Gli esopolisaccaridi (EPS) sono polimeri a catena lunga, ampiamente utilizzati nell’industria alimentare come addensanti, stabilizzanti e gelificanti. Recentemente, sono stati impiegati anche come agenti disinquinanti e si sta crescendo l’interesse per le loro funzioni biologiche, come l’attività antitumorale, antiossidante e prebiotica. I batteri lattici (LAB) sono una fonte naturale di EPS, svolgendo un ruolo cruciale nel controllo della viscosità e della consistenza dei prodotti lattiero-caseari fermentati.
Gli EPS dei LAB possono essere suddivisi in due gruppi: omopolisaccaridi ed eteropolisaccaridi. Gli omopolisaccaridi sono composti da unità ripetute dello stesso monosaccaride (D-glucosio o D-fruttosio). Al contrario, gli eteropolisaccaridi sono formati da unità ripetute che in genere contengono una combinazione di D-glucosio, D-galattosio e L-ramnosio e, in alcuni casi, N-acetilglucosamina (GlcNAc), N-acetilgalattosamina (GalNAc) o acido glucuronico (GlcA). Talvolta, sono presenti anche gruppi non carboidrati come fosfato, acetile e glicerolo. Il peso molecolare di questi polimeri varia da 40 a 6000 kDa.
L’estrazione, la purificazione e l’analisi degli esopolisaccaridi sono state ampiamente sviluppate nella ricerca, dai semplici metodi di dialisi con acqua alla cromatografia ad esclusione dimensionale per la preparazione di EPS puri. Alcuni autori utilizzano acido tricloroacetico (TCA) per precipitare le proteine, la dialisi per purificare gli EPS dagli zuccheri o precipitazioni multiple con etanolo e/o acetone. Altri processi utilizzati per la purificazione degli EPS includono la microfiltrazione, l’ultrafiltrazione e la diafiltrazione, che possono essere eseguite singolarmente o in combinazione con la precipitazione con etanolo.
In questo studio, abbiamo caratterizzato le frazioni di EPS ottenute da colture pure di Lactococcus lactis SLT10, Lactobacillus plantarum C7 e Leuconostoc mesenteroides B3 per valutare l’influenza del metodo di purificazione sulla resa, la composizione e il peso molecolare degli EPS. I due metodi di purificazione studiati sono la precipitazione con etanolo e l’ultrafiltrazione.
Per isolare gli EPS, sono stati utilizzati due metodi di purificazione: precipitazione con etanolo e ultrafiltrazione (UF) attraverso una membrana da 10 kDa. Il limite di esclusione molecolare di 10 kDa è stato scelto sulla base di uno studio preliminare che indicava che le frazioni polisaccaridiche batteriche avevano un peso molecolare superiore a 10 kDa. I risultati hanno mostrato che il recupero di EPS mediante UF era significativamente maggiore rispetto alla precipitazione con etanolo per Lc. lactis SLT10 e Lb. plantarum C7. Tuttavia, per Ln. mesenteroides B3, entrambi i metodi hanno dato risultati simili.
Il basso contenuto proteico (circa 1%) di tutti i campioni analizzati dimostra l’efficacia di questi metodi nella separazione delle proteine dai polisaccaridi e fornisce estratti di elevata purezza.
L’analisi della composizione monosaccaridica delle frazioni polisaccaridiche è stata effettuata mediante metanolisi e per-trimetilsililazione. I risultati hanno mostrato che la composizione e il rapporto molare dei monosaccaridi negli EPS-ETOH e EPS-UF variavano tra i ceppi batterici. Ciò suggerisce che i ceppi batterici hanno sintetizzato una miscela di EPS con strutture diverse o rapporti molari diversi con lo stesso tipo di monosaccaride. La precipitazione con etanolo si presume che precipiti solo il tipo di polimero con il peso molecolare più elevato, mentre l’ultrafiltrazione trattiene tutti i polimeri nel retentato.
Il peso molecolare degli EPS è stato determinato mediante cromatografia ad esclusione dimensionale ad alte prestazioni (HPSEC). I risultati hanno mostrato che il peso molecolare delle frazioni EPS-ETOH era maggiore rispetto alle frazioni EPS-UF.
Lo spettro infrarosso a trasformata di Fourier (FTIR) ha mostrato una somiglianza nella distribuzione dei gruppi funzionali (O-H, C-H, C=O, -COO e C-O-C) tra gli EPS isolati dai tre ceppi batterici. In conclusione, l’ultrafiltrazione e la precipitazione con etanolo sono due comuni metodi di purificazione degli EPS. Tuttavia, la scelta del metodo di purificazione influenzerà la resa, la composizione e il peso molecolare degli EPS ottenuti.
