 
 中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (9): 66-74.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0362
所属专题: 生物技术
        
               		杨义1( ), 赵守祺1, 葛菁萍1,2, 宋刚1,2(
), 赵守祺1, 葛菁萍1,2, 宋刚1,2( ), 杜仁鹏1,2(
), 杜仁鹏1,2( )
)
                  
        
        
        
        
    
收稿日期:2023-04-23
									
				
											修回日期:2023-07-15
									
				
									
				
											出版日期:2024-03-25
									
				
											发布日期:2024-03-22
									
			通讯作者:
					作者简介:杨义,男,1999年出生,湖南人,硕士研究生,研究方向:微生物次生代谢产物与生理。通信地址:1150080 黑龙江哈尔滨南岗区学府路74号生命科学学院,Tel:0451-86609134,E-mail:2221595@s.hlju.edu.cn。
基金资助:
        
               		YANG  Yi1( ), ZHAO  Shouqi1, GE  Jingping1,2, SONG  Gang1,2(
), ZHAO  Shouqi1, GE  Jingping1,2, SONG  Gang1,2( ), DU  Renpeng1,2(
), DU  Renpeng1,2( )
)
			  
			
			
			
                
        
    
Received:2023-04-23
									
				
											Revised:2023-07-15
									
				
									
				
											Published:2024-03-25
									
				
											Online:2024-03-22
									
			摘要:
微生物胞外多糖具有可再生、可生物降解、吸附性强、抗炎、抗氧化和抗病毒等重要特性,在食品、医药、化妆品和环境保护等领域具有多种用途。先前的研究主要集中在微生物胞外多糖的分离纯化及结构研究,有关微生物胞外多糖结构和功能的关系,以及胞外多糖在环境保护上的报道较少。为了阐明微生物胞外多糖构效关系,拓展其应用范围,综述了微生物胞外多糖的单糖组成、分子量、官能团、糖苷键、表面形态对其功能的影响,并归纳了微生物胞外多糖在污水处理、土壤修复、抗生素消除等环境保护领域的潜在应用。由于微生物胞外多糖产量和生物活性较低,限制其广泛的工业化应用,通过基因工程技术、结构修饰和优化发酵条件等手段有望提高微生物胞外多糖的产量,促进其在环境保护中的开发和应用。
杨义, 赵守祺, 葛菁萍, 宋刚, 杜仁鹏. 微生物胞外多糖在环境中的应用[J]. 中国农学通报, 2024, 40(9): 66-74.
YANG Yi, ZHAO Shouqi, GE Jingping, SONG Gang, DU Renpeng. Application of Microbial Exopolysaccharides in Environment[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(9): 66-74.
| EPS | 菌株 | 单体 | 糖苷键 | 应用 | 文献 | 
|---|---|---|---|---|---|
| 凝胶多糖 | A. radiobacter | 葡萄糖、蔗糖 | β-(1,3) | 用作食品添加剂,以改善食品的粘弹性,稳定性和奶油味,也用作胶凝剂和固定基质。 | [ | 
| 葡聚糖 | 明串珠菌属(Leuconostoc), 链球菌(Streptococcus), 魏斯氏菌(Weissella), 片球菌属(Pediococcus) | 葡萄糖 | α-(1,6) | 用作化妆品中的保湿剂和增稠剂,并添加到烘焙产品和糖果中,以提高柔软度或保湿性,防止结晶,并增加食品工业中的粘度、流变性、质地和体积。此外,它还用作组织、细胞培养中的微载体。 | [ | 
| 结冷胶 | 少动鞘氨醇单胞菌 (Sphingomonas paucimobilis) | 葡萄糖、 鼠李糖 | α-(1,3)、β-(1,4) | 用作食品添加剂,在各种食品中用作稳定剂、增稠剂、结构化剂和通用胶凝剂。此外,它还用作乳酸菌的微胶囊基质。 | [ | 
| 果聚糖 | 醋酸杆菌属(Acetobacter), 芽孢杆菌(Bacillus), 乳杆菌(Lactobacillus) | 果糖 | β-(2, 6)、β-(2,1) | 用于生产糖果,作为粘性剂和稳定剂。 | [ | 
