乳酸菌胞外多糖生物学功能及其在畜牧生产中的应用前景

李金泽 李丘轲 单安山

(东北农业大学动物营养研究所，哈尔滨 2150030)

乳酸菌(lactic acid bacteria，LAB)是一类能利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌总称[1]，主要包括乳酸杆菌、双歧杆菌、乳酸乳球菌和链球菌等菌属。在动物机体内，LAB除了可以调节肠道菌群、促进肠道蠕动、保护肠道生态平衡以及改善肠道功能外，还能提高机体免疫能力，抑制腐败菌滋生，提高饲料转化率[2]，在畜牧业等领域中有重要的应用价值，有望成为抗生素的替代品之一[3]。大量研究显示，LAB的上述功能可能与其细胞壁的不同成分——肽聚糖、磷壁酸、多糖、蛋白质及其次级代谢产物胞外多糖(expolysaccharides，EPS)有关(图1)[4-5]。其中，EPS是一种分子量较高的长链聚合物，主要由蓝藻、真菌和细菌等微生物代谢产生[6]，存在形式包括构成细菌细胞壁成分的荚膜多糖，以及分泌到周围环境中的黏多糖[7]。虽然有研究表明植物乳杆菌磷壁酸能够抑制细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)和p38激酶的磷酸化以及抑制核因子-κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)的活化，从而降低细胞因子白细胞介素(interleukin，IL)中IL-8的产生[3]，但是国内外相关研究主要集中在EPS上，因为EPS能够为机体提供能量，参与机体多种生命活动，是生命有机体的重要组成成分，并具有多种生物学功能。所以，有关EPS的研究逐渐成为相关学科的前沿研究领域。EPS作为LAB的重要次级代谢产物[8]，随着研究的不断深入，其抗肿瘤、抗氧化、抗病毒、免疫调节和肠道菌群调节等生物学功能(图2)不断被发现，并得到广泛关注和认可[9-12]。本文将就乳酸菌胞外多糖(LAB-EPS)的分类、结构、生物学功能及其在生产中的应用进行综述，为LAB-EPS能早日在生产中得到广泛应用提供理论依据。……