李金澤 李丘軻 單安山

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所，哈爾濱 2150030)

乳酸菌(lactic acid bacteria，LAB)是一類能利用可發(fā)酵碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌總稱[1]，主要包括乳酸桿菌、雙歧桿菌、乳酸乳球菌和鏈球菌等菌屬。在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)，LAB除了可以調(diào)節(jié)腸道菌群、促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、保護(hù)腸道生態(tài)平衡以及改善腸道功能外，還能提高機(jī)體免疫能力，抑制腐敗菌滋生，提高飼料轉(zhuǎn)化率[2]，在畜牧業(yè)等領(lǐng)域中有重要的應(yīng)用價(jià)值，有望成為抗生素的替代品之一[3]。大量研究顯示，LAB的上述功能可能與其細(xì)胞壁的不同成分——肽聚糖、磷壁酸、多糖、蛋白質(zhì)及其次級(jí)代謝產(chǎn)物胞外多糖(expolysaccharides，EPS)有關(guān)(圖1)[4-5]。其中，EPS是一種分子量較高的長(zhǎng)鏈聚合物，主要由藍(lán)藻、真菌和細(xì)菌等微生物代謝產(chǎn)生[6]，存在形式包括構(gòu)成細(xì)菌細(xì)胞壁成分的莢膜多糖，以及分泌到周圍環(huán)境中的黏多糖[7]。雖然有研究表明植物乳桿菌磷壁酸能夠抑制細(xì)胞外調(diào)節(jié)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，從而降低細(xì)胞因子白細(xì)胞介素(interleukin，IL)中IL-8的產(chǎn)生[3]，但是國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究主要集中在EPS上，因?yàn)镋PS能夠?yàn)闄C(jī)體提供能量，參與機(jī)體多種生命活動(dòng)，是生命有機(jī)體的重要組成成分，并具有多種生物學(xué)功能。所以，有關(guān)EPS的研究逐漸成為相關(guān)學(xué)科的前沿研究領(lǐng)域。EPS作為L(zhǎng)AB的重要次級(jí)代謝產(chǎn)物[8]，隨著研究的不斷深入，其抗腫瘤、抗氧化、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)和腸道菌群調(diào)節(jié)等生物學(xué)功能(圖2)不斷被發(fā)現(xiàn)，并得到廣泛關(guān)注和認(rèn)可[9-12]。本文將就乳酸菌胞外多糖(LAB-EPS)的分類、結(jié)構(gòu)、生物學(xué)功能及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，為L(zhǎng)AB-EPS能早日在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用提供理論依據(jù)。

圖1 LAB細(xì)胞表面相關(guān)多糖

圖2 LAB-EPS主要生物學(xué)功能

1 LAB-EPS的分類及結(jié)構(gòu)

與大多數(shù)其他細(xì)菌一樣，LAB能夠產(chǎn)生多種類型的多糖或聚糖，具有豐富的結(jié)構(gòu)多樣性。EPS作為L(zhǎng)AB的重要次級(jí)代謝產(chǎn)物，根據(jù)位置不同，可被分為結(jié)合在細(xì)胞表面的“莢膜多糖”和釋放到周圍環(huán)境中的“黏多糖”，由于2種多糖經(jīng)常混合在一起難以分開，所以統(tǒng)稱為EPS。根據(jù)其化學(xué)成分的差異，EPS可分為同型多糖(homopolysaccharides，HoPS)和異型多糖(heteropolysaccharides，HePS)。HoPS是指由1種單糖脫水縮合而成的多糖；HePS是指2種及2種以上單糖通過(guò)脫水縮合形成3～8個(gè)重復(fù)單元所構(gòu)成的多糖[13]。與HoPS相比，HePS包含不同單糖的重復(fù)單元(表1)，主要包括不同比例的葡萄糖、半乳糖和鼠李糖，有的還包含N-乙?；?D-氨基葡萄糖、N-乙?；?半乳糖胺、糖醛酸或一些非碳水化合物取代基，例如丙酮酸、乙酸鹽、磷酸鹽和琥珀酸鹽等，它們?cè)贓PS發(fā)揮生物學(xué)功能時(shí)起關(guān)鍵作用[14-24]，因此，HePS的生物合成及其結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。

表1 LAB分泌的中性或酸性異型多糖的結(jié)構(gòu)