| 普鲁兰多糖 | A.pullulans | 葡萄糖 | α-(1,6)、α-(1,4) | 用于食品和制药行业。支链淀粉和普鲁兰多糖衍生物可以作为基因或蛋白质的潜在载体,并且可以制成生理上可接受的口服薄膜。 | [ | 
| 黄原胶 | 野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris) | 葡萄糖、糖醛酸、丙酮酸 | α-(1,4)、β-(1,3) | 在食品工业中广泛用作增粘剂、稳定剂、乳化剂、悬浮剂。还用于采油、制药、化妆品、农业、纺织等行业。 | [ | 
| 硬葡聚糖 | 齐整小核菌(Sclerotium rolfsii) | 葡萄糖 | β-(1,3)、β-(1,6) | 可用于调味品和冰淇淋。它也可以用于制造化妆品,即护发素、剃须泡沫等。 | [ | 
| 酵母β-葡聚糖 | 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) | 葡萄糖 | β-(1,3)、 β-(1,6)、α-(1, 4)、β-(1, 4) | 对治疗高胆固醇血症和糖尿病有积极作用。 | [ | 
| 香菇多糖 | 香菇(Lentinula edodes) | 葡萄糖 | β-(1,3)、β-(1,6) | 在艾滋病患者中显示免疫刺激作用。 | [ | 
| EPS | 菌株 | 单体 | 糖苷键 | 应用 | 文献 | 
|---|---|---|---|---|---|
| 凝胶多糖 | A. radiobacter | 葡萄糖、蔗糖 | β-(1,3) | 用作食品添加剂,以改善食品的粘弹性,稳定性和奶油味,也用作胶凝剂和固定基质。 | [ | 
| 葡聚糖 | 明串珠菌属(Leuconostoc), 链球菌(Streptococcus), 魏斯氏菌(Weissella), 片球菌属(Pediococcus) | 葡萄糖 | α-(1,6) | 用作化妆品中的保湿剂和增稠剂,并添加到烘焙产品和糖果中,以提高柔软度或保湿性,防止结晶,并增加食品工业中的粘度、流变性、质地和体积。此外,它还用作组织、细胞培养中的微载体。 | [ | 
| 结冷胶 | 少动鞘氨醇单胞菌 (Sphingomonas paucimobilis) | 葡萄糖、 鼠李糖 | α-(1,3)、β-(1,4) | 用作食品添加剂,在各种食品中用作稳定剂、增稠剂、结构化剂和通用胶凝剂。此外,它还用作乳酸菌的微胶囊基质。 | [ | 
| 果聚糖 | 醋酸杆菌属(Acetobacter), 芽孢杆菌(Bacillus), 乳杆菌(Lactobacillus) | 果糖 | β-(2, 6)、β-(2,1) | 用于生产糖果,作为粘性剂和稳定剂。 | [ | 
| 普鲁兰多糖 | A.pullulans | 葡萄糖 | α-(1,6)、α-(1,4) | 用于食品和制药行业。支链淀粉和普鲁兰多糖衍生物可以作为基因或蛋白质的潜在载体,并且可以制成生理上可接受的口服薄膜。 | [ | 
| 黄原胶 | 野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris) | 葡萄糖、糖醛酸、丙酮酸 | α-(1,4)、β-(1,3) | 在食品工业中广泛用作增粘剂、稳定剂、乳化剂、悬浮剂。还用于采油、制药、化妆品、农业、纺织等行业。 | [ | 
| 硬葡聚糖 | 齐整小核菌(Sclerotium rolfsii) | 葡萄糖 | β-(1,3)、β-(1,6) | 可用于调味品和冰淇淋。它也可以用于制造化妆品,即护发素、剃须泡沫等。 | [ | 
| 酵母β-葡聚糖 | 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) | 葡萄糖 | β-(1,3)、 β-(1,6)、α-(1, 4)、β-(1, 4) | 对治疗高胆固醇血症和糖尿病有积极作用。 | [ | 
| 香菇多糖 | 香菇(Lentinula edodes) | 葡萄糖 | β-(1,3)、β-(1,6) | 在艾滋病患者中显示免疫刺激作用。 | [ | 
| [1] | doi: 10.1016/j.procbio.2018.06.009 URL | 
| [2] | doi: 10.1016/j.afres.2023.100296 URL | 
| [3] | doi: 10.1016/j.resmic.2022.104024 URL | 
| [4] | doi: S0141-8130(20)33631-X pmid: 32585269 | 
| [5] | doi: 10.1016/j.ijbiomac.2022.09.114 URL | 
| [6] | doi: 10.1016/j.ijbiomac.2015.08.045 URL | 
| [7] | doi: 10.1016/j.carres.2008.09.012 pmid: 18922515 | 
