趙時(shí)瑋，任 靜，王蔭榆，吳正鈞，郭本恒

（1.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海201306；2.光明乳業(yè)股份有限公司技術(shù)中心，上海200436）

自然界中有多種微生物可以產(chǎn)生細(xì)胞外多糖（exopolysaccharides，EPS），根據(jù)這些多糖在細(xì)胞的相對(duì)位置，分為以黏液形式分泌到外界環(huán)境中的黏液多糖（secreted polysaccharides，EPS）或仍然緊密粘附在細(xì)胞表層形成莢膜的莢膜多糖（capsular polysaccharides，CPS）以及與 O- 抗原相關(guān)的脂多糖（lipopolysaccharides，LPS）。而術(shù)語(yǔ)EPS通常用來(lái)描述前2種多糖[1]。

自20世紀(jì)40年代Gronwall成功開(kāi)發(fā)出由腸膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）發(fā)酵生產(chǎn)右旋糖酐（dextran）作為代血漿的主要成分以來(lái)，世界范圍內(nèi)微生物胞外多糖的研究與開(kāi)發(fā)已成為工業(yè)微生物研究的熱點(diǎn)之一[2]。乳酸菌（Lacticacid bacteria，LAB）是一類能發(fā)酵、可利用碳水化合物并產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌。其所產(chǎn)胞外多糖因其良好的流變學(xué)特性，被認(rèn)為是一種食品安全級(jí)的天然增稠劑、穩(wěn)定劑。隨著多糖抗腫瘤、抗瘺管、免疫調(diào)節(jié)、降膽固醇或調(diào)節(jié)血壓等生物學(xué)活性相關(guān)研究的報(bào)道[3-4]，人們對(duì)乳酸菌胞外多糖的應(yīng)用引起了極大關(guān)注。但乳酸菌胞外多糖的產(chǎn)量低，制約著它的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。有學(xué)者嘗試通過(guò)篩選乳酸菌優(yōu)良菌株及優(yōu)化培養(yǎng)條件來(lái)提高其胞外多糖的產(chǎn)量[5-7]，但效果不明顯。隨著對(duì)細(xì)菌多糖生物合成遺傳途徑研究的增多和分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的學(xué)者期望利用基因工程方法調(diào)控多糖合成代謝來(lái)改變多糖產(chǎn)量和結(jié)構(gòu)，以期獲得穩(wěn)定高產(chǎn)的優(yōu)良菌株。筆者就與乳酸菌胞外多糖產(chǎn)生緊密相關(guān)的多糖生物合成途徑、遺傳調(diào)控以及有關(guān)控制多糖產(chǎn)量與結(jié)構(gòu)的研究狀況進(jìn)行簡(jiǎn)要敘述。

1 產(chǎn)EPS乳酸菌介紹及胞外多糖的分類

按伯杰氏細(xì)菌學(xué)手冊(cè)（8版）中的生化及形態(tài)分類法，乳酸菌分為18個(gè)屬。目前，對(duì)其中的乳桿菌屬（Lactobacillus）、鏈球菌屬（Streptococeus）、明串珠菌屬（Leuconostoc）、乳球菌屬（Lactococcus）等乳酸菌的胞外多糖研究較多。

除腸膜明串珠菌屬所產(chǎn)右旋糖酐外，目前研究的大多數(shù)產(chǎn)胞外多糖的乳酸菌來(lái)自于乳制品，也能從發(fā)酵肉制品中分離到。常見(jiàn)的乳品工業(yè)生產(chǎn)菌如德氏乳桿菌保加利亞亞種（Lb del bruecckiissp bulgaricus）、瑞士乳桿菌（Lb helveticus）、干酪乳桿菌干酪亞種（Lb caseissp casei）、酒樣乳桿菌（Lb kefiranofaciens）、嗜酸乳桿菌（Lb acidophilus）、嗜熱鏈球菌（S thermophilus）、乳酸乳球菌乳脂亞種（Lc lactisssp cremoris）、乳酸乳球菌（Lc lactis）、腸膜明串珠菌（Leuc mesenteroides）等均能產(chǎn)胞外多糖[8]。其中，研究最多的有嗜熱鏈球菌 SFI6，EU20，NCFB2393，IMDO 01，SFI39，SFI12；保加利亞乳桿菌（Lb bulganicus）篩選菌株 L bulganicus CNRZ 397，CNRZ 1187，CNRZ 416，LB1，LY03等；乳酸乳球菌乳脂亞種（lactococcus lactis subsp cremoris）篩選菌株NIZO B35，NIZOB40，NIZOB891 等[9]。