2 LAB-EPS的生物學(xué)功能

2.1 抗腫瘤

抗腫瘤是LAB-EPS的主要生物學(xué)功能之一，1982年Shiomi等[25]初次提出LAB-EPS具有抗腫瘤作用之后，EPS的抗腫瘤功能便成為科研工作者的研究熱點(diǎn)。研究表明，LAB-EPS發(fā)揮其抗腫瘤的活性主要是通過(guò)2種方式：一是直接抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)；二是調(diào)動(dòng)機(jī)體的免疫系統(tǒng)，激發(fā)免疫細(xì)胞通過(guò)先天性免疫或適應(yīng)性免疫對(duì)腫瘤細(xì)胞做出反應(yīng)。用嗜酸乳桿菌EPS刺激人結(jié)腸癌細(xì)胞Caco-2和小鼠，激活了關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄蛋白NF-κB和p38絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)啟動(dòng)，此外，還顯著上調(diào)了IL-1α、單核細(xì)胞趨化蛋白-1、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor α，TNF-α)和重組人穿透素-3免疫相關(guān)基因的表達(dá)，且呈現(xiàn)劑量依賴性變化[26]。El-Deeb等[27]發(fā)現(xiàn)嗜酸乳桿菌20079的EPS通過(guò)對(duì)凋亡和NF-κB通路的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)Caco-2的抑制作用；嗜酸乳桿菌20079的EPS處理Caco-2后，G0/G1期凋亡細(xì)胞比例增加，細(xì)胞凋亡率可高達(dá)80.65%，同時(shí)還具有上調(diào)NF-κB抑制蛋白α、p53和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子基因表達(dá)的潛力。Sun等[28]通過(guò)對(duì)流式細(xì)胞儀結(jié)果的分析也得到了相似的結(jié)論，嗜熱鏈球菌CH9的EPS能夠?qū)⑷烁伟┘?xì)胞HepG-2周期阻滯于G0/G1期。Di等[6]研究發(fā)現(xiàn)，干酪乳桿菌SB27的EPS可直接抑制結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29的增殖，并上調(diào)B淋巴細(xì)胞瘤-2相關(guān)死亡啟動(dòng)子(Bcl-2-associated death promoter，Bad)、B淋巴細(xì)胞瘤-2相關(guān)X蛋白(Bax)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-8(caspase-8)基因的表達(dá)，誘導(dǎo)HT-29細(xì)胞凋亡引起形態(tài)學(xué)改變。此外，副干酪乳桿菌M5的EPS也可以激活氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激通路，進(jìn)而誘導(dǎo)HT-29細(xì)胞凋亡[29]。

2.2 抗氧化

在正常情況下，體內(nèi)活性氧物質(zhì)(reactive oxygen species，ROS)是有氧代謝的副產(chǎn)物，其中包括羥基自由基、超氧陰離子自由基和過(guò)氧化氫等[30]，ROS的產(chǎn)生和消除維持著氧化-抗氧化平衡，這在調(diào)節(jié)信號(hào)通路的傳導(dǎo)和細(xì)胞增殖中起著重要作用[31]。當(dāng)平衡被破壞時(shí)，ROS水平升高，導(dǎo)致自由基的產(chǎn)生，這些自由基可能對(duì)蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA造成有害影響[32]，導(dǎo)致機(jī)體氧化應(yīng)激，引起細(xì)胞氧化損傷并發(fā)展為多系統(tǒng)疾病[33]。雖然人工合成的抗氧化劑能有效減緩氧化過(guò)程，但其安全性卻受到質(zhì)疑[34]。

