Nghiên Cứu Polysaccharide Ngoại Bào Có Hoạt Tính Sinh Học Từ Nấm Cordyceps Sinensis

Nghiên cứu thu nhận polysaccharide ngoại bào từ nấm cordyceps sinensis với hoạt tính sinh học tiềm năng trong y học và dinh dưỡng.

• Tác giả: Lê Thị Thúy Hằng
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Tiến Thắng
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên Cứu Polysaccharide Ngoại Bào Từ Nấm Cordyceps Sinensis Có Hoạt Tính Sinh Học
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới Thiệu Tổng Quan Về Nấm Cordyceps Sinensis 55 ký tự

Đầu thế kỷ XIV, học giả Pier Andrea Saccarado đặt tên cho một loài nấm tìm thấy ở Tây Tạng, Trung Quốc là Cordyceps sinensis. Tên Cordyceps có nguồn gốc từ tiếng Latin, mô tả quá trình xâm nhập của nấm. Nấm Cordyceps là loài nấm nội ký sinh trên ấu trùng và côn trùng trưởng thành. Năm 1878, phát hiện nấm ký sinh trên ấu trùng chi Thitarodes. Cuối thu, bào tử nấm xâm nhập sâu non họ ngài đêm, đến đầu hè năm sau, nấm phát triển mạnh, giết chết vật chủ và hình thành quả thể. Do đó, nấm có tên "Đông trùng hạ thảo". Năm 2007, Sung và cộng sự đề nghị đổi tên thành Ophiocordyceps sinensis, tuy nhiên, C. sinensis vẫn được sử dụng phổ biến. Hiện có hơn 750 loài Cordyceps trên thế giới, nhưng mới chỉ nghiên cứu một số ít. Cordyceps sinensis là một dược phẩm quý hiếm trong y học cổ truyền, được chứng minh có nhiều tác dụng sinh học.

1.1. Nguồn Gốc và Vòng Đời Phát Triển Của Nấm Cordyceps

Tên "Đông trùng hạ thảo" xuất phát từ việc nấm sống trong cơ thể côn trùng vào mùa đông và phát triển như cây cỏ vào mùa hè. Tại Trung Quốc và Nhật Bản, tên gọi này đều mang ý nghĩa tương tự. Nấm Cordyceps ký sinh trên ấu trùng họ ngài đêm Hepialidae, trong đó phổ biến nhất là chi Thitarodes. Quá trình xâm nhập và phát triển của nấm diễn ra qua nhiều giai đoạn, từ xâm nhập bào tử đến hình thành quả thể, tận dụng nguồn dinh dưỡng từ vật chủ.

1.2. Phân Loại và Danh Pháp Khoa Học Của Cordyceps Sinensis

Mặc dù đề xuất đổi tên thành Ophiocordyceps sinensis, tên Cordyceps sinensis vẫn được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu khoa học. Hiện nay, có hàng trăm loài Cordyceps khác nhau, nhưng chỉ một số ít được nghiên cứu kỹ lưỡng về dược tính. Sự đa dạng về loài và sự khác biệt về thành phần hóa học đặt ra thách thức trong việc tiêu chuẩn hóa các sản phẩm từ nấm Cordyceps.

II. Thành Phần và Hoạt Tính Sinh Học Cordyceps Sinensis 59 ký tự

Cordyceps sinensis chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học, bao gồm cordycepin, adenosine, polysaccharide, ergosterol, protein, acid amin và các nguyên tố vi lượng. Nghiên cứu cho thấy Cordyceps sinensis có tác dụng tăng cường miễn dịch, chống suy giảm trí nhớ, làm chậm lão hóa, bảo vệ não và tim mạch. Các dược phẩm và thực phẩm chức năng từ Đông trùng hạ thảo ngày càng phổ biến. Nguồn cung chủ yếu từ quả thể tự nhiên, tuy nhiên, công nghệ nuôi cấy lỏng nhân tạo đang được phát triển để đáp ứng nhu cầu. Dịch nuôi cấy chứa polysaccharide ngoại bào (EPS), một nguồn hoạt chất sinh học tiềm năng thường bị bỏ qua. EPS có nhiều tác dụng sinh học như điều hòa miễn dịch, kháng ung thư, chống oxy hóa.

2.1. Các Hợp Chất Có Hoạt Tính Sinh Học Trong Cordyceps

Các hợp chất chính bao gồm cordycepin và adenosine, được biết đến với vai trò trong việc tăng cường miễn dịch và bảo vệ tế bào. Polysaccharide cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên hoạt tính sinh học của Cordyceps, đặc biệt là các polysaccharide ngoại bào. Ngoài ra, Cordyceps còn chứa ergosterol, protein, acid amin và các nguyên tố vi lượng góp phần vào các tác dụng dược lý của nấm.

