开菲尔粒乳酸菌新型胞外多糖（EPS-PAD）的分离纯化、结构表征及其抗氧化与抗炎活性研究

本研究从开菲尔粒高产乳酸菌中分离纯化了一种新型胞外多糖（EPS-PAD），通过分子量（42.7 kDa）、单糖组成（阿拉伯糖:葡萄糖:半乳糖=1:1:3）及核磁共振（NMR）分析揭示其具有α-吡喃糖构型及支链结构。该多糖展现出卓越的自由基清除能力（DPPH· 62%、ABTS·+ 64%、·OH 76%）和抗炎活性，能显著抑制RAW264.7细胞中促炎因子（IL-1β、IL-6、TNF-α）表达并促进抗炎因子IL-10生成，为开发天然抗氧化剂和抗炎剂提供了理论依据。

　　

Highlight

EPS-PAD展现出强大的自由基清除能力：对DPPH·（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基）清除率达62%，对ABTS·⁺（2,2′-联氮双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸自由基）达64%，对羟基自由基（·OH）高达76%。此外，在400 μg/mL浓度下，EPS-PAD能显著抑制RAW264.7细胞中促炎细胞因子（IL-1β、IL-6、TNF-α）的产生及mRNA表达，并上调抗炎细胞因子IL-10的生成。

Materials and reagents

开菲尔粒由藏族家庭提供。MRS培养基购自Oxoid公司（英国）。单糖标准品（阿拉伯糖、鼠李糖、葡萄糖等）及高糖DMEM培养基均购自Sigma Aldrich（美国）。所有化学试剂均为分析纯。

Identification of LAB and purification of EPS

不同乳酸菌菌株可能导致EPS产量和结构特征的显著差异（图2A）。通过16S rRNA基因测序，菌株W88、P110、C5、S33和F15分别被鉴定为戊糖片球菌（Pediococcus pentosaceus）、乳酸片球菌（P. acidilactici）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）、鼠李糖乳杆菌（Lacticaseibacillus rhamnosus）和发酵乳杆菌（L. fermentum）。如图2B所示，所有五株菌均表现出EPS生产能力，其中P110产量最高（1.24 g/L），故被选为后续EPS-PAD的提取菌株。

Conclusion

本研究成功从开菲尔粒的乳酸片球菌P110中分离纯化出一种新型EPS（EPS-PAD）。结构表征显示其分子量为42.7 kDa，由阿拉伯糖（Ara）、葡萄糖（Glc）和半乳糖（Gal）以摩尔比1:1:3组成。EPS-PAD的可能结构是以→4)-Galp-(1→为线性主链，其中部分Galp残基在O-2/O-6位（→2,6)-Galp-(1→）被取代形成分支点并连接短侧链。功能上，EPS-PAD表现出强大的抗氧化和抗炎活性，表明其作为天然功能成分在食品和医药领域具有应用潜力。