因此，尋找具有高抗氧化活性和低細(xì)胞毒性的抗氧化劑成為研究熱點(diǎn)，LAB-EPS也因此備受科研人員關(guān)注[35]。目前研究顯示，大多數(shù)LAB-EPS無(wú)論在體內(nèi)還是體外均具有抗氧化功能，能夠參與自由基清除，從而作為天然的安全抗氧化劑發(fā)揮作用，但是抗氧化的效果普遍低于抗壞血酸。Tang等[36]在德氏乳桿菌SRFM-1中分離出3種EPS，具有較強(qiáng)的超氧陰離子自由基、羥基自由基、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除活性和亞鐵離子螯合活性。植物乳桿菌KX041的EPS可以充當(dāng)電子供體直接與自由基反應(yīng)[37]，植物乳桿菌JLAU103的EPS還能夠通過(guò)與過(guò)渡金屬離子催化劑螯合來(lái)發(fā)揮抗氧化功能[35]。劉煜珺等[38]還發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌Y42的EPS發(fā)揮抗氧化功能是通過(guò)上調(diào)HT-29細(xì)胞中過(guò)氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶系的表達(dá)量和活性實(shí)現(xiàn)的。此外，通過(guò)衰老模型小鼠體內(nèi)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，瑞士乳桿菌的EPS在上調(diào)小鼠血清、腦組織和肝臟中多種抗氧化酶的活性和總抗氧化能力(T-AOC)的同時(shí)，還能夠下調(diào)丙二醛的水平，證實(shí)了瑞士乳桿菌的EPS在體內(nèi)同樣具有抗氧化功能[39]。由此可見，LAB-EPS主要是通過(guò)清除氧自由基和提高機(jī)體內(nèi)相關(guān)抗氧化酶活性實(shí)現(xiàn)其抗氧化功能，使其可以作為功能性飼料添加劑進(jìn)行開發(fā)利用。

但是大量研究表明，菌株、培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件等對(duì)LAB-EPS抗氧化功能均有影響[40](表2)。因此，篩選具有能夠分泌高抗氧化活性EPS的LAB菌株，通過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)條件等提高EPS抗氧化功能的研究也逐漸受到科研工作者的關(guān)注。

表2 部分LAB氧自由基清除能力

2.3 抗病毒

病毒的有效消除依賴于被感染細(xì)胞產(chǎn)生促炎性免疫反應(yīng)的能力，并發(fā)展為能夠限制病毒復(fù)制的Th1型免疫。這種反應(yīng)的特征是促炎細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生，包括干擾素(interferon，IFN)、TNF-α和各種IL(如IL-12、IL-18及IL-23等)以及單核/巨噬細(xì)胞、自然殺傷(NK)細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞的激活。研究表明，益生菌及其代謝物可以通過(guò)改善先天性免疫和適應(yīng)性免疫來(lái)保護(hù)機(jī)體免受病毒感染，從而縮短病程，減少發(fā)病次數(shù)，減少病毒脫落，使腸道通透性正?；⒃黾硬《咎禺愋钥贵w的產(chǎn)生[49]。Sirichokchatchawan等[10]研究證實(shí)，植物乳桿菌培養(yǎng)液上清液和活菌均可以在非洲綠猴腎細(xì)胞(Vero細(xì)胞)上抑制豬流行性腹瀉病毒感染和復(fù)制，并且上清液抗病毒活性具有明顯劑量和細(xì)菌數(shù)量依賴性。Kim等[50]證明了植物乳桿菌LRCC5310的EPS通過(guò)減少腹瀉持續(xù)時(shí)間，抑制腸上皮病變，減少輪狀病毒在腸道的復(fù)制，縮短哺乳小鼠的恢復(fù)時(shí)間，表現(xiàn)出明顯的抗輪狀病毒活性。Kanmani等[49]研究發(fā)現(xiàn)，德氏乳桿菌的EPS具有改善腸道抗病毒反應(yīng)和防止腸道病毒(如輪狀病毒)感染的潛力。此外，德氏乳桿菌TUA4408L的EPS還可以通過(guò)減少病毒復(fù)制來(lái)提高豬腸上皮細(xì)胞對(duì)輪狀病毒感染的抵抗力，并通過(guò)調(diào)節(jié)Toll樣受體3(Toll-like receptor 3，TLR3)激活抗病毒先天免疫應(yīng)答[51]。王瑩瑩[52]發(fā)現(xiàn)，嗜酸乳桿菌的EPS可以促進(jìn)豬睪丸細(xì)胞的免疫活性，抑制豬傳染性胃腸炎病毒感染，在作用早期EPS可以協(xié)同豬傳染性胃腸炎病毒誘導(dǎo)豬睪丸細(xì)胞的TLR3表達(dá)和NF-κB的活化，上調(diào)IL-6、IL-8和IFN-γ的表達(dá)，并調(diào)節(jié)細(xì)胞的先天性免疫反應(yīng)，提高細(xì)胞的抗病毒能力。由此可見，LAB-EPS不僅能夠抑制病毒的感染和復(fù)制，還可以通過(guò)激活動(dòng)物機(jī)體先天性免疫應(yīng)答和適應(yīng)性免疫應(yīng)答發(fā)揮抗病毒功能，在畜牧生產(chǎn)中具有重要的研究?jī)r(jià)值。