乳酸菌的EPS根據(jù)其所在位置，分為莢膜多糖和黏液多糖。從化學(xué)組成上講，胞外多糖又進(jìn)一步分成2種類型，一種是同型多糖（homopolysaccharides，HoPS），其構(gòu)成單位只有一種糖單體，如葡聚糖（腸膜明串珠菌（leuconostoc mensenteroide）主要產(chǎn)生α-D葡聚糖）、果聚糖（唾液鏈球菌（S salivarius）主要產(chǎn)生β-果聚糖）、甘露聚糖等；另一種是異型多糖（heteropolysaccharides，HePS），由幾種不同的糖單體共同組成糖單元進(jìn)一步連接而成。通常組成乳酸菌胞外多糖的糖單體包括葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、海藻糖、N-乙酰半乳糖胺（Glc-NAc）和乙酰半乳糖（GalNAc）等。

2 EPS生物合成分析

到目前為止，關(guān)于細(xì)菌胞外多糖的生物合成機(jī)制分同型多糖的合成和異型多糖的合成。同型多糖合成由細(xì)胞外的糖基轉(zhuǎn)移酶將細(xì)胞外的單糖轉(zhuǎn)移至糖鏈上，而異型多糖的合成主要是由細(xì)胞內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶催化多個(gè)糖基核苷酸進(jìn)一步聚合輸出細(xì)胞外合成。

2.1 糖基核苷酸的合成

各種糖基以磷酸化狀態(tài)或自由態(tài)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，以自由態(tài)進(jìn)入的糖基需經(jīng)過(guò)磷酸化之后才能進(jìn)行下一步的酵解。磷酸化后的糖基，一部分進(jìn)行糖的酵解生成乳酸及其他酸，另一部分則參與胞外多糖的合成。其中，6-P-葡萄糖在磷酸變位酶（phosphoglucomutase，pgm）作用下生成的 1-P-葡萄糖最為關(guān)鍵，1-P-葡萄糖作為中心代謝物，通過(guò)一系列的酶作用生成合成多糖的前體：UDP-葡萄糖、UDP-半乳糖、UDP-葡萄糖醛酸、dDTP-鼠李糖[10]（圖1）。

圖1中，箭頭上方為編碼各相關(guān)酶的基因符號(hào)：pgm，葡萄糖磷酸變位酶；rfbA，1－磷酸－葡萄糖胸苷基轉(zhuǎn)移酶；galU，UDP-葡萄糖焦磷酸化酶；rfbB，dTDP- 葡萄糖 -4，6 脫氫酶；galE，UDP-半乳糖差向異構(gòu)酶；ugd，UDP-半乳糖脫氫酶；rfbC，dTDP-4-酮基－6－脫氧基－D－葡萄糖－3，5變構(gòu)酶；rfbD，dTDP-4-酮基－L鼠李糖還原酶。

此外，還有以6-P-果糖為中心生成UDP-N-乙酰半乳糖胺和GDP－果糖的代謝途徑。上述生成的糖基核苷酸即被作為胞外多糖合成的前體來(lái)利用。值得注意的是，這些編碼胞外多糖前體合成的關(guān)鍵酶的基因稱為持家基因（House Keeping Gene），研究這些基因的表達(dá)與多糖產(chǎn)量和結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，可為利用基因工程方法提高胞外多糖的生物合成量奠定基礎(chǔ)。

2.2 EPS生物合成機(jī)制

按合成模式的不同，胞外多糖分為細(xì)胞壁外同型多糖的合成與細(xì)胞膜上異型多糖的合成，同型多糖的合成為不依賴脂中間載體C55-lipid-p（糖基載體是十一聚類異戊二烯醇磷酸酯，含有55個(gè)C原子，故用C55-lipid-p表示）的合成模式，異型多糖的合成則為依賴C55-lipid-p的合成模式。

2.2.1 同型多糖的合成特點(diǎn) 特異性底物不進(jìn)入細(xì)胞，而是在胞外酶的作用下直接將底物中的糖基聚合成胞外多糖，合成過(guò)程不依賴糖基核苷酸和C55等物質(zhì)。