| [8] |  | 
| [9] | doi: 10.1016/j.carbpol.2016.08.001 pmid: 27577892 | 
| [10] | doi: S0928-0987(16)30362-1 pmid: 27629498 | 
| [11] | doi: 10.1016/j.jiec.2016.10.017 URL | 
| [12] |  | 
| [13] |  | 
| [14] | doi: 10.1016/j.bej.2009.12.002 URL | 
| [15] | doi: 10.1016/j.chemosphere.2004.12.071 URL | 
| [16] | doi: 10.1016/j.ijbiomac.2019.05.117 URL | 
| [17] | doi: 10.1016/j.carbpol.2012.09.025 URL | 
| [18] | doi: 10.3390/ijms131114002 pmid: 23203046 | 
| [19] | doi: 10.1016/S0960-8524(01)00027-X URL | 
| [20] | doi: 10.1016/j.procbio.2007.05.006 URL | 
| [21] | doi: 10.1016/j.colsurfb.2005.06.011 URL | 
| [22] | doi: S1001-0742(16)31227-X pmid: 29628091 | 
| [23] |  | 
| [24] |  | 
| [25] | doi: S0144-8617(17)31133-5 pmid: 29111047 | 
| [26] | doi: 10.1016/j.carbpol.2013.09.021 URL | 
| [27] | doi: 10.1016/j.biortech.2015.04.080 URL | 
| [28] | doi: 10.3390/md9040666 pmid: 21731556 | 
| [29] | doi: 10.3390/en14134007 URL | 
| [30] | doi: 10.1016/j.biotechadv.2009.08.006 pmid: 20056142 | 
| [31] | doi: 10.1016/j.cjche.2021.06.020 URL | 
| [32] | doi: 10.1186/s40793-019-0341-7 | 
| [33] |  | 
| [34] | doi: 10.1016/j.ijbiomac.2019.11.094 URL | 
| [35] | doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.09.147 URL | 
| [36] | doi: 10.1016/j.tplants.2015.06.008 pmid: 26205171 | 
| [37] | doi: 10.3390/horticulturae5040067 URL | 
| [38] |  | 
| [39] | doi: 10.1007/s00289-020-03190-8 | 
| [40] | doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.05.483 URL | 
| [41] | doi: 10.1002/jobm.201800309 pmid: 30183106 | 
| [42] | doi: 10.1038/s41396-021-00974-2 pmid: 33875820 | 
| [43] |  | 
| [44] | doi: S0734-9750(16)30106-9 pmid: 27587331 | 
| [45] |  | 
| [46] |  | 
| [47] |  | 
| [48] | doi: 10.1111/plb.2016.18.issue-6 URL | 
| [49] |  | 
| [50] | doi: 10.1080/17429145.2014.902125 URL | 
| [51] | doi: 10.3390/su12218876 URL | 
| [52] | doi: 10.1080/07388551.2017.1304357 pmid: 28427272 | 
| [53] |  | 
| [54] | doi: 10.1016/j.biotechadv.2012.04.011 pmid: 22580219 | 
| [55] |  | 
| [56] | doi: 10.1021/es900063b URL | 
| [57] |  | 
| [58] |  | 
| [59] |  | 
| [60] | doi: 10.1007/s10661-017-6013-4 URL | 
| [61] | doi: 10.1021/acs.est.6b05930 URL | 
