高產(chǎn)胞外多糖嗜熱鏈球菌的篩選及胞外多糖的結(jié)構(gòu)分析

陳海燕，李嘉雯，李 婷，劉 洋，田佳樂，丹 彤

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 乳品生物技術(shù)與工程教育部重點實驗室 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部奶制品加工重點實驗室 呼和浩特010018）

乳酸菌胞外多糖（Lactic acid bacteria extracellular polysaccharide，LAB EPS） 是乳酸菌在生長代謝過程中分泌到細(xì)胞壁外，常滲于培養(yǎng)基的一類水溶性多糖[1]，屬于微生物胞外多糖的一種。其可以作為細(xì)胞結(jié)合的多糖附著在菌體表面，稱為莢膜多糖（Capsular polysaccharide，CPS），或者作為釋放的胞外多糖分泌到周圍的培養(yǎng)基中形成黏液，即稱為黏液多糖（Slimpolysaccharide，SPS）[2]。迄今為止報道的大多數(shù)產(chǎn)生EPS 的菌株產(chǎn)生SPS，而一些LAB 菌株可以同時產(chǎn)生CPS 和SPS[3-4]。

目前，雖有很多關(guān)于動物、植物和真菌多糖的研究報道[5-8]，但來自嗜熱鏈球菌的EPS 特別受到關(guān)注，主要因為它們 “普遍被認(rèn)為是安全的”（GRAS）菌株和它們對人類的有益影響[9-10]。嗜熱鏈球菌能夠改善原料的風(fēng)味、香氣、質(zhì)地和安全性，更重要的是其代謝產(chǎn)物中EPS 具有的特殊生理功能，如抗腫瘤，抗氧化、免疫刺激活性[11-13]以及作為增稠劑代替非食品級生物（黃原膠、結(jié)冷膠、支鏈淀粉等）的潛在用途，而使其廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域[14]。EPS 類型多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅決定自身的溶解度、分布、支化度和鏈構(gòu)象等物理性質(zhì)，還是研究其構(gòu)效關(guān)系和結(jié)構(gòu)修飾的基礎(chǔ)。

當(dāng)前，關(guān)于LAB EPS 的分離、提取及結(jié)構(gòu)分析成為研究熱點。本研究從傳統(tǒng)發(fā)酵乳制品分離得到的442 株嗜熱鏈球菌中篩選的1 株高產(chǎn)EPS嗜熱鏈球菌MGD1-4 為研究對象，通過乙醇沉淀、DEAE-52 纖維素離子交換柱層析、Sepharose CL-6B 分子篩層析、高效液相色譜（High performance liquid chromatography，HPLC）、紅外光譜（Infrared spectrum，IR）及核磁共振（Nuclear magnetic resonance，NMR）等方法對菌株所產(chǎn)EPS 進(jìn)行分離、純化和結(jié)構(gòu)分析，探明其分子結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)，為深入解析EPS 結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系打下基礎(chǔ)，為乳酸菌資源開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 菌種 嗜熱鏈球菌 （Streptococcus thermophilus）MGD1-4，由本實驗室提供。為篩選出的高產(chǎn)胞外多糖菌株，呈凍干粉末狀，-80 ℃保藏。

1.1.2 試劑 DEAE-Cellulose 52，Coolaber 公司；Sepharose CL-6B，美國Sigma 公司；透析袋（8000-14000 DA），Solarbio 公司；氯化鈉、氫氧化鈉、無水乙醇，天津市匯杭化工科技有限公司；三氯乙酸、濃硫酸、鹽酸、苯酚、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、3-甲基-1-苯基-5-吡唑啉酮（PMP）、三氯甲烷均為分析純級試劑。

1.1.3 設(shè)備與儀器 超凈工作臺，上海智城分析儀器制造有限公司；CBS-B 型程控多功能全自動部分收集器、DHL-BN 型電腦恒流泵、TH-500A梯度混合器，上海青浦滬西儀器廠；SCIENTZ-10N型真空冷凍干燥機，寧波新芝生物科技股份有限公司；DL-6M 型高速冷凍離心機，cence 湘儀集團(tuán)；UV-1700 型紫外分光光度計，日本SHIMADZU 公司；ELEOS System 凝膠色譜儀 【配有Waters 515 泵，激光檢測器（LS） 和示差檢測器（DRI）】，美國Wyatt 公司；TM 4000Plus 型掃描電鏡，日本HITACHI 公司；IR Affinity-1 型傅里葉變換紅外光譜儀，日本SHIMADZU 公司；Agilent 1200 高效液相色譜儀，美國Agilent 公司；Bruker AV-500 型核磁共振儀，德國Bruker 公司。

