黑根霉乳糖发酵胞外多糖的结构表征与生理活性研究

《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》：A pullulan-type α-D-glucan produced from lactose by Aureobasidium pullulans: structure and potential as a prebiotic agri-food ingredient

　　摘要**背景**微生物胞外多糖（EPS）是农业食品领域日益重要的可再生生物聚合物，利用低成本底物生产这些多糖为农业工业资源增值提供了一条途径。黑根霉（*Aureobasidium pullulans*）是一种具有重要工业价值的真菌，能够分泌α-葡聚糖普鲁兰多糖（pullulan）；然而，在乳糖发酵条件下其产生的胞外多糖的结构尚未得到明确界定——而乳糖发酵是将低价值乳制品来源碳源进行升级利用的一种方式，这限制了该多糖作为农业食品生物产品的合理使用。本研究旨在生产该多糖、对其进行结构表征，并初步评估其生理活性。**结果**通过乙醇沉淀、Sevag脱蛋白和凝胶过滤色谱法获得了一种均一的多糖。傅里叶变换红外光谱分析表明该多糖为α-构型的中性多糖，气相色谱分析鉴定葡萄糖为其唯一的单糖组分。凝胶渗透色谱法与多角度激光光散射联用分析显示该多糖为高分子量聚合物。一维和二维核磁共振波谱分析证实，该多糖是一种线型普鲁兰型α-D-葡聚糖，其重复单元为[→6)-α-D-Glcp-(1→4)-α-D-Glcp-(1→4)-α-D-Glcp-(1→]n，其中两个通过α-(1→4)-糖苷键连接的葡萄糖残基与α-(1→6)-糖苷键交替排列。在高脂饮食诱导的肥胖大鼠模型中，膳食补充该葡聚糖可减轻体重增加，改善血清脂质谱（TG、TC、HDL-C/TC），降低血清内毒素和肿瘤坏死因子-α水平，并促进结肠短链脂肪酸的产生，这与肠道微生物群发酵该葡聚糖的机制相符。**结论**黑根霉的乳糖发酵可产生结构明确的线型普鲁兰型α-D-葡聚糖，展示了将低价值乳制品来源底物转化为增值生物聚合物的途径。其益生元相关的代谢效应表明其具有成为农业食品链功能成分的潜力，但仍需进一步开展机制和安全性研究。图形摘要