2.4 免疫調(diào)節(jié)

LAB-EPS是一種天然的大分子活性物質(zhì)，安全性高且來(lái)源的可追溯性強(qiáng)，在調(diào)節(jié)機(jī)體免疫過(guò)程中具有良好的免疫原性，是理想的天然免疫佐劑。研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)LAB及其EPS可通過(guò)提高單核細(xì)胞吞噬能力，促進(jìn)T、B淋巴細(xì)胞的增殖，提高NK細(xì)胞殺腫瘤活性和促有絲分裂活性，誘導(dǎo)細(xì)胞因子來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)體免疫系統(tǒng)，從而提高機(jī)體的免疫防御能力來(lái)抵抗病原體。Zhu等[53]通過(guò)體外試驗(yàn)證明，植物乳桿菌RS20D分泌的EPS可以刺激巨噬細(xì)胞釋放一氧化氮(NO)，并在mRNA水平上調(diào)促炎細(xì)胞因子的基因表達(dá)。此外，EPS除了可以通過(guò)提高胞內(nèi)酶活性及釋放活性氧激活巨噬細(xì)胞RAW264.7，發(fā)揮免疫增強(qiáng)作用[54]，還能顯著提高巨噬細(xì)胞RAW264.7的增殖和吞噬活性，并誘導(dǎo)NO、TNF-α、IL-1β和IL-6的產(chǎn)生[5]。由副干酪乳桿菌DG產(chǎn)生的EPS還能夠增強(qiáng)人單核細(xì)胞系THP-1中TNF-α、IL-6、IL-8和巨噬細(xì)胞炎癥蛋白3α的表達(dá)[55]。綜上所述，大多數(shù)LAB-EPS主要是通過(guò)調(diào)節(jié)免疫相關(guān)基因，激活巨噬細(xì)胞，刺激淋巴細(xì)胞增殖并釋放NO、IL和TNF-α等來(lái)表現(xiàn)免疫調(diào)節(jié)活性[56]。因此，無(wú)論是體外試驗(yàn)還是體內(nèi)試驗(yàn)均顯示出LAB-EPS具有良好的免疫調(diào)節(jié)作用，很多LAB-EPS發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的同時(shí)也具有一定的抗腫瘤和抗病毒作用。由此推測(cè)，LAB-EPS很可能是通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體免疫力，促進(jìn)淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等增殖，合成分泌相應(yīng)細(xì)胞因子，從而抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，提高動(dòng)物機(jī)體抵抗病毒感染能力，發(fā)揮抗腫瘤、抗病毒作用。

2.5 調(diào)節(jié)腸道菌群

動(dòng)物腸道中聚居著1013～1014個(gè)微生物，是一個(gè)復(fù)雜的微生態(tài)體系。腸道微生物的組成與機(jī)體健康密切相關(guān)，在維持生理平衡中起著至關(guān)重要的作用。同時(shí)，腸道微生物的構(gòu)建與腸道免疫系統(tǒng)的發(fā)育也有密不可分的聯(lián)系，大多數(shù)LAB-EPS能促進(jìn)腸道有益微生物的生長(zhǎng)，改善其多樣性[57]。EPS可以作為腸道微生物的碳源，因?yàn)槟c道微生物的基因組編碼碳水化合物活性酶(carbohydrate active enzymes，CAZymes)，而人和其他哺乳動(dòng)物的基因組則沒有編碼足夠的CAZymes，因此，腸道微生物能夠?qū)PS降解為短鏈脂肪酸，如乙酸、丙酸和丁酸等[58]。這些短鏈脂肪酸對(duì)于維持腸上皮功能、控制腸上皮生長(zhǎng)、刺激免疫系統(tǒng)、預(yù)防結(jié)直腸癌并減少各種炎癥性疾病有重要的作用[59](圖3)。有研究顯示，LAB-EPS可能通過(guò)抑制細(xì)菌細(xì)胞表面的特異性黏附因子來(lái)減少有害菌對(duì)腸上皮細(xì)胞的黏附[48]，選擇性促進(jìn)有益菌的增殖，抑制有害菌的增殖和有害物質(zhì)的產(chǎn)生[60]，進(jìn)而改善腸道微生物的多樣性和平衡[57]。大量體外研究結(jié)果顯示，LAB-EPS可以有效抑制阪崎腸桿菌、大腸桿菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、鼠疫桿菌和鼠傷寒沙門氏菌等有害菌的生長(zhǎng)[61-64]，其中有些EPS可以同時(shí)抑制多種有害菌的增殖，具有一定的廣譜抗菌性。邵麗[65]研究表明，鼠李糖乳桿菌KF5的EPS可以部分被人的糞便菌群利用，促進(jìn)雙歧桿菌的增殖，改變糞便菌群的組成，提高菌群的豐度，促進(jìn)短鏈脂肪酸產(chǎn)生，具有潛在的益生特性。李勝杰[66]用雙歧桿菌WBIN03的EPS對(duì)小鼠進(jìn)行灌胃，發(fā)現(xiàn)EPS可以促進(jìn)乳桿菌和厭氧總菌的生長(zhǎng)，并抑制腸道內(nèi)腸桿菌、腸球菌及擬桿菌的生長(zhǎng)，進(jìn)一步證明EPS是一種潛在的益生物質(zhì)。