1.2 方法

1.2.1 嗜熱鏈球菌的活化 取-80 ℃保存的MGD1-4 菌株活化后以2%接種量接入M17 液體培養(yǎng)基[15]，37 ℃恒溫培養(yǎng)36 h，傳代2 次，4 ℃?zhèn)溆?，使菌株活力最高?/p>

1.2.2 高產(chǎn)胞外多糖嗜熱鏈球菌的篩選 將活化3 代后的嗜熱鏈球菌MGD1-4 以2%的接種量接種于50 mL M17 液體培養(yǎng)基，37 ℃培養(yǎng)36 h，發(fā)酵液沸水浴滅活 （30 min），冷卻至室溫；離心（12 000×g，30 min） 除去菌體和酶解蛋白等雜質(zhì)；取上清液，邊攪拌邊加入80.0%三氯乙酸溶液至終含量為4.0%，4 ℃靜置過夜，離心（12 000×g，30 min）除去剩余的變性蛋白；取上清液邊大力攪拌邊加入3 倍體積95%的冰乙醇，4 ℃靜置24 h，再次離心（12 000×g，30 min）取沉淀，用適當(dāng)去離子水將其復(fù)溶，溶液透析48 h，每8 h 換1 次水，然后將透析液稱量、定容、稀釋，測定其多糖含量。

1.2.3 EPS 含量的測定 采用苯酚濃硫酸法[16]測定EPS 含量。

1.2.4 嗜熱鏈球菌MGD1-4 粗多糖的制備 將活化3 代后的MGD1-4 按2%的接種量接種于大量（約10 L）M17 液體培養(yǎng)基，37 ℃培養(yǎng)36 h，然后以1.2.2 節(jié)方法制備粗多糖，透析液經(jīng)冷凍干燥得EPS 粗品。

1.2.5 嗜熱鏈球菌MGD1-4 粗多糖的分離純化

1.2.5.1 DEAE-Cellulose 52 離子交換色譜分級純化[17]將100 g 室溫浸泡過夜，經(jīng)酸堿處理且去離子水反復(fù)清洗至pH 值呈中性的DEAE-Cellulose 52 裝填于規(guī)格為1.6 cm × 50 cm 的色譜柱中，用去離子水充分平衡1 d（流速1.0 mL/min）。每次稱取100 mg 粗EPS 溶于5 mL 去離子水（質(zhì)量濃度20 mg/mL），用0.45 μm 濾膜過濾后上樣。分別用去離子水和0～1 mol/L NaCl 緩沖溶液線性洗脫（流速0.8 mL/min），每管8 min。以苯酚-硫酸法（A490nm）檢測各管的多糖含量，繪制洗脫曲線。根據(jù)峰型收集相同組分，以流動的去離子水透析去除殘留的NaCl 和小分子物質(zhì)，冷凍干燥，多次累積純化得到初步的EPS 純化組分。

1.2.5.2 Sepharose CL-6B 凝膠柱層析純化 使用去離子水反復(fù)清洗Sepharose CL-6B，浸泡至充分溶脹。將處理好的Sepharose CL-6B 裝入1.6 cm×50 cm 色譜層析柱，用去離子水充分平衡。分別稱取初步純化的多糖單一組分30 mg 溶于3 mL 去離子水（質(zhì)量濃度10 mg/mL）中，用0.45 μm濾膜過濾后上樣。去離子水洗脫 （流速0.4 mL/min），分步收集（8 min／管）。按1.2.5.1 節(jié)方法逐管檢測，分別合并收集單一峰組分，用去離子水透析，真空冷凍干燥。

1.2.6 嗜熱鏈球菌MGD1-4 EPS 分子質(zhì)量測定 凝膠色譜儀操作方法：打開儀器電源，待儀器各部分自檢完成后設(shè)定各參數(shù)。將溶解的多糖樣品經(jīng)0.22 μm 濾膜過濾，上機檢測。

凝膠色譜儀檢測條件：檢測器為激光檢測器（LS）和示差檢測器（DRI），流動相為0.2/1000 的疊氮化鈉，色譜柱為Shodex OHpak 系列SB-806與SB-803 串聯(lián)，流速1 mL/min，柱溫40 ℃，進(jìn)樣量500 μL。

