PO410.0、MgSO41.0、CaCl23.0、VB12.0×10-4,且在此情況下,胞外多糖合成速度更快,相比于搖瓶法,生產(chǎn)最大值和生產(chǎn)強(qiáng)度分別提高了26.5%和50%。

2.2 發(fā)酵參數(shù)與模式的優(yōu)化

目前,對(duì)于微生物發(fā)酵制備多糖方法的研究仍然處于起步階段,當(dāng)前最主流的發(fā)酵方法有3種：固態(tài)發(fā)酵法、深層液態(tài)發(fā)酵法和雙向發(fā)酵法。

液態(tài)發(fā)酵法的發(fā)酵原理是將菌體接種到液體培養(yǎng)基中,根據(jù)其最佳的發(fā)酵條件進(jìn)行培養(yǎng),后將菌體產(chǎn)生的多糖在液體培養(yǎng)基的成分中進(jìn)行分離純化操作,從而獲得目標(biāo)產(chǎn)物。由于液體介質(zhì)的特性,生長(zhǎng)的菌種具有生產(chǎn)周期短和菌齡平均的優(yōu)點(diǎn),更有利于生產(chǎn)效率的提高與產(chǎn)物質(zhì)量的規(guī)范。趙俊杰等[17]對(duì)香菇進(jìn)行液態(tài)發(fā)酵實(shí)驗(yàn),在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的香菇多糖產(chǎn)物,并在最大程度上提高了香菇B08的生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)法相比,液態(tài)發(fā)酵法具有生產(chǎn)周期短,不受季節(jié)、環(huán)境和地區(qū)的限制,短時(shí)間內(nèi)可得大量目標(biāo)產(chǎn)物等優(yōu)勢(shì),但也存在易受污染、產(chǎn)品純度低及多糖提取率低等缺陷。

固態(tài)發(fā)酵法的發(fā)酵原理是將菌體先接種在液態(tài)培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間,達(dá)到快速增加菌種數(shù)量,后轉(zhuǎn)移至固態(tài)培養(yǎng)基中進(jìn)行后續(xù)培養(yǎng),此方法產(chǎn)出的多糖主要集中于菌絲體和固態(tài)培養(yǎng)基中,便于進(jìn)行產(chǎn)物分離操作。固態(tài)發(fā)酵法具有成本低廉,發(fā)酵過(guò)程不容易造成污染的優(yōu)點(diǎn),但產(chǎn)量低、發(fā)酵周期過(guò)長(zhǎng)。因此,如何提高多糖產(chǎn)量和縮短發(fā)酵時(shí)間,成為了優(yōu)化固態(tài)發(fā)酵法的關(guān)鍵。董玉瑋等[30]以低品質(zhì)牛蒡作為營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),優(yōu)良靈芝菌種作為發(fā)酵菌株,發(fā)酵后多糖含量為24.85 mg/g。辛燕花等[31]以靈芝菌株作為出發(fā)菌株,以銀杏葉作為基質(zhì),通過(guò)雙向發(fā)酵工程技術(shù),優(yōu)化得到靈芝-銀杏雙向固態(tài)發(fā)酵的最佳條件。

微生物發(fā)酵法有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),能夠以低廉的成本、大幅度提高產(chǎn)率、生產(chǎn)周期短、不受季節(jié)影響和生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),而對(duì)于多糖的發(fā)酵生產(chǎn),生產(chǎn)成本及產(chǎn)多糖的效率是應(yīng)考慮的兩大因素。

3 細(xì)菌多糖的生物合成途徑

目前的研究方向大多集中于細(xì)菌多糖的合成途徑,特別是對(duì)于乳酸菌多糖的生物合成,而對(duì)于真菌多糖的合成途徑的研究尚處起步階段。雖然合成的多糖具有不同的單糖種類(lèi)及數(shù)量,但細(xì)菌多糖主要的合成途徑卻很相似,主要為以下4個(gè)步驟：前體核苷酸糖(單糖的活化形式)的合成；合成的起始反應(yīng)；重復(fù)單元的延伸、翻轉(zhuǎn)和聚合及多糖的輸出[32],即是將單糖通過(guò)糖基轉(zhuǎn)移酶從核苷酸糖轉(zhuǎn)移,并連接到脂類(lèi)載體形成重復(fù)單元,隨后是重復(fù)單元的聚合和輸出,形成細(xì)胞表面多糖,是多種酶和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的結(jié)果,發(fā)生的部位包括胞內(nèi)和胞外,有些合成過(guò)程會(huì)發(fā)生在細(xì)胞壁上。