2.2. Tiềm Năng Ứng Dụng Của Polysaccharide Ngoại Bào Cordyceps

EPS từ Cordyceps có nhiều hoạt tính sinh học tiềm năng, bao gồm điều hòa miễn dịch, kháng khối u, chống oxy hóa, và khả năng giảm đường huyết. Hoạt chất này có những tác dụng quan trọng khác như kháng viêm, giảm mệt mỏi, bảo vệ thận và bảo vệ khỏi tia phóng xạ. Nghiên cứu về EPS vẫn còn hạn chế, đặc biệt là về cấu trúc và tác dụng sinh học cụ thể của từng phân đoạn.

III. Phương Pháp Thu Nhận Polysaccharide Từ Nấm Cordyceps 58 ký tự

Nguồn polysaccharide chủ yếu từ quả thể tự nhiên, nhưng nuôi cấy lỏng nhân tạo cung cấp giải pháp bền vững. Dịch nuôi cấy chứa polysaccharide ngoại bào (EPS). Việc thu nhận EPS từ dịch nuôi cấy có ý nghĩa kinh tế và môi trường. Các phương pháp bao gồm tách chiết bằng dung môi, kết tủa bằng ethanol hoặc acetone. Quy trình tinh sạch bao gồm loại bỏ protein bằng TCA (Trichloroacetic acid) hoặc enzyme. Kỹ thuật sắc ký như lọc gel, lọc màng được sử dụng để phân tách và tinh sạch các phân đoạn EPS. Phân tích polysaccharide bao gồm xác định thành phần đường đơn, cấu trúc liên kết bằng các phương pháp hóa học và phổ nghiệm như NMR.

3.1. Tối Ưu Hóa Môi Trường Nuôi Cấy Để Tăng Sinh Khối và EPS

Môi trường nuôi cấy ảnh hưởng lớn đến sản lượng sinh khối và EPS. Việc bổ sung nguồn nitơ thích hợp, dầu thực vật và các yếu tố kích thích khác có thể tăng cường sản xuất EPS. Các nghiên cứu tối ưu hóa môi trường nuôi cấy bằng phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) giúp xác định điều kiện tối ưu cho sản xuất EPS.

3.2. Quy Trình Tách Chiết và Tinh Sạch Polysaccharide Ngoại Bào

Quy trình tách chiết thường bắt đầu bằng việc loại bỏ sinh khối nấm và các tạp chất rắn khỏi dịch nuôi cấy. Sau đó, polysaccharide được kết tủa bằng ethanol hoặc acetone. Quá trình tinh sạch bao gồm loại bỏ protein bằng TCA, enzyme hoặc phương pháp Sevag. Cuối cùng, các kỹ thuật sắc ký như lọc gel và lọc màng được sử dụng để phân tách và tinh sạch polysaccharide.

IV. Cải Biến và Nâng Cao Hoạt Tính Sinh Học Polysaccharide 57 ký tự

Hoạt tính sinh học của EPS phụ thuộc vào thành phần, cấu trúc và kích thước. Các phương pháp cải biến polysaccharide có thể nâng cao hoạt tính. Sulfat hóa là một phương pháp phổ biến để tăng cường hoạt tính chống oxy hóa, kháng viêm và điều hòa miễn dịch. Các phương pháp khác bao gồm acetyl hóa, glycosyl hóa và phosphoryl hóa. Việc xác định cấu trúc và mối liên hệ giữa cấu trúc và hoạt tính là quan trọng để phát triển các ứng dụng dược phẩm và thực phẩm chức năng.

4.1. Phương Pháp Sulfate Hóa Để Tăng Cường Hoạt Tính Sinh Học

Sulfate hóa là quá trình gắn nhóm sulfate vào phân tử polysaccharide. Quá trình này có thể làm thay đổi cấu trúc và tính chất của polysaccharide, dẫn đến tăng cường hoạt tính sinh học. Nghiên cứu cho thấy polysaccharide sulfate hóa có hoạt tính chống oxy hóa, kháng viêm và điều hòa miễn dịch cao hơn.