圖3 LAB-EPS與腸道微生物的相互作用

2.6 其他生物學(xué)功能

通過(guò)上述研究發(fā)現(xiàn)，每種LAB-EPS生物學(xué)功能并不是單一的，同一種EPS可能具有不同的功能，不同的EPS可能具有相同的作用機(jī)制。除了上述生物學(xué)功能以外，研究發(fā)現(xiàn)，EPS對(duì)細(xì)菌生物膜形成有明顯抑制作用，并通過(guò)減弱細(xì)胞表面修飾或減少細(xì)胞間相互作用以抑制細(xì)菌細(xì)胞的初始自動(dòng)聚集和細(xì)胞附著，從而可以用于治療和預(yù)防由產(chǎn)生生物膜的致病細(xì)菌引起的傳染病[67]。植物乳桿菌BGCG11產(chǎn)生的EPS通過(guò)下調(diào)IL-1β和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)mRNA以及增加具有抗炎活性的IL-6和IL-10細(xì)胞因子的水平，在大鼠中表現(xiàn)出較高抗炎活性[68]。EPS還能與病原菌細(xì)胞壁相互作用，降解細(xì)胞壁和質(zhì)膜引起蛋白質(zhì)溶解和必需物質(zhì)的外露，從而導(dǎo)致病原菌死亡[69]。Ai等[70]發(fā)現(xiàn)干酪乳桿菌LC2W的EPS能顯著降低自發(fā)性高血壓大鼠的收縮壓，馬乳酒樣乳桿菌WT-2B產(chǎn)生的EPS可以通過(guò)抑制血管緊張素Ⅰ轉(zhuǎn)換酶的活性來(lái)降低血壓[71]。在體外試驗(yàn)中，植物乳桿菌BR2的EPS可以降低45%的膽固醇水平[72]。

3 LAB-EPS在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

EPS作為L(zhǎng)AB的重要次級(jí)代謝產(chǎn)物之一，隨著研究不斷深入，其各種生物學(xué)功能逐漸被人們所熟知，所以，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥和化妝品等研究領(lǐng)域。在食品工業(yè)中，EPS可以改善食品品質(zhì)[73]，提高酸奶的黏度[74]、奶酪產(chǎn)量[75]和冰淇淋的黏性及假塑性[76]。此外，EPS還能阻礙淀粉的凝沉并降低陳化速率，從而延長(zhǎng)面包的保質(zhì)期，提高面包質(zhì)量[77]。因此，EPS具有非常可靠的安全性。