乳酸菌所產(chǎn)同型多糖要么只含有D－果糖，要么只含D－葡萄糖。這些果聚糖和葡聚糖有一個(gè)共同特點(diǎn)，都利用細(xì)胞外轉(zhuǎn)糖基酶（transglycosylase）以蔗糖為糖基（果糖和葡萄糖）供體合成。合成反應(yīng)發(fā)生在細(xì)胞壁，首先糖基啟動(dòng)自身多聚化反應(yīng)，然后在葡聚糖糖基酶的作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)移糖基進(jìn)行鏈的延伸，進(jìn)一步聚合輸出。如腸膜明串珠菌右旋糖酐（dextran）等屬于這種模式[11]。

2.2.2 異型多糖的合成特點(diǎn) 異型胞外多糖的生物合成是底物進(jìn)入細(xì)胞，在胞內(nèi)形成糖基單位；糖基核苷酸在糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下將糖基順序性轉(zhuǎn)至C55脂載體上形成寡糖重復(fù)單位，隨后C55將重復(fù)單元運(yùn)往膜外，釋放并轉(zhuǎn)移到受體聚合胞外多糖。C55的循環(huán)運(yùn)載使胞外多糖鏈延長(zhǎng)。噬熱鏈球菌、乳桿菌、乳球菌等所產(chǎn)異型多糖的合成就屬于這種模式。

具體而言，胞外多糖生物合成途徑主要是：首先，糖類底物通過(guò)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞，接著基團(tuán)轉(zhuǎn)位包括底物磷酸化。然后底物一部分進(jìn)入代謝途徑，另一部分進(jìn)行多糖的生物合成。UDP－葡萄糖焦磷酸化酶誘導(dǎo)1－磷酸葡萄糖變構(gòu)生成關(guān)鍵前體之一的UDP－葡萄糖。隨后通過(guò)各種糖基轉(zhuǎn)移酶（Glycosyltransferase，GTF）將各單糖從糖基核苷酸上順序性轉(zhuǎn)移而裝配到脂類載體上形成重復(fù)單元，接著這些重復(fù)單元在聚合酶的作用下進(jìn)一步聚合在細(xì)胞表面，并且輸出至細(xì)胞外形成胞外多糖[12]。目前，有很多種EPS結(jié)構(gòu)已被鑒定，如乳酸菌中的鏈球菌（Streptococcus）、乳球菌（Lactococcus）、乳桿菌（Lactobacillus）。盡管這些EPS組成很少表現(xiàn)出共同特性，但各種屬乳酸菌由重復(fù)單元組成的多糖的生物合成途徑基本相同，甚至和LPS的O-抗原以及一些CPS的生物合成途徑也很相似。

2.3 EPS的基因調(diào)控

從遺傳學(xué)角度分析，胞外多糖的生成由一大簇基因編碼，位于染色體或質(zhì)粒上，基因簇通常是單向排列，轉(zhuǎn)錄成單個(gè)多順?lè)醋觤RNA，并協(xié)調(diào)表達(dá)。近年來(lái)，越來(lái)越多的細(xì)菌中參與EPS生物合成的基因簇被克隆和鑒定，其中包括參與革蘭氏陰性菌的EPS，例如參與黃原膠（xanthan）等合成的基因簇，以及參與革蘭氏陽(yáng)性菌如乳酸菌EPS合成的基因簇。通過(guò)與胞外多糖合成相關(guān)基因的同源性比較，發(fā)現(xiàn)乳酸菌胞外多糖的合成相關(guān)基因與革蘭氏陰性細(xì)菌胞外多糖相關(guān)基因具有高度相似性。盡管有些基因簇涉及特殊糖基核苷酸合成的基因，編碼特異糖基轉(zhuǎn)移酶，但通常產(chǎn)糖基因簇主要分4個(gè)區(qū)域，即位于5′端的控制基因簇轉(zhuǎn)錄的調(diào)控區(qū)域、編碼各糖基轉(zhuǎn)移酶的區(qū)域、編碼決定多糖鏈長(zhǎng)度的區(qū)域、編碼控制糖單元聚合輸出的區(qū)域[13]。這里挑選較有代表意義的L lactis ssp cremoris NIZO B40[14]和S thermophilus Sfi6[15]的產(chǎn)糖基因簇進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹（圖 2）。