4.2. Xác Định Cấu Trúc Polysaccharide và Mối Liên Hệ với Hoạt Tính

Việc xác định cấu trúc của polysaccharide là cần thiết để hiểu rõ cơ chế hoạt động sinh học. Các phương pháp như NMR, FT-IR và phân tích thành phần đường đơn được sử dụng để xác định cấu trúc. Mối liên hệ giữa cấu trúc và hoạt tính giúp tối ưu hóa quá trình cải biến polysaccharide để đạt được hoạt tính sinh học mong muốn.

V. Ứng Dụng Nghiên Cứu Polysaccharide Cordyceps 52 ký tự

Nghiên cứu polysaccharide ngoại bào từ Cordyceps mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực dược phẩm và thực phẩm chức năng. Polysaccharide có thể được sử dụng để phát triển các sản phẩm tăng cường miễn dịch, hỗ trợ điều trị ung thư, đái tháo đường và các bệnh lý khác. Việc nghiên cứu sâu hơn về cấu trúc và hoạt tính sinh học sẽ giúp khai thác tối đa tiềm năng của polysaccharide Cordyceps.

5.1. Polysaccharide Cordyceps Trong Dược Phẩm và Thực Phẩm Chức Năng

Polysaccharide có thể được sử dụng như một thành phần hoạt tính trong các sản phẩm tăng cường miễn dịch, hỗ trợ điều trị ung thư và các bệnh lý khác. Các sản phẩm thực phẩm chức năng chứa polysaccharide Cordyceps có thể giúp cải thiện sức khỏe tổng thể và phòng ngừa bệnh tật. Cần có các nghiên cứu lâm sàng để chứng minh hiệu quả của các sản phẩm này.

5.2. Tiềm Năng Phát Triển Các Sản Phẩm Từ Polysaccharide Cordyceps

Nghiên cứu và phát triển các sản phẩm mới từ polysaccharide Cordyceps là một lĩnh vực đầy tiềm năng. Việc kết hợp polysaccharide với các hoạt chất khác có thể tạo ra các sản phẩm có hoạt tính sinh học hiệp đồng. Ứng dụng công nghệ sinh học để sản xuất polysaccharide với cấu trúc và hoạt tính được kiểm soát là một hướng đi quan trọng.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Về Polysaccharide 54 ký tự

Nghiên cứu về polysaccharide ngoại bào từ nấm Cordyceps sinensis là một lĩnh vực đầy tiềm năng. Việc tối ưu hóa quy trình nuôi cấy, tách chiết, tinh sạch và cải biến polysaccharide là cần thiết để khai thác tối đa giá trị của hoạt chất này. Các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào xác định cấu trúc chi tiết, cơ chế hoạt động sinh học và ứng dụng lâm sàng của polysaccharide Cordyceps.

6.1. Tổng Kết Các Kết Quả Nghiên Cứu Về Polysaccharide Cordyceps

Nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng sinh học của polysaccharide trong việc hỗ trợ miễn dịch và ngăn ngừa bệnh tật. Polysaccharide ngoại bào Cordyceps sinensis có vai trò quan trọng trong hoạt tính chống oxy hóa, kháng viêm.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo và Tiềm Năng Ứng Dụng Rộng Rãi

Cần tập trung vào xác định cấu trúc chi tiết, cơ chế hoạt động sinh học và ứng dụng lâm sàng của polysaccharide Cordyceps. Khám phá những phương pháp mới trong cải tiến hoạt tính sinh học polysaccharide Cordyceps.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Giới thiệu về nấm Cordyceps sinensis 1. Nguồn gốc và vòng đời phát triển Đầu thế kỉ XIV, học giả người Italia, Pier Andrea Saccarado đặt tên cho một loài nấm tìm thấy ở Tây Tạng, Trung Quốc là “Cordyceps sinensis”. Tên Cordyceps có nguồn gốc từ tiếng Latin bao gồm hai từ là “cord” và “ceps” có nghĩa tương ứng là “thân” và “đầu”.

Các từ Latin kết hợp với nhau mô tả chính xác quá trình xâm nhập của nấm Cordyceps. Cordyceps là loài nấm nội ký sinh trên ấu trùng và các cá thể trưởng thành của nhiều loài côn trùng khác nhau [1]. Năm 1878, các nhà khoa học đã phát hiện ra nấm này ký sinh trên ấu trùng của một loài côn trùng thuộc chi Thitarodes. Thường dễ gặp nhất ở sâu non loài T.

