南昌大学研究人员日前表示，微生物发酵被视为调节植物性食品中多糖特性的有效方法，但是其经过综合分析与研究发现，如何控制和提高发酵效率以增强多糖的性能，仍是一个需要深入研究的领域。

植物性食品在现代社会中占据了至关重要的地位，它们富含多糖、多酚、维生素等多种生物活性物质，具有低脂肪、低胆固醇和高抗氧化活性等优点。

其中，多糖是一类重要的活性物质，其结构多样，生物活性优良，对人类健康至关重要。以往的研究主要集中在植物多糖的内在结构和功能特性上，但随着对发酵植物性食品的深入探索，发酵过程中微生物对多糖结构和功能的影响正受到越来越多科研工作者的重视。

发酵是一种古老且经济的重要技术，能提升食品的感官品质和功能特性。市场上出现了许多植物基发酵食品，包括谷物、蔬菜、水果、豆类等，使用的微生物主要是细菌、酵母和霉菌等。乳酸菌是最广泛使用的一类细菌，在发酵过程中主要产生乳酸。常用的乳酸菌包括乳酸杆菌、乳酸球菌、乳酸乳杆菌、链球菌、肠球菌等；酵母在食品工业中起着重要的作用，它们提供的酶促进了有益的生化反应，广泛用于面包、啤酒、葡萄酒等产品的生产；此外，霉菌也是发酵工业中重要的微生物，例如米曲霉可用于生产酱油。

植物中的多糖是一种复杂的碳水化合物，具有储存能量、提供结构支撑和形成细胞壁等功能。常见的植物多糖包括纤维素、阿拉伯木聚糖、果胶、淀粉和菊粉等。微生物发酵过程对植物多糖的结构产生显著影响，尤其是对其分子量的改变。在发酵过程中，微生物（特别是乳酸菌）能够完全或部分降解多糖，并利用可用的单糖合成和分泌胞外多糖。但由于胞外多糖与植物的营养成分紧密相关，使得其纯化和提取过程面临诸多挑战。此外，发酵过程中多糖结构的变化还会影响其溶解度、黏度和粒度等物理化学性质。

碳水化合物活性酶（CAZymes）是在发酵过程中参与复杂碳水化合物代谢的酶家族，能够改变多糖的结构性质。但在发酵过程中，CAZymes对多糖的影响取决于发酵条件、底物特性和微生物菌株等多种因素。

有机酸是微生物发酵（特别是乳酸菌发酵）过程中的关键代谢副产物。有机酸产生的酸性环境有助于促进多糖的水解，降低其分子量，进而影响其生物活性。

自由基是具有不稳定性、短暂寿命和高反应性的原子或分子，主要包括活性氧（ROS）和活性氮（RNS）。在ROS中，超氧离子自由基（O2-）、羟自由基（OH-）和过氧自由基（ROO-）是发酵过程中最常见的类型，通常由微生物代谢或营养物质的氧化反应产生。其中，ROS和RNS的攻击可能导致多糖的断裂，进而改变其分子功能。

近期研究发现，发酵过程能显著增强植物多糖的生物活性，可能是源于多糖结构的变化和胞外多糖的生成。这些变化可以有效改善机体的肠道菌群结构，增强抗氧化能力，降低炎症反应，同时促进短链脂肪酸的产生，提升了植物多糖的生物利用率和疗效。

研究人员认为，在发酵过程中，微生物产生的酶、有机酸积累和氧化反应会对多糖的结构造成影响，进而可能会影响多糖的生物活性。目前，虽然对于发酵如何改变多糖结构和生物活性的理解已有所进展，但要全面揭示发酵对多糖生物活性的控制机制，还需在某些关键领域进行更深入的研究，包括研究多糖结构的变化如何影响其生物活性，并深入探索其形成的分子机制和信号转导途径。（谢明勇 聂少平）

《中国食品报》(2024年01月15日06版)