《Food Bioscience》：Effects of
Lactobacillus plantarum CICC 21794 fermentation on the structural characteristics and physicochemical properties of
Pyropia yezoensis polysaccharides
编辑推荐：
摘要：微生物发酵是多糖提取和修饰的理想策略。本研究考察了植物乳杆菌CICC 21794对条斑紫菜多糖结构和理化性质的影响。结果表明，经植物乳杆菌CICC 21794辅助提取的条斑紫菜多糖（FPYP）的提取率达到了28.25% ± 0.88%，是未发酵对照组（22.01% ± 0.
摘要：
微生物发酵是多糖提取和修饰的理想策略。本研究考察了植物乳杆菌CICC 21794对条斑紫菜多糖结构和理化性质的影响。结果表明，经植物乳杆菌CICC 21794辅助提取的条斑紫菜多糖（FPYP）的提取率达到了28.25% ± 0.88%，是未发酵对照组（22.01% ± 0.39%）的1.28倍。此外，FPYP的分子量为620.08 ± 47.16 kDa，显著低于PYP的约1082.09 ± 77.19 kDa。与PYP相比，分子量的降低伴随着扫描电镜图像中更粗糙且具有明显裂纹的微观结构。同时，PYP和FPYP共享主链结构→3)-β-D-Galp-(1→4)-α-L-Galp-6-S-(1→、→3)-6-O-甲基-β-D-Galp-(1→4)-α-L-Galp-6-S-(1→、→3)-β-D-Galp-(1→4)-3,6-脱水-α-L-Galp-(1→和→3)-6-O-甲基-β-D-Galp-(1→4)-3,6-脱水-α-L-Galp-(1→，但糖苷键的摩尔比存在明显差异。此外，经植物乳杆菌CICC 21794发酵后，热稳定性、表观黏度、乳化活性和乳液储存稳定性均显著降低。综上所述，植物乳杆菌CICC 21794发酵显著改变了条斑紫菜多糖的结构特征和理化性质。总体而言，本研究突出了微生物发酵对多糖修饰的贡献，从而为这些多糖的加工和创新提供了理论指导。
引言
条斑紫菜作为经济海产品广泛养殖于中国东南沿海地区。条斑紫菜因其丰富的营养成分和生物活性物质，包括多糖、蛋白质、维生素等组分，而被高度重视其益生元和功能特性（Wang et al., 2024）。已有研究表明，多糖表现出多种功能和生物学特性，包括抗氧化、抗炎、免疫调节、抗肿瘤以及抑制肾结石等（Chen et al., 2021; Ji et al., 2025）。值得注意的是，分子量是影响多糖功能和生物活性的关键因素（Zeng et al., 2023）。已有研究表明，低分子量多糖在功能特性和生物活性方面表现优异。例如，超声波降解的条斑紫菜多糖的特性黏度随分子量的降低而降低（Zhou et al., 2012）。此外，低分子量PYP对草酸盐诱导的细胞损伤也表现出增强的修复活性（Sun et al., 2019）。另外，降解后的PYP对超氧阴离子和羟自由基的清除活性显著增强（Wang et al., 2021）。除这些多糖外，经发酵黏液乳杆菌CICC 21828发酵的香菇多糖表现出分子量降低和糖醛酸含量增加，这有助于增强α-葡萄糖苷酶抑制活性（Liu et al., 2026）。当前研究还发现，经过堆积发酵的茶多糖表现出更低的分子量和更好的界面及乳化性能（Li et al., 2023）。因此，寻找一种高效且安全的方法来制备低分子量条斑紫菜多糖至关重要。
低分子量多糖的提取方法包括物理、化学和酶法提取。物理提取方法以高效降解多糖著称，但受限于严格的操作条件、高成本以及对专业技能的要求（Wang et al., 2024）。虽然化学提取方法简单高效，但受限于残留溶剂和环境污染（Lomartire & Gon?alves, 2022）。酶法处理因其有效保留生物活性和环境友好性而受到青睐，但反应pH和操作温度的精确要求限制了其应用（Gong et al., 2020）。因此，探索一种绿色经济的提取方法以修饰多糖的理化性质和生物活性至关重要。目前，微生物发酵在多糖提取中因其高效和便捷而被广泛青睐。此外，它是一种安全环保的技术，可以消除有害化学品的使用，修饰理化性质并提高生物活性（Wang et al., 2024a; Wang et al., 2024b; Yu et al., 2024）。