1.2.7 嗜熱鏈球菌MGD1-4 EPS 紅外光譜分析取各EPS 組分純品2 mg，加入200 mg 干燥后的KBr 粉末，用“KBr 壓片法”在400～4 000 cm-1范圍紅外掃描，掃描分辨率為4 cm-1。

1.2.8 嗜熱鏈球菌MGD1-4 EPS 各組分掃描電鏡觀察 取純化的EPS 組分各1 mg，以片狀形式均勻粘貼于含有導(dǎo)電膠的樣品銅臺上，置真空噴鍛儀內(nèi)鍍一層導(dǎo)電金，取出后用掃描電鏡在不同倍數(shù)下觀察多糖各組分結(jié)構(gòu)。

1.2.9 嗜熱鏈球菌MGD1-4 EPS 單糖組成分析分別稱取一定量純化的多糖組分，用30 mL 去離子水溶解，緩慢加入亞鐵氰化鉀溶液和乙酸鋅溶液各5 mL，再次加去離子水至80 mL，室溫振蕩1 h，離心，干燥濾紙過濾，溶液定容100 mL。分別取適量樣品加入0.5 mL 4 mol/L 三氟乙酸（Trifluoroacetate，TFA），在120 ℃條件下水解2 h，氮氣吹干，分別加入0.3 mol/L NaOH 和0.5 mol/L PMP（甲醇溶解）各0.5 mL，70 ℃水浴60 min，冷卻至室溫，然后加入0.5 mL 0.3 mol/L HCl 和0.5 mL 三氯甲烷，振蕩搖勻后靜置20 min，棄下層氯仿層，萃取3 次，將水層經(jīng)0.45 μm 濾膜過濾除去不溶物，做高效液相色譜分析。

高效液相色譜分析條件：Agilent 1200 高效液相色譜儀，檢測波長245 nm，色譜柱為SHISEIDO C18（4.6 mm×250 mm×5 μm），紫外檢測器，流速1.0 mL/min，柱溫25 ℃，進(jìn)樣量10 μL。

1.2.10 核磁共振分析 取充分干燥的MGD1-4 EPS 純化組分EPS-1a 和EPS-3a 各30 mg，加入500 μL D2O，待溶解完全后依次加入核磁管，用500 MHz AVANCE 型核磁共振儀分析1D NMR，包括1H NMR 和13C NMR。以四甲基硅烷（TMS）為內(nèi)標(biāo)，25 ℃檢測，化學(xué)位移（δ）用10-6表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 高產(chǎn)胞外多糖嗜熱鏈球菌的篩選

采用苯酚濃硫酸法測定442 株嗜熱鏈球菌液體培養(yǎng)基中EPS 產(chǎn)量，最終篩選出1 株高產(chǎn)胞外多糖嗜熱鏈球菌MGD1-4。利用分光光度計在波長490 nm 處測定吸光度，以葡萄糖濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=0.025x+0.0208（R2=0.9979）。該菌株胞外多糖含量為404.663 mg/L。

2.2 DEAE-Cellulose 52 離子交換色譜分級純化結(jié)果

菌株MGD1-4 的粗多糖經(jīng)DEAE-52 離子交換柱分離得到4 個組分（EPS-1、EPS-2、EPS-3 和EPS-4）（圖1）。其中EPS-1 和EPS-2 是由去離子水洗脫得到的產(chǎn)物，說明二者不帶電荷，為中性多糖；后2 個組分是以不同濃度的NaCl 為流動相的洗脫產(chǎn)物，即帶有負(fù)電荷的酸性多糖或帶有酸性基團(tuán)的糖復(fù)合物[18-19]。由于EPS-2 和EPS-4 在收集過程中糖含量太少，難回收，因此分別收集2 個主要峰EPS-1 和EPS-3 對應(yīng)的洗脫液，用去離子水透析脫鹽，冷凍干燥后二者的得率分別為15.10%和27.08%。密封冷凍保存待進(jìn)一步純化。

圖1 MGD1-4 粗EPS 經(jīng)DEAE-Cellulose 52離子交換色譜柱梯度洗脫曲線Fig.1 Stepwise elution curve of crude EPS from MGD1-4 on DEAE-Cellulose 52 chromatography column

