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近年来乳酸菌胞外多糖因具有独特的流变特性和良好的功能特性备受关注,广泛应用于食品工业和医药工业。马奶酒是我国少数民族地区的传统乳制品,含有丰富的乳酸菌,具有独特风味和营养保健功能。来源于马奶酒的乳酸菌除具有自身的生物活性外,其代谢产生的胞外多糖(EPS)也具备多种生理功能。本研究从内蒙古东部区的马奶酒中分离乳酸菌,全面分析并归属了可以产生EPS的乳酸菌,并筛选了高产EPS的瑞士乳杆菌;为了提高EPS的产量,采用诱变的方法获得目标菌株并优化了培养条件;探究了 EPS生物合成途径中关键酶类对EPS产量和结构的影响;通过多种结构表征方法,测定了 EPS的分子量、单糖组成和多糖一级结构;通过体外和体内试验研究了马奶酒中瑞士乳杆菌EPS的部分生理功能,为更好的挖掘马奶酒的营养保健功能奠定基础。主要研究结果如下:(1)以来源于内蒙古东部区不同牧民家庭的12份马奶酒为样品进行乳酸菌多样性分析,获得72株乳酸菌,其中56株具有合成EPS的能力。经过传统鉴定和16S rRNA序列同源性分析,将产EPS的乳酸菌被归属为坚强肠球菌、乳酸乳球菌、瑞士乳杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌、德氏乳杆菌和肠膜明串珠菌肠膜亚种七类,其中瑞士乳杆菌胞外多糖产量最高,平均产量可达到110.39 mg/L。(2)以分离的16株瑞士乳杆菌为试验对象,筛选出EPS产量最高的L.helveticus SMN2-1为试验菌株进行诱变筛选。分别采用紫外线、亚硝基胍进行单一诱变确定初始诱变条件,再利用Box-Behnken设计,以紫外线照射时间、亚硝基胍的浓度以及处理时间3个因素为变量,进行紫外线-亚硝基胍复合诱变,确定的最佳诱变条件为紫外线照射时间40.37 s、亚硝基胍浓度0.35 mg/mL、处理时间34.87 min,致死率88.65%。通过初筛和复筛,获得了传代稳定性好,EPS产量最高菌株,命名为L.helveticus UN-8。(3)分别对影响诱变菌株L.helveticus UN-8胞外多糖生物合成条件的碳源、氮源、发酵时间、发酵温度、初始pH、接种量等因素进行单因素试验,确定了L.helveticus UN-8生物合成EPS的最佳条件范围。应用Plackett-Burman和Box-Behnken设计确定了影响L.helveticus UN-8合成胞外多糖的产量主要因素和最适条件为乳糖加入量21.65 g/L,发酵时间28.79 h,接种量2.01%,最终EPS合成量达到408.5 mg/L,比初始菌株L.helveticvs SMN2-1产量提高了 2.1倍。(4)初始菌株L.helveticusSMN2-1和诱变菌株L.helveticus UN-8的粗多糖经DEAE-52离子交换层析、凝胶渗透柱层析进一步纯化,获得纯品多糖,分子量分别为EPS-S1为 1.01×106Da;EPS-S2 为 1.5×106Da;EPS-U1 为 0.85×106Da;EPS-U2 为 1.2×106Da。四种多糖的单糖组成均由不同比例的葡萄糖和半乳糖组成。通过红外光谱分析、甲基化的GC-MS和一维、二维核磁共振分析,推断出两种多糖(EPS-S1和EPS-U1)的一级结构。(5)分析了初始菌株L.helveticus SMN2-1和诱变菌株L.helveticus UN-8分别以乳糖和葡萄糖为底物时生物合成胞外多糖过程中酶的活性与EPS产量之间的关系。结果表明:当以不同糖类为碳源时,虽然EPS产量、分子量、单糖比例差异明显,但是单糖组成无变化;α-PGM是获得高产EPS的关键酶,α-PGM酶活性的升高直接提高EPS的产量,GalT活性也影响EPS产量。(6)EPS-S1、EPS-U1在体外均具有较强的清除DPPH、超氧阴离子、羟基自由基及其抗脂质过氧化能力。小鼠体内试验结果表明EPS-S1可以显著提高衰老模型小鼠的血清、脑组织和肝脏中多种抗氧化酶(包括SOD、GPx和CAT)的活力和总抗氧化能力,降低了 MDA的水平,证实了 EPS-S1在体内具有一定的抗氧化活性。此外,EPS-S1可激活NK和CTL细胞活性和显著提高血清中细胞免疫因子IL-2、IL-10和TNF-α的水平,从而提高机体的免疫力。