3.1 前體核苷酸糖的合成

多糖主要分成兩種不同的類(lèi)型：同型多糖和異型多糖,不同類(lèi)型多糖的前體糖苷酸合成途徑也各不相同。異型多糖的核苷酸合成途徑更復(fù)雜多樣,雖然合成的多糖具有不同的單糖種類(lèi)及數(shù)量,但其生物合成途徑卻有著相似的步驟,如圖1所示。以葡萄糖作為主要碳源,通過(guò)轉(zhuǎn)移酶進(jìn)入細(xì)胞后,通過(guò)葡萄糖激酶轉(zhuǎn)化葡萄糖-6-磷酸這一基本代謝途徑,之后經(jīng)過(guò)3個(gè)途徑：1)通過(guò)α-磷酸葡糖變位酶轉(zhuǎn)化為葡萄糖-1-磷酸,此途徑為多糖生物合成的必經(jīng)途徑,后合成TDP-葡萄糖、TDP-鼠李糖、UDP-葡萄糖、UDP-半乳糖和UDP-葡萄糖醛酸；2)葡萄糖-6-磷酸轉(zhuǎn)化為GDP-甘露糖和GDP-巖藻糖；3)通過(guò)酶促反應(yīng),將6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸,然后產(chǎn)生UDP-n-乙酰基半乳糖胺和GDP-果糖,同時(shí)果糖-6-磷酸還能夠進(jìn)入糖酵解途徑產(chǎn)生丙酮酸,并通過(guò)厭氧途徑將其轉(zhuǎn)化為乳酸,或通過(guò)需氧途徑進(jìn)入檸檬酸循環(huán)以產(chǎn)生ATP和其他產(chǎn)物,這些ATP為多糖合成提供能量保障[33]。以果糖作為發(fā)酵碳源,進(jìn)入細(xì)胞后轉(zhuǎn)化為果糖-6-磷酸,后轉(zhuǎn)化為丙酮酸進(jìn)入三羥酸代謝循環(huán)。而以乳糖作為碳源,經(jīng)β-半乳糖苷酶等轉(zhuǎn)化為葡萄糖-6-磷酸,后進(jìn)入核苷酸糖的合成。各個(gè)途徑中涉及的碳源和轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)不同,合成過(guò)程中用到的關(guān)鍵酶也有所不同,但其合成過(guò)程均包含α-葡萄糖基磷酸變位酶,UDP-葡萄糖焦磷酸化酶,UDP-半乳糖4-表異構(gòu)酶和葡萄糖磷酸異構(gòu)酶[34]。

1-葡萄糖激酶;2-α-磷酸葡糖變位酶;3-葡萄糖-1-磷酸胸苷轉(zhuǎn)移酶;4-鼠李糖合成酶系;5-UDP-葡萄糖焦磷酸化酶;6-UDP-半乳糖-4-差向異構(gòu)酶;7-NAD連接的脫氫酶;8-磷酸甘露糖變位酶 9-GDP-甘露糖焦磷酸化酶;10-脫水酶和GDP-巖藻糖合成酶:11-磷酸葡糖異構(gòu)酶;12-β-半乳糖苷酶;13-半乳糖苷變旋酶;14-半乳糖激酶;15-半乳糖-1-磷酸轉(zhuǎn)移酶；16-UDP-木糖-4-差向異構(gòu)酶；17-轉(zhuǎn)移酶；18-聚合酶圖1 多糖核苷酸前體的合成Fig.1 Synthetic pathway of polysaccharides

因此,對(duì)磷酸葡糖變位酶和葡萄糖焦磷酸化酶進(jìn)行基因克隆,提高關(guān)鍵酶的表達(dá)量來(lái)使得生物代謝途徑偏向多糖的生物合成,以此來(lái)提高多糖生物合成量[35]。

3.2 合成的起始反應(yīng)