2.3 Sepharose CL-6B 凝膠柱層析純化結(jié)果

將第1 步收集到的2 個組分（EPS-1、EPS-3）用Sepharose CL-6B 凝膠柱分離、純化。由圖2可知，分離后的2 個組分均呈單一對稱峰，表明二者均為單一且相對分子質(zhì)量均一的組分，同時命名為EPS-1a 和EPS-3a，冷凍干燥，計算得率分別為37.93%和38.46%。

2.4 各EPS 純化組分的純度鑒定及分子質(zhì)量測定

如圖3所示，多糖組分EPS-1a 和EPS-3a 經(jīng)凝膠色譜儀的雙檢測器檢測后均呈現(xiàn)單一對稱峰，該結(jié)果與Sepharose CL-6B 凝膠柱層析的純化結(jié)果一致，說明2 個多糖組分均為單一多糖。二者的重均分子質(zhì)量分別為1.572×105u 和3.825×105u。

圖2 EPS-1a（a）和EPS-3a（b）經(jīng)Sepharose CL-6B色譜柱的洗脫曲線Fig.2 Elution curves of EPS-1a（a） and EPS-3a（b）on Sepharose CL-6B chromatography column

2.5 EPS-1a 和EPS-3a 的紅外光譜分析

如圖4a 所示，EPS-1a 在3 329.98 cm-1處出現(xiàn)的強而寬的吸收峰為羥基的O-H 伸縮振動；在2 940.43 cm-1處是烷基C-H 鍵的伸縮振動吸收，表明EPS-1a 是多糖類物質(zhì)。在1 648.84 cm-1處出現(xiàn)的吸收峰是羧基C=O 鍵的非對稱伸縮振動。在1 400 cm-1和1 300 cm-1之間的弱吸收峰是羧基C=O 鍵的對稱伸縮振動，說明EPS-1a 含有羧基基團(tuán)。另外，在1 145.51～1 028.36 cm-1間的3 個吸收峰是吡喃糖環(huán)的特征吸收峰，與多糖骨架C-O-H 和C-O-C 的伸縮振動相對應(yīng)。858.17 cm-1處的吸收峰是吡喃環(huán)的α-型端基的C-H 變角振動，說明EPS-1a 含有吡喃糖環(huán)殘基和α-型糖苷鍵。在931.45 cm-1處出現(xiàn)D-葡萄吡喃糖C-O-C 的非對稱伸縮振動吸收峰。

圖3 EPS-1a（a）和EPS-3a （b）的GPC 圖譜Fig.3 GPC chromatogram of EPS-1a（a）and EPS-3a（b）

圖4 EPS-1a（a）和EPS-3a（b）的紅外光譜圖Fig.4 FT-IR spectrum of EPS-1a （a）and EPS-3a （b）

如圖4b 所示，EPS-3a 在3 335.77 cm-1處出現(xiàn)的強而寬的吸收峰是由羥基的O-H 鍵伸縮振動而引起；在2 942.84 m-1處的峰是烷基C-H 鍵的伸縮振動吸收，在1 400 cm-1左右為C-H 的彎曲振動吸收峰；在1 500 cm-1左右的吸收峰為CO 鍵伸縮振動的結(jié)果；在1 643.05 cm-1處出現(xiàn)的強吸收峰是羧基的C=O 鍵的非對稱伸縮振動；在1 300 cm-1處出現(xiàn)的弱吸收峰是羧基的C=O 鍵的對稱伸縮振動；1 200～1 000 cm-1范圍出現(xiàn)吡喃糖環(huán)的3 個特征吸收峰；1 126.38 cm-1和1 058.73 cm-1是吡喃糖苷的特征吸收峰，這兩處的吸收是C-O-C 結(jié)構(gòu)中C-O 鍵或C-O-H 的彎曲振動；813.81 cm-1處出現(xiàn)的峰可能為α-D-半乳吡喃糖的特征吸收峰。

2.6 多糖組分EPS-1a 和EPS-3a 的掃描電鏡結(jié)果

由圖5可知，在3 個倍數(shù)的掃描電鏡下看到的EPS-1a 組分（如圖5a，5b，5c），聚集狀態(tài)呈現(xiàn)松散的多孔網(wǎng)狀且高度分支結(jié)構(gòu)，分布雜亂無章、不規(guī)則性，形態(tài)似樹枝的枯葉與枯干。相比EPS-1a，EPS-3a 組分（如圖5d，5e，5f）多糖表面光滑且有光澤，二者形態(tài)特征有所不同，該組分由多個含有圓滑小球的細(xì)長的桿組成，總體結(jié)構(gòu)以光滑的片狀連接，即使增加放大倍數(shù)，其微觀結(jié)構(gòu)表面仍光滑，形態(tài)均一，分布規(guī)整。