目前，L lactis ssp cremoris NIZO B40上調(diào)控EPS的基因簇研究最為明確，該菌株包含1個(gè)4 2 kb的質(zhì)粒，上面有1段12 kb的epsRXABCD EFGHIJKL控制多糖合成的操縱子（圖2-A）。

圖2-A中，epsR片段與表達(dá)基因簇的調(diào)控蛋白有關(guān)。epsA與epsB決定多糖鏈長(zhǎng)度。epsDEFGH調(diào)控糖基轉(zhuǎn)移酶的產(chǎn)生，epsI和epsK分別與控制聚合和輸出的蛋白有關(guān)。epsX，epsC，epsJ，epsL 功能未知。

其中，起始糖基核苷酸轉(zhuǎn)移酶（priming glucosyltransferase）即將UDP-葡萄糖中的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)到脂載體上，構(gòu)成多糖主鏈骨架的起始轉(zhuǎn)移酶由epsD編碼，為胞外多糖生物合成的第1步，它在基因工程中具有重要的意義。例如Dabour等發(fā)現(xiàn)將L lactis subsp cremoris SMQ-461產(chǎn)EPS控制基因編碼起始糖基轉(zhuǎn)移酶的片段打斷，導(dǎo)致了不產(chǎn)多糖突變株的出現(xiàn)[16]。

特別的是，在某些噬熱鏈球菌多糖基因簇中還有特殊的基因片段。從圖2-B可知，S thermophilus Sfi6多糖基因簇5′段之前有一deoD基因，與嘌呤核苷酸磷酸化酶具有高度同源性，推測(cè)與核苷酸的合成和降解有關(guān)。另外，某些菌株胞外多糖基因簇3′末端有orf14.9，并證明其下游仍存在編碼序列，起到編碼糖基轉(zhuǎn)移酶或編碼與跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)蛋白的作用[17-18]。

3 多糖改造工程

3.1 EPS結(jié)構(gòu)改造

研究表明，多糖黏度大小與多聚物分子質(zhì)量有關(guān)，而胞外多糖分子質(zhì)量由組成糖基重復(fù)單元的單糖種類和數(shù)量決定。目前，作為功能性食品級(jí)的多糖，要求多糖聚合物溶液在單位體積下具有較高濃度和黏稠度[13]，因此人們期望通過(guò)多糖聚合物由較高鍵能的糖苷鍵以及更多的重復(fù)單元連接來(lái)達(dá)到改善多糖功能性的目的。胞外多糖結(jié)構(gòu)改造工程正是基于改變自身一級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到改變其物理學(xué)特性的方法。這里的一級(jí)結(jié)構(gòu)，包括糖基的組成、糖基排列順序、相鄰糖基的連接方式、異頭碳構(gòu)型以及糖鏈有無(wú)分支、分支度的大小等。

伴隨著多糖合成遺傳調(diào)控機(jī)制研究的增多，利用基因工程方法改造多糖結(jié)構(gòu)的方法逐漸增多。例如，Hassler等[19]將控制黃原膠側(cè)鏈合成的特定基因片段改造后，與野生型菌相比明顯改變了其多糖黏稠特性。Breedveld等[20]利用隨機(jī)突變使L sakei 0-1突變菌株其多糖組成單元發(fā)生變化。而多糖基因簇在異源表達(dá)方面也取得了顯著的結(jié)果。Stingele等[21]將S thermophilus Sfi6控制多糖基因簇在L lactis MG1363中表達(dá)，盡管多糖分子質(zhì)量大小相近，但組成多糖分子的糖基單元發(fā)生改變，產(chǎn)生了一種新型多糖，其主鏈骨架重復(fù)單元由N-乙酰半乳糖胺代替半乳糖，側(cè)鏈缺乏半乳糖。Knoshaug等[22]發(fā)現(xiàn)L lactis subsp cremoris Ropy352突變株cremoris EK240中質(zhì)粒上2個(gè)閱讀框epsM和epsN編碼新的糖基轉(zhuǎn)移酶，導(dǎo)致新多聚物的產(chǎn)生，為乳球菌中多糖基因重組和進(jìn)化提供了遺傳學(xué)證據(jù)。Provencher等[23]利用同源簡(jiǎn)并混合寡核苷酸引物介導(dǎo)PCR檢測(cè)產(chǎn)糖菌中類似起始糖基轉(zhuǎn)移酶基因，為比較分析不同菌之間類似基因提供了方便。隨著越來(lái)越多糖基轉(zhuǎn)移酶功能的確定，更多的學(xué)者希望在產(chǎn)糖乳酸菌和其他細(xì)菌中引入新型的糖基轉(zhuǎn)移酶，即結(jié)合多糖基因簇的異源表達(dá)，構(gòu)建新型產(chǎn)糖基因簇，直接改變糖基轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)，從而產(chǎn)生特定新型寡糖和多聚糖。但要在多糖結(jié)構(gòu)改造工程中取得更大突破，還有待對(duì)胞外多糖結(jié)構(gòu)與合成多糖代謝相關(guān)的基因功能深入研究的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)。