大量研究报道，通过微生物发酵获得的多糖提高了多糖提取率并降低了分子量（Pei et al., 2022; Wang et al., 2024）。在此过程中，微生物可能产生酶和有机酸，在温和条件下作用于植物细胞壁组分的降解，从而逐步释放胞内多糖而不破坏其天然结构（Mei et al., 2024; Wang et al., 2024）。微生物发酵过程中可能产生的酶还可以对多糖进行靶向结构修饰，包括高分子量组分的解聚、单糖组成比例的改变以及活性功能基团的暴露（Wang et al., 2024）。综上所述，微生物发酵是实现多糖绿色提取和功能化的理想策略。
乳酸菌作为一组被批准用于食品生产的食品级安全菌株，被广泛应用于食品发酵（Wang et al., 2024）。已有研究表明，乳酸菌对多糖的发酵可以显著改变其理化性质和生物活性。例如，经乳酸菌发酵获得的刺麒麟菜多糖与未发酵多糖相比，表现出更低的分子量和表观黏度（Zhang et al., 2023）。经植物乳杆菌提取的羊栖菜多糖可有效增加还原糖和硫酸基团（Sun et al., 2025）。此外，经嗜酸乳杆菌发酵的羊栖菜多糖表现出更强的DPPH清除活性和分子量的显著降低（Yang et al., 2023）。因此，乳酸菌在条斑紫菜多糖的提取和修饰方面展现出巨大潜力。
本研究选用植物乳杆菌CICC 21794，比较条斑紫菜多糖发酵前后的结构特征和理化性质。首先，通过活菌计数和pH值表征植物乳杆菌CICC 21794在条斑紫菜培养基中的发酵特性。此外，通过分子量分布、单糖组成、官能团、糖苷键和表面形态来证明发酵对条斑紫菜多糖结构的影响。另外，通过热稳定性、流变行为和乳化能力来表征其理化性质。总之，本研究为热水提取和微生物发酵获得的条斑紫菜多糖的比较提供了评价方案，从而为这些多糖的高价值应用奠定了科学基础。
章节片段
条斑紫菜培养基的制备及发酵
将条斑紫菜粉末与去离子水混合，配制成0.05 g/mL的培养基。用2 M NaOH溶液将培养基pH调至6.0 ± 0.2。然后，在115 °C下灭菌20分钟。将一部分条斑紫菜培养基接种2%（v/v）植物乳杆菌CICC 21794，并在37 °C下振荡培养24小时（160 rpm），另一部分在无菌条件下保存作为未发酵对照。两种培养基均
发酵过程中的培养基性质
发酵过程中条斑紫菜培养基的活菌数和pH值变化分别如图1A和图1B所示。发酵组的活菌数如图1A所示。活菌数在6小时迅速上升至约2.06 × 108 CFU/mL，并在24小时达到最大值3.3 × 108 CFU/mL。此后，发酵组的平均活菌数开始逐渐下降。未发酵组和发酵组的pH
结论
综上所述，植物乳杆菌CICC 21794发酵是一种有前景的多糖提取方法。FPYP的提取率、总糖含量（GE）和比色法估测的糖醛酸含量显著增加，而分子量显著降低。单糖组成分析表明，发酵导致半乳糖的摩尔比降低，同时葡萄糖比例增加。然而，傅里叶变换
CRediT作者贡献声明
Lin Wang: 方法学。Yi Zhang: 监督。Lei Pan: 写作—审阅与编辑，监督，方法学，概念化。Shuangan Chen: 写作—初稿，方法学，调查研究。Zhikun Zeng: 写作—审阅与编辑。Yaqing Lin: 写作—审阅与编辑。Jiabin Wu: 写作—审阅与编辑，调查研究。Baodong Zheng: 写作—审阅与编辑，监督，概念化
未引用参考文献
Frazzini and Rossi, 2025; Hamid and Shafie, 2026; Hou and Yin, 2023; Li et al., 2023; Liu et al., 2026; Lomartire and Gon?alves, 2022; Sun and Liu, 2019; Wang et al., 2024c; Wang et al., 2024d; Zhao et al., 2023a。
基金资助
本工作受海洋食品加工与安全控制全国重点实验室开放基金资助（编号：SKL202509）。
竞争利益声明
? 作者声明，他们不存在已知的竞争经济利益或个人关系，这些关系可能影响本文所报告的工作。
Shuangan Chen|Zhikun Zeng|Yaqing Lin|Jiabin Wu|Lin Wang|Yi Zhang|Lei Pan|Baodong Zheng