圖5 EPS-1a （a，b，c）和EPS-3a （d，e，f）的掃描電鏡圖Fig.5 SEM images of EPS-1a （a，b，c）and EPS-3a （d，e，f）

2.7 EPS-1a 和EPS-3a 的單糖組成分析

圖6 單糖標(biāo)準(zhǔn)品的液相色譜圖Fig.6 Liquid chromatogram of monosaccharide reference

圖7 EPS-1a（a）和EPS-3a（b）的單糖組成分析圖Fig.7 Analysis of monosaccharide composition of EPS-1a（a） and EPS-3a（b）

如圖6所示為標(biāo)準(zhǔn)單糖色譜圖，可以看出，單糖標(biāo)準(zhǔn)樣品在該色譜條件下均得到較好的分離，根據(jù)保留時間從小到大排序為：甘露糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、巖藻糖。將經(jīng)酸水解得到的樣品衍生物做高效液相色譜分析，結(jié)果如圖7所示。根據(jù)圖中所示結(jié)果并結(jié)合單糖標(biāo)準(zhǔn)品在色譜峰上的出峰順序及保留時間，可以得到EPS-1a（圖7a）主要由葡萄糖（RT=27.830 min）、甘露糖（RT=13.431 min）和半乳糖（RT=31.771 min）組成，占總糖量90%以上，且三者的物質(zhì)的量比為3.62∶1∶2.99，同時含有少量的鼠李糖（RT=17.953 min）和阿拉伯糖（RT=34.827 min）。此外，在保留時間21.378，24.184，32.957 min 和39.448 min 處，分別含有極少量的葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、木糖和巖藻糖，這4 種糖的峰面積和強度非常小，幾乎在圖中無法顯示。EPS-3a（圖7b）主要由甘露糖（RT=13.349 min）、半乳糖（RT=31.771 min）和阿拉伯糖（RT=34.691 min）構(gòu)成，占總糖量80.6%，其物質(zhì)的量比為1.19∶1∶1.08，另含有少量的木糖 （RT=33.259 min）、葡萄糖醛酸（RT=21.286 min）、巖藻糖（RT=39.156 min）和鼠李糖（RT=17.952 min）以及微量的葡萄糖 （RT=27.903 min）、半乳糖醛酸（RT=24.583 min）和核糖（RT=17.220 min），其物質(zhì)的量比為10.46∶5.97∶5.73∶5.73∶2.44∶2.35∶1。

2.8 多糖組分EPS-1a 和EPS-3a 的核磁共振分析

2.8.11H NMR 分析 圖8a 為EPS-1a 的1H NMR 譜圖，圖中4.7 ppm 附近的譜峰為水峰，3.2～4.0 ppm 間譜峰為C2～C6 上質(zhì)子信號堆集產(chǎn)生，不易解析[17]。在4.8～5.5 ppm 范圍，存在明顯的2個S 峰（single）和一個D（double）峰，信號分別為5.465，5.331，5.250 ppm，且這3 個峰中包含EPS-1a 糖鏈的多個糖殘基。根據(jù)譜圖中異頭信號的化學(xué)位移和耦合常數(shù)值，可推測糖殘基均為α 構(gòu)型。結(jié)合前期單糖組成的結(jié)果可得所有糖殘基可能是甘露糖、葡萄糖和半乳糖的幾種α-型糖苷鍵。圖8b 為EPS-3a 的1H NMR 譜圖，圖中3 種明顯的峰的化學(xué)位移分別是5.478，5.190，5.060 ppm，即2 個S 峰和1 個M（multiple）峰。根據(jù)氫譜中異頭信號的化學(xué)位移和耦合常數(shù)值，可判斷3 個峰包含的糖殘基均為α 構(gòu)型，這與前期紅外光譜預(yù)測結(jié)果一致，結(jié)合單糖組成的結(jié)果可推測糖殘基可能是甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖的幾種α-型糖苷鍵。

圖8 EPS-1a (a)和EPS-3a (b)的500-MHz 1H NMR 譜圖Fig.8 500-MHz 1H NMR spectrum of EPS-1a（a）and EPS-3a（b）