3.2 EPS產(chǎn)量控制

長(zhǎng)久以來(lái)，乳酸菌胞外多糖作為一種食品安全級(jí)多糖而受到人們的關(guān)注，其多糖產(chǎn)量與甘藍(lán)黑腐病黃單孢菌產(chǎn)黃原膠量相比，乳酸菌胞外多糖產(chǎn)量低且不穩(wěn)定，下游處理困難。進(jìn)一步了解微生物EPS的處理工藝、生物合成以及出發(fā)菌株的微生物學(xué)、生物化學(xué)和遺傳學(xué)等方面的特征，將有助于改良菌種，提高EPS產(chǎn)量。

在生產(chǎn)過(guò)程中人們發(fā)現(xiàn)，乳酸菌產(chǎn)糖特性在高溫、多次傳代和發(fā)酵過(guò)程中表現(xiàn)出不穩(wěn)定性，這可能與遺傳的不穩(wěn)定性有關(guān)。例如控制多糖基因的重排與外來(lái)基因插入，或產(chǎn)糖相關(guān)質(zhì)粒的丟失都會(huì)影響產(chǎn)糖特性。另有報(bào)道表明，乳酸菌最大產(chǎn)多糖培養(yǎng)條件與其自身最適生長(zhǎng)條件并不相同。因此，根據(jù)乳酸菌的生物學(xué)特性，設(shè)計(jì)合適的培養(yǎng)條件、通過(guò)適當(dāng)?shù)暮Y選條件選出高產(chǎn)突變株或利用基因工程手段控制產(chǎn)糖相關(guān)基因的表達(dá)，都是提高EPS產(chǎn)量的途徑。

3.2.1 傳統(tǒng)方法 它主要是從菌種及生長(zhǎng)條件出發(fā)進(jìn)行優(yōu)化，如菌種選育、培養(yǎng)基以及發(fā)酵條件的優(yōu)化。傳統(tǒng)的培養(yǎng)基與發(fā)酵條件的優(yōu)化也有許多新進(jìn)展，如Desai等[24]結(jié)合了PlaCkett-B-（PB）技術(shù)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（artificial neural networks，ANN）以及遺傳學(xué)算法（genetic algorithms，GA）3種方法，設(shè)計(jì)最優(yōu)培養(yǎng)基組分，篩選出出發(fā)菌株產(chǎn)EPS的最優(yōu)方案。除此之外，還產(chǎn)生了許多改進(jìn)的生產(chǎn)方式，例如在發(fā)酵方式上有連續(xù)和補(bǔ)料分批發(fā)酵、兩步法發(fā)酵等[25-27]。Looijesteijn等[28]將乳球菌NIZO B40分別在葡萄糖與果糖條件下進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)在前者條件下糖產(chǎn)量明顯高于后者。