多糖的合成階段主要受調(diào)控基因、鏈長(zhǎng)決定基因、重復(fù)單元合成基因、聚合及輸出基因等胞外多糖生物合成基因簇所控制。通過(guò)糖基轉(zhuǎn)移酶,將核苷酸糖轉(zhuǎn)移到脂載體上,在細(xì)胞質(zhì)膜的內(nèi)表面啟動(dòng)重復(fù)單元的合成[33]。不同的糖基轉(zhuǎn)移酶類(lèi)型及數(shù)量決定重復(fù)單元的組成及大小,目前只能通過(guò)基因簇判斷有哪些核苷酸糖前體組成,還無(wú)法推測(cè)出排列順序以及基因調(diào)控重復(fù)單元組裝的具體過(guò)程。

3.3 重復(fù)單元的延伸、翻轉(zhuǎn)和聚合

在細(xì)胞膜和細(xì)胞壁上的酶作用下,組裝好的重復(fù)單元最終被運(yùn)送到指定的位點(diǎn)形成粘液或者包裹在細(xì)胞周?chē)Ｖ貜?fù)單元翻轉(zhuǎn)和聚合有3種不同的機(jī)制：Wzy-dependent 途徑、ABC-transporter dependent 途徑和 synthase-dependent 途徑。多數(shù)異型多糖是通過(guò)Wzy-dependent 途徑合成的,需要鏈長(zhǎng)決定基因及Wzx、Wzy 和 Wzz蛋白參與運(yùn)輸及組裝,糖重復(fù)單元在Wzx酶的作用下從細(xì)胞膜的胞質(zhì)側(cè)翻轉(zhuǎn)到周質(zhì)空間,并在OPX家族的周質(zhì)蛋白、PCP周質(zhì)蛋白、聚合酶Wzy 和 Wzz作用合成多糖鏈。ABC-transporter dependent 途徑較特殊,一般存在于E.coliO8、O9、O52 等的 O-抗原及莢膜多糖群的合成中。synthase-dependent 途徑最為罕見(jiàn),是通過(guò)β-Barrel通道蛋白等將糖鏈運(yùn)輸至指定位點(diǎn),目前只在Salmonellaenterica質(zhì)粒編碼的O54 抗原的合成中觀察到[36]。

3.4 多糖的輸出

重復(fù)單元完成聚合、延伸后,需將重復(fù)單元聚合并分泌到胞外,李歐[33]發(fā)現(xiàn)PaenibacilluselgiiB69胞外多糖的相關(guān)ORFs包括：包括pelE、pelF、pelG、pelH、pelL和pelM基因,其中pelH和pelM都與O-抗原轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白具有相似性,Pel基因簇中的pelG及pelL與Wzy具有一定的相似性,可能作為聚合酶參與多糖的合成。關(guān)于多糖的輸出研究較少,其主要的研究都集中在E.coli,3種途徑的糖鏈組裝及翻轉(zhuǎn)方式是相同的。

4 多糖結(jié)構(gòu)及活性

4.1 發(fā)酵法制備多糖的結(jié)構(gòu)改變研究

多糖的結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜,從一級(jí)結(jié)構(gòu)到四級(jí)結(jié)構(gòu)不等。因高級(jí)的空間結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜,目前大量研究是基于多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)中最基礎(chǔ)的一級(jí)、二級(jí)結(jié)構(gòu)上[37]。多糖的結(jié)構(gòu),主要研究的是單糖組成、糖苷鍵類(lèi)型、糖殘基連接順序、位點(diǎn)、糖環(huán)類(lèi)型、分子質(zhì)量以及羥基取代情況等。近年的研究表明,利用發(fā)酵可以改變多糖的結(jié)構(gòu)特征,由于物質(zhì)的性質(zhì)決定于其結(jié)構(gòu),進(jìn)而提出通過(guò)發(fā)酵法來(lái)改變多糖功能活性,提高多糖利用度的方法。在馮炘等[38]的研究中,設(shè)立對(duì)照組多糖和發(fā)酵組多糖,通過(guò)電鏡分析和紅外分析其結(jié)構(gòu)表明,雖然2組多糖均主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖構(gòu)成,但其摩爾比發(fā)生了改變,由1∶4.6∶6.5∶1.4∶2.9∶2.5變?yōu)?∶13.4∶16.8∶3∶2.7∶8.4,其中,木糖與葡萄糖的比例有顯著上升。高鶴[39]研究發(fā)現(xiàn),用植物乳桿菌NCU116發(fā)酵的苦瓜多糖,其多糖的蛋白質(zhì)含量、分子質(zhì)量甚至單糖組成均發(fā)生了改變。