在過(guò)去幾十年中，為了追求較高的經(jīng)濟(jì)效益，抗生素被大量廣泛地應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)中，正是由于抗生素的濫用，導(dǎo)致環(huán)境污染、畜禽產(chǎn)品藥物殘留及耐藥菌株出現(xiàn)[78-79]等問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。2020年我國(guó)已全面禁止抗生素在飼料添加劑中使用，隨之可能會(huì)出現(xiàn)動(dòng)物生產(chǎn)性能降低、病死率增加等問(wèn)題，所以，開發(fā)抗生素替代品作為飼料添加劑以保證畜禽健康生長(zhǎng)成為研究熱點(diǎn)[80]。EPS作為L(zhǎng)AB的重要次級(jí)代謝產(chǎn)物，具有多種生物學(xué)功能，是非常有潛力的抗生素替代物之一[81]。研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加LAB能夠下調(diào)IL-6、IL-8及TNF-α的表達(dá)和分泌，顯著增加仔豬防御肽pBD2、PG1-5和pBD2的分泌表達(dá)，還能增強(qiáng)腸上皮細(xì)胞防御功能并通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群來(lái)增強(qiáng)腸道屏障作用[81]。而LAB可以通過(guò)EPS與腸上皮細(xì)胞的黏附定殖在腸道中，EPS還可以促進(jìn)LAB生長(zhǎng)，提高其抗逆性及益生潛力[82]，并形成保護(hù)層幫助LAB逃避免疫監(jiān)測(cè)，促進(jìn)腸道內(nèi)LAB的定殖，同時(shí)還能降低腸道致病菌檸檬酸桿菌的定植水平[83]。此外，EPS還能夠通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制機(jī)制干擾細(xì)菌表面上特定黏附因子與腸道黏膜表面受體結(jié)合，從而降低細(xì)菌致病性[26]。據(jù)報(bào)道，飼喂能夠產(chǎn)生EPS的羅氏乳桿菌發(fā)酵的飼糧，可降低斷奶仔豬回腸、盲腸和結(jié)腸中產(chǎn)腸毒素的大腸桿菌的定殖水平[84]，有效緩解因腸道菌群平衡破壞導(dǎo)致的疾病。此外，Ashfaq等[85]將EPS添加到雛雞飼糧中，發(fā)現(xiàn)EPS能夠顯著提高腸道內(nèi)LAB的豐度，并抑制常見腸道病原體如大腸桿菌、沙門氏菌和腸球菌的生長(zhǎng)，具有替代抗生素的潛力。Rajoka等[86]對(duì)從母雞盲腸內(nèi)分離的LAB所產(chǎn)生的EPS進(jìn)行體外試驗(yàn)研究，EPS表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗大腸桿菌和鼠傷寒沙門氏菌活性，對(duì)羥基自由基、DPPH自由基和超氧陰離子自由基有較強(qiáng)的清除能力，同時(shí)還能抑制Caco-2的生長(zhǎng)，表現(xiàn)出一定的抗腫瘤活性。由此推斷，LAB-EPS通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)、抑制有害菌定殖及調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)等作用，提高機(jī)體抗病能力，從而減少抗生素在生產(chǎn)中的應(yīng)用。

4 小 結(jié)

與動(dòng)物和植物來(lái)源的EPS相比，LAB產(chǎn)生的EPS具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如具有較強(qiáng)的可操作性、較高的繁殖能力和高級(jí)性能等，但到目前為止，其結(jié)構(gòu)和活性關(guān)系尚未完全清楚。因此，我們需要對(duì)EPS的結(jié)構(gòu)和活性關(guān)系進(jìn)行深入研究，并構(gòu)建其潛在生物學(xué)功能和工業(yè)應(yīng)用之間的橋梁。目前，EPS應(yīng)用研究主要集中于食品生產(chǎn)等領(lǐng)域，雖然也有研究顯示，在畜牧業(yè)中LAB-EPS可以通過(guò)其抑菌活性、免疫增強(qiáng)作用、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收和調(diào)節(jié)腸道菌群等方面的作用進(jìn)而維持動(dòng)物腸道的微生態(tài)平衡，提高動(dòng)物的免疫力及生產(chǎn)性能，但是相關(guān)研究多數(shù)集中在體外試驗(yàn)及小鼠體內(nèi)試驗(yàn)。有關(guān)EPS應(yīng)用于畜禽的研究并不多，其中主要原因集中在LAB-EPS產(chǎn)率較低，無(wú)法滿足畜禽體內(nèi)試驗(yàn)所需劑量。另外，不同LAB分泌的EPS生物學(xué)功能也存在較大差異，其作用機(jī)理等也均處于初步研究階段尚不明確。所以，關(guān)于如何提高LAB-EPS的產(chǎn)量和生物學(xué)功能，及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用和作用機(jī)理等研究均有廣闊的前景，同時(shí)LAB-EPS也有望成為抗生素替代物之一。