3.2.2 基因工程 當(dāng)前，優(yōu)化菌株更高效的方法是基因工程，即利用DNA技術(shù)定向?qū)敫脑旎?，進(jìn)而改變微生物物理特性，更具有針對(duì)性。Gilbert等[29]將S pneumoniae中的cps3S和cps3D在L lactis中過(guò)表達(dá)，引起低量的CPS產(chǎn)生；但將編碼gal同系物的cps3U基因與之共表達(dá)，可大量增加CPS的產(chǎn)量。Boels等[30]將E coli中的pgm基因在L lactis中過(guò)表達(dá)導(dǎo)致UDP-葡萄糖和UDP-半乳糖大量提高。另外，對(duì)乳酸乳球菌NIZO B40 eps基因簇的高效表達(dá)使胞外多糖的產(chǎn)量提高了4倍。Ramos等研究了乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）的EPS產(chǎn)生菌和非產(chǎn)生菌的EPS產(chǎn)生與葡萄糖代謝關(guān)系，發(fā)現(xiàn)6-磷酸葡萄糖是糖酵解和EPS生物合成分歧點(diǎn)的關(guān)鍵代謝物，該研究為尋找通過(guò)遺傳操作提高EPS產(chǎn)量的方法提供了線索。最近，Bouazzaoui等[31]利用反義RNA調(diào)控糖基轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)，而影響一株鼠李糖乳桿菌分泌胞外多糖的分子質(zhì)量大小，產(chǎn)生短鏈的多糖，顯著改變了其拉絲的長(zhǎng)度。此方法在通常的基因失活方法不可行時(shí)，是很好的供選方法。

3.2.3 代謝工程 其就是利用重組DNA技術(shù)通過(guò)改變細(xì)胞內(nèi)有關(guān)的酶活、酶量和輸送體系、調(diào)節(jié)功能，改變細(xì)胞的遺傳特性以改進(jìn)微生物某些代謝活性，最大限度地提高目的產(chǎn)物產(chǎn)率。例如，利用將胞外多糖前體合成途徑（圖1）中持家基因編碼的關(guān)鍵酶：磷酸葡萄糖變位酶（pgm）、焦磷酸化酶（galU）和差向異構(gòu)酶（galE）進(jìn)行調(diào)控，有助于提高胞外多糖前體的合成量，進(jìn)而提高其產(chǎn)量。Fredrik等[32]分離并克隆了galU，該基因編碼UDP-葡萄糖焦磷酸化酶。從圖1可以看出，該酶催化胞外多糖合成前體UDP-葡萄糖的合成。增加galU的表達(dá)量可使酶的活力提高10倍，但胞外多糖的產(chǎn)量卻未有增加。以乳糖作為碳源，同時(shí)增大galU和pgm的表達(dá)量時(shí)，嗜熱鏈球菌胞外多糖的產(chǎn)量提高了近1倍。Welman等[33]證實(shí)在德氏乳桿菌保加利亞亞種NCFB2483中通過(guò)調(diào)節(jié)前體合成酶UGPase和UDP－半乳糖差向異構(gòu)酶的活性，可以明顯提高EPS的產(chǎn)量。

由代謝調(diào)控可知多糖產(chǎn)量不僅受糖基核苷酸數(shù)量影響，更多的是與糖合成機(jī)制有關(guān)。因此，嘗試建立碳水化合物代謝模型[34]，進(jìn)行代謝控制分析（Metabolic control analysis，MCA），監(jiān)測(cè)特定碳的輸出，從而揭示關(guān)鍵控制點(diǎn)，據(jù)此設(shè)計(jì)代謝工藝流程，對(duì)提高多糖產(chǎn)量研究將很有幫助。

4 結(jié)語(yǔ)和展望

有專家提出，要生產(chǎn)出風(fēng)味和穩(wěn)定性良好的高質(zhì)量酸乳，分解代謝不是成功發(fā)酵的唯一重要因素，合成代謝途徑在形成有利于改善酸乳的質(zhì)構(gòu)和有利于人體健康的多糖及其他化合物中，也起到重要作用。

根據(jù)糖基代謝途徑和胞外多糖合成過(guò)程的分析，通過(guò)基因工程方法提高代謝途徑中酶的表達(dá)量，進(jìn)而提高胞外多糖的產(chǎn)量，已引起眾多研究者的關(guān)注。筆者認(rèn)為，隨著產(chǎn)多糖相關(guān)基因功能、多糖結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系進(jìn)一步的確定，并且結(jié)合糖代謝控制和生物信息學(xué)分析，弄清其遺傳背景，可為通過(guò)基因工程獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)胞外多糖菌株奠定基礎(chǔ)。但要在生產(chǎn)實(shí)踐中構(gòu)建和應(yīng)用這類菌株，還需逐步建立和改進(jìn)食品級(jí)表達(dá)系統(tǒng)。此外，轉(zhuǎn)基因菌株對(duì)人體的安全性問(wèn)題也應(yīng)予充分考慮，這樣才能最終獲得安全且高效的基因改良菌株。

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