乳酸菌胞外多糖（LAB EPS）是乳酸菌在其生长、代谢过程中分泌到细胞外的粘液或荚膜多糖。LAB EPS不仅具有重要的物理化学特性，如良好的流变学特性，能改善发酵乳的粘度、质构和口感，防止缩水和乳清析出，使产品增稠、稳定，质地细腻均匀，口感润滑。而且LAB EPS还具有良好的生理活性，如抗肿瘤、免疫调节、抗病毒、抗溃疡、抗氧化、降胆固醇、降血压等，还可作为益生元促进肠道内其他益生菌的生长，调节肠道菌群。近年来关于乳酸菌和乳酸菌胞外多糖的研究成为热点。本文对产胞外多糖的乳杆菌的筛选和鉴定、多糖的分离纯化、多糖的生物活性、分子特性以及结构进行了研究。主要研究结果如下：采用菌落拉丝法与多糖产量相结合的方法，从健康人体粪便中筛选到一株产EPS较高的Lactobacillus rhamnosus KF5。该菌株在脱脂乳中培养产230mg/L的EPS。研究了菌株KF5的生物学特性，该菌株在MRS培养基中生长良好，最适生长温度37℃，最适生长pH6.0，能够在含7%NaCl的MRS中生长。菌株KF5在胆盐浓度0.2%以下，生长良好，能够耐受0.3%的胆盐。菌株KF5耐酸性能好，在pH3.0的环境下，保持3h活菌数几乎不下降。菌株KF5具有很强的粘附能力（23个bacteria/Caco-2细胞），优于对照菌株LGG（9个bacteria/Caco-2细胞）。抑菌实验表明，菌株产酸抑制S. aureus、E. coli和B. subtilis的生长。KF5的发酵乳经煮沸、离心、乙醇沉淀、除蛋白、透析、冷冻干燥得到粗多糖。粗多糖经DEAE-Sepharose Fast Flow离子交换层析分离得到中性糖组分EPS1和酸性糖组分EPS2，再分别经Sephacryl HR S200和Sepharose Cl-6B凝胶柱分离，获得均一组分S1和S2。结合HPSEC分析、紫外分析，两组分均不含蛋白。单糖组成分析表明，S1由葡萄糖、阿拉伯糖、氨基葡萄糖、氨基半乳糖和半乳糖组成，摩尔比约为2.03:1.29:1.25:0.72:0.61，而S2由鼠李糖、葡萄糖和半乳糖组成，摩尔比约为2.4:1.74:1.00。KF5胞外多糖组分S1和S2均能显著地促进T淋巴细胞增殖，具有免疫刺激活性。脾细胞经LPS/ConA刺激后，加入KF5EPS重刺激，激活了Th1与Th2细胞，促进细胞因子的表达。随着多糖浓度的升高，下调Th1，上调Th2，表现出一定的抑炎作用。体外实验表明，KF5EPS能部分被粪便菌群利用，改变粪便菌群的组成，促进短链脂肪酸的产生。KF5EPS能促进双歧杆菌的增殖，具有潜在的益生特性。采用乌氏粘度计测定了S2在0.1mol/L NaNO3溶液中的特性粘度[η]为2.339dL/g。由Huggins和Kraemer系数推测出S2分子在0.1mol/L NaNO3溶液中呈无规则卷曲的构象。通过体积排阻色谱与多角度激光光散射联用凝胶色谱系统测定了S2的Mw、Mn、Mz和回旋半径Rg分别为7.50×105，5.50×105，1.04×106Da和44.3nm。由Mark-Houwink-Sakurada方程指数α值0.687，表明S2多糖分子在0.1mol/L NaNO3水溶液中以无规则卷曲的构象存在。通过动态激光光散射实验，表明S2在0.1mol/L NaNO3水溶液中主要以单个多糖分子存在，并得到水力半径Rh为29.4nm。结合Rg、Rh，得到结构参数ρ (Rg/Rh)为1.51，表明多糖分子在0.1mol/L NaNO3水溶液中呈无规则卷曲的构象。利用原子力显微镜观察了不同浓度的多糖S2在水溶液中的形貌变化。随着多糖浓度的减小，多糖S2的聚集性明显减小，表观外貌从膜状、岛屿状、网状到单链/双链结构的变化。当浓度为50ng/mL时，多糖分子间形成网状结构，说明多糖具有多分支的化学结构。当浓度为10ng/mL时，S2分子在水溶液中呈柔性链，形成无规则卷曲的构象，进一步验证了由高分子稀溶液理论推断的无规则卷曲的构象。采用SDS消除分子间的氢键作用，观察到延展的多糖分子链和环形的侧链，说明分子具有分支结构，推测S2分子单链的直径为0.4~0.5nm。结合单糖组成、红外光谱分析、甲基化分析和1D和2D NMR分析推测S2可能的结构如下：