| [62] | doi: 10.1016/j.heliyon.2021.e08446 URL | 
| [63] | doi: 10.1016/j.jhazmat.2008.06.096 URL | 
| [64] |  | 
| [65] | doi: 10.1016/j.biortech.2015.06.139 URL | 
| [66] | doi: 10.1016/j.procbio.2011.05.005 URL | 
| [67] | doi: 10.2134/jeq2012.0499 pmid: 24216421 | 
| [68] | doi: 10.1016/j.cej.2019.03.230 URL | 
| [69] |  | 
| [70] | doi: S0269-7491(17)34159-3 pmid: 29291528 | 
| [71] |  | 
| [72] | doi: S0960-8524(18)30077-4 pmid: 29413933 | 
| [73] | doi: 10.1016/j.biortech.2018.10.054 URL | 
| [74] | doi: 10.1002/jsfa.6244 URL | 
| [75] | doi: 10.1007/s00284-020-02091-3 pmid: 32661680 | 
| [76] | doi: 10.1016/j.ijbiomac.2021.08.052 URL | 
| [77] |  | 
| [78] | doi: 10.3390/molecules24030513 URL | 
| [79] | doi: 10.3390/microorganisms9102086 URL | 
| [1] | 吕雨泽, 蔡柏岩. AMF介导的菌根植物抵抗重金属Pb胁迫的研究进展[J]. 中国农学通报, 2024, 40(2): 77-83. | 
| [2] | 王薇, 陈恩典, 黄乾, 夏海波. 苹果水肥一体化系统设计与应用[J]. 中国农学通报, 2023, 39(7): 122-128. | 
| [3] | 阳淑, 何自行, 罗培高. 三叶木通观赏价值分析及其在园林中的应用[J]. 中国农学通报, 2023, 39(7): 76-80. | 
| [4] | 文君慧, 姚贝贝, 蔡健英, 朱祺, 钟国华. 吡唑萘菌胺及混剂防治4种瓜类白粉病的田间应用技术[J]. 中国农学通报, 2023, 39(4): 112-118. | 
| [5] | 李佳齐, 王晓慧, 何鑫, 宋福强. 丛枝菌根真菌提高植物耐酸碱能力及改善土壤pH应用潜力[J]. 中国农学通报, 2023, 39(34): 123-129. | 
| [6] | 严旖旎, 单海勇, 刘旭杰, 石晓旭, 杨美英, 刘建. 大豆-玉米带状复合种植及其在江苏沿江地区的应用进展[J]. 中国农学通报, 2023, 39(30): 1-5. | 
| [7] | 楚岱蔚, 张舟娜, 王琼洁, 洪冉, 薛文璟. 水稻纹枯病气象等级预报方法与应用[J]. 中国农学通报, 2023, 39(29): 74-78. | 
| [8] | 张辉, 蒋靖婉, 张钰箫, 林好, 徐雨晴, 崔玉莲, 马腾, 吴菲. 中国北方地区优良岩石园植物筛选[J]. 中国农学通报, 2023, 39(28): 54-61. | 
| [9] | 商娜, 李秋芝, 李海涛, 尉法刚. 花生调控技术应用研究[J]. 中国农学通报, 2023, 39(24): 38-42. | 
| [10] | 高宇航, 陈曦, 孟顺龙, 胡庚东, 李丹丹, 裘丽萍, 宋超, 范立民, 徐慧敏, 徐跑. 人工鱼礁建设研究进展及其作用机理[J]. 中国农学通报, 2023, 39(23): 138-144. | 
| [11] | 王润, 魏宇, 刘宏元, 陈峰, 沈钦瑞, 王春鑫. 纳米农药控释剂的研究进展[J]. 中国农学通报, 2023, 39(12): 99-105. | 
| [12] | 番华彩, 曾莉, 李卫雁, 丁云秀, 郭志祥, 李舒, 徐胜涛, 郑泗军, 王永斌. 香蕉细菌性软腐病防控药剂筛选及田间应用效果评价[J]. 中国农学通报, 2022, 38(31): 113-118. | 
| [13] | 唐玲, 孙思琦, 闫桦, 刘亚昕, 刘大丽. 甜菜红素提取与纯化技术的研究进展[J]. 中国农学通报, 2022, 38(28): 136-142. | 
| [14] | 宋佳, 潘妍, 王皙玮, 於丽华. 除草剂阿特拉津在土壤中降解方式的研究现状[J]. 中国农学通报, 2022, 38(25): 90-95. | 
| [15] | 骆美, 郭龙, 费坤, 张天恩, 李陈, 马友华. 耕地质量提升技术及其应用[J]. 中国农学通报, 2022, 38(21): 76-81. | 
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