2.8.213C NMR 分析 圖9a 是多糖組分EPS-1a的13C NMR 圖譜，在化學(xué)位移100～105 ppm 范圍顯示3 個明顯的S 峰，體現(xiàn)3 種異頭碳的化學(xué)位移（δ），即表示甘露糖、葡萄糖和半乳糖殘基的3種α-型構(gòu)型，糖殘基的C-1 信號的化學(xué)位移分別是104.54，102.30，100.71 ppm。此外在化學(xué)位移170～180 ppm 范圍無明顯的吸收峰，表明EPS-1a中無糖醛酸和蛋白質(zhì)或含量很少，不易檢出。圖9b 為EPS-3a 的13C NMR 譜圖，其中異頭碳的δ表示甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖殘基的α-構(gòu)型，糖殘基C-1 信號的δ 分別是104.51，102.27，100.66 ppm。

3 討論

目前，隨著LAB EPS 的生理活性逐漸被人們認(rèn)識和接受，一些研究學(xué)者致力于乳酸菌產(chǎn)生EPS 的研究，開始追求更多具有益生功能的EPS[20-21]。大量文獻(xiàn)[17，22]報道LAB EPS 所表現(xiàn)出的抗氧化、抗腫瘤等多種生物活性及功能與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因此對LAB EPS 進(jìn)行分離、純化是結(jié)構(gòu)鑒定的基礎(chǔ)，闡明其結(jié)構(gòu)與功能間的關(guān)系是開發(fā)和利用LAB EPS 的關(guān)鍵。本試驗將嗜熱鏈球菌MGD1-4 在液體培養(yǎng)基中所產(chǎn)EPS 經(jīng)DEAECellulose 52 離子交換色譜柱純化得到4 個組分，2 個為中性多糖，2 個為酸性多糖。選取其中主要組分，經(jīng)Sepharose CL-6B 凝膠柱層析分離得到組分EPS-1a 和EPS-3a，經(jīng)純度鑒定2 個組分均為較純的單一多糖，分子質(zhì)量分別為1.572×105u和3.825×105u，前者的多分散性系數(shù)PDI=2.902，說明其分子質(zhì)量分布范圍廣，大多分布于2.6×104～5.0×104u 和5.0×104～2.6×105u 范圍，分別占55.0%和33.2%，其余大分子多糖占11.8%；相比前者，EPS-3a 的PDI 值為1.727，更接近1，說明該組分分子質(zhì)量分布更為均一，分布范圍較窄[23]。紅外光譜分析得2 個組分均有多糖的特征官能團(tuán)如吡喃糖、羥基、羰基等，因此，可通過該方法鑒別EPS 中不同的單糖，識別呋喃糖和吡喃糖，初步確定糖苷鍵構(gòu)型，識別主要的取代基。另有文獻(xiàn)[24]報道，類似EPS-1a 所示結(jié)構(gòu)可通過形成水化聚合物一致矩陣來改善產(chǎn)品的理化特性，如黏度、持水力等，并使其在化妝品和食品領(lǐng)域能夠得到廣泛應(yīng)用，這可能與多糖內(nèi)部分子質(zhì)量排布、一級結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有關(guān)；而EPS-3a 表面光滑、形態(tài)均一的基本結(jié)構(gòu)特性是制備可塑性膜材料所需要具備的條件[25]。同時，通過高效液相色譜分析發(fā)現(xiàn)EPS-1a主要由葡萄糖、甘露糖和半乳糖組成，EPS-3a 主要由甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖組成，而1D NMR研究表明，EPS-1a 和EPS-3a 的糖環(huán)形式均為吡喃糖環(huán)，且糖苷鍵構(gòu)型均為α 型。因LAB EPS 的結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，包含豐富的生物學(xué)信息，故當(dāng)前對其結(jié)構(gòu)的研究停留在初級結(jié)構(gòu)方面，無法確立其構(gòu)效關(guān)系。為更好地了解這些組分的結(jié)構(gòu)與生物活性間的相關(guān)性，今后將通過高級結(jié)構(gòu)進(jìn)一步確定其構(gòu)型，這對EPS 的結(jié)構(gòu)解析具有重要的現(xiàn)實意義。此外，許多學(xué)者[26-28]對阿拉伯糖在人體腸道內(nèi)糖代謝作用以及食品和藥品方面的使用功能做了大量研究，該菌株在這些方面的應(yīng)用還需進(jìn)一步開發(fā)。

圖9 EPS-1a （a）和EPS-3a （b）的500-MHz 13C NMR 譜圖Fig.9 500-MHz 13C NMR spectrum of EPS-1a（a）and EPS-3a（b）