4.2 發(fā)酵多糖的活性研究

發(fā)酵功能性多糖普遍具有抗氧化、抗腫瘤、抗癌和增強(qiáng)免疫等功效。研究表明,微生物發(fā)酵可以改變一些多糖的功能活性[40],如王丹等[14]對(duì)發(fā)酵前后的鐵皮石斛多糖功能活性進(jìn)行研究對(duì)比后發(fā)現(xiàn),經(jīng)面包酵母發(fā)酵后得到的鐵皮石斛多糖,還原糖含量降低,且體外抗氧化活性和降血糖活性均增強(qiáng)。王文文等[20]將實(shí)驗(yàn)對(duì)象分為3組,將發(fā)酵麩皮多糖0、100、200 mg/kg BW分別灌胃大鼠,低劑量 (100 mg/kg BW) 發(fā)酵麩皮多糖可增強(qiáng)大鼠的免疫能力,機(jī)理是通過(guò)改變組織中細(xì)胞因子含量并調(diào)節(jié)其盲腸的菌群結(jié)構(gòu),來(lái)增強(qiáng)其免疫活性,表明了發(fā)酵麩皮多糖具有一定的免疫活性。于婷等[41]稱(chēng)發(fā)酵后的桔梗提取物中的多糖使機(jī)體對(duì)DPPH自由基和羥自由基的清除能力有顯著提高,且提取物中的其他物質(zhì)也表現(xiàn)出一定的抗氧化活性,如多酚類(lèi)物質(zhì)和總黃酮類(lèi)物質(zhì),表明了桔梗提取物的抗氧化活性不僅只有多糖成分在起作用,而是多種物質(zhì)共同作用的結(jié)果。由于多糖具有豐富的生物活性,對(duì)醫(yī)藥、食品等行業(yè)有著重要應(yīng)用意義。雖然多糖的活性作為當(dāng)前研究熱點(diǎn),但仍需更深入創(chuàng)新,根據(jù)多糖活性不同的用途,依據(jù)其多糖理化性質(zhì),使用物理、化學(xué)等修飾方法,開(kāi)發(fā)出更多的活性,得到更好的應(yīng)用效果,為多糖的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)論與展望

多糖具有多種生物活性,對(duì)醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域與食品保健行業(yè)的發(fā)展都具有重大意義,應(yīng)用前景廣泛。盡管目前對(duì)于多糖提取的研究已經(jīng)取得一定成果,但仍存在提取率低、成本高、不易被人體吸收等缺點(diǎn),目前還只停留在實(shí)驗(yàn)室階段,無(wú)法應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)上。因此,為開(kāi)發(fā)出高效低耗,大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用的發(fā)酵工藝,還需要做到以下幾點(diǎn)：通過(guò)多種方法的聯(lián)合優(yōu)化,優(yōu)化多糖發(fā)酵工藝,深入研究已有方法的發(fā)酵機(jī)理,探討多糖結(jié)構(gòu)與其功能活性的構(gòu)效關(guān)系,探究多糖生物合成的分子機(jī)制,構(gòu)建多糖模型,尋找多糖生物合成中的關(guān)鍵途徑,注重菌株的選育,開(kāi)發(fā)多糖生產(chǎn)菌株的遺傳改造,提高多糖的提取率,充分體現(xiàn)出發(fā)酵產(chǎn)品化價(jià)值和商業(yè)化價(jià)值。

總的來(lái)說(shuō),目前大多研究集中在發(fā)酵多糖的提取工藝,相關(guān)的生物合成代謝途徑及多糖的作用機(jī)理方面還需繼續(xù)深入研究。隨著多糖發(fā)酵方法和相關(guān)科學(xué)技術(shù)的日益提升,相信在未來(lái)會(huì)開(kāi)發(fā)出更多高效低耗的多糖提取工藝,奠定大規(guī)模生產(chǎn)多糖的基礎(chǔ),為多糖的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供更廣闊的前景。