Ngoài ra, hơn 50 loài khác thuộc họ Hepialidae (Lepidoptera) cũng bị nấm thuộc chi Cordyceps ký sinh. Vào cuối mùa thu, các chất trên biểu bì của sâu non họ ngài đêm tương tác với các bào tử nấm và hình thành các sợi nấm, các sợi nấm đâm sâu vào ấu trùng. Đến đầu mùa hè năm sau, nấm phát triển mạnh và gây chết vật chủ, sau đó hình thành quả thể, phát triển và chui ra khỏi mặt đất, nhưng gốc vẫn dính vào đầu vật chủ. Do đó nhiều người gọi là nấm “Đông trùng hạ thảo” bởi vì mùa đông nấm sống trong cơ thể côn trùng, mùa hè phát triển ra ngoài cơ thể giống như cây cỏ [2].

Tại Trung Quốc C. sinensis có tên gọi là “DongChongXiaCao”, tại Nhật Bản C. sinensis có tên gọi là “Tockukaso” đều có nghĩa là Đông trùng hạ thảo [3] (hình 1. Năm 2007 Sung và cộng sự đề nghị đổi tên C.

sinensis thành Ophiocordyceps sinensis [4]. Dẫu vậy, danh pháp C. sinensis vẫn thường được các nhà nấm học sử dụng trong các báo cáo khoa học như tên đồng danh của O. Hiện nay đã ghi nhận hơn 750 loài Cordyceps trên thế giới như C.

Tuy nhiên, cho đến nay người ta mới chỉ nghiên cứu nhiều nhất về 2 loài Đông trùng hạ thảo C. sinensis và Nhộng trùng hạ thảo C. (A) Vòng đời phát triển và (B) quả thể nấm C. sinensis [6] Năm 2010, một nhóm các nhà nấm học của Mỹ, Thái Lan và Hàn Quốc nghiên cứu và sắp xếp lại hệ thống của nhóm nấm Cordyceps.

Theo kết quả nghiên cứu này, toàn bộ các loài thuộc nhóm nấm Cordyceps được phân chia lại thuộc về 3 họ: họ Clavicipitaceae với các chi Metacordyceps, Hypocrella, Regiocrella và Torrubiella; họ Cordycipitaceae với chi Cordyceps; họ Ophiocordycipitaceae với 2 chi Cordyceps và Elaphocordyceps [7] (hình 1. Phân loại Giới: Fungi Ngành: Ascomycota Lớp: Sordariomycetes Bộ: Hypocreales Họ: Ophiocordycipitaceae Chi: Cordyceps Loài: Cordyceps sinensis (tên đồng danh Ophiocordyceps sinensis) Phức hợp ký sinh của nấm và vật chủ thường được tìm thấy ở thảo nguyên với độ cao 3000 – 5000 m so với mực nước biển. Chúng phân bố chủ yếu ở Tây Tạng, Thanh Hải, Tứ Xuyên, Vân Nam, Cam Túc (Trung Quốc), Hymalaya và Ấn Độ… đặc biệt phong phú và đa dạng trong rừng ôn đới và nhiệt đới ẩm [8]. Thành phần hoạt chất có hoạt tính sinh học Năm 1964, y học cổ truyền Trung Quốc đã sử dụng C.

sinensis như một loại dược liệu dùng để điều trị các rối loạn về hô hấp, thận, gan, các bệnh về tim mạch, yếu sinh lý và cao huyết áp. Bên cạnh đó, nghiên cứu hiện đại cũng đã chứng minh C. sinensis có các hoạt tính như điều hòa miễn dịch, kháng oxy hóa, ức chế hình thành khối u, kháng khuẩn, kháng nấm và kháng di căn. Những tác dụng có lợi đó là do sự đa dạng về thành phần các hợp chất có hoạt tính sinh học như polysaccharide, cordycepin, nucleoside, adenosine, hydroxyethyl - adenosine, acid cordycepic, sterol, acid amin, vitamin và nguyên tố vi lượng… (Bảng 1.

Trong đó, nhóm hoạt chất polysaccharide được nghiên cứu nhiều bởi chúng có hoạt tính sinh học cao như kháng ung thư, kháng di căn, kháng oxy hóa, điều hòa hệ thống miễn dịch, giảm đường huyết, giảm cholesterol trong máu [10]. Các hoạt chất chính và dược tính của chúng trong C. sinensis Nhóm chất Hoạt tính Kháng ung thư; làm suy giảm các kích thích của tế bào thần kinh hệ thần kinh trung ương; ức chế phóng thích Nucleoside các chất dẫn truyền thần kinh khác nhau; chống co giật; kích thích sự phát triển của sợi thần kinh in vitro và trong hệ thống thần kinh trung ương người Kháng oxy hóa, kháng ung thư; tăng miễn dịch, hạ Polysaccharide đường huyết; kháng viêm và điều hòa miễn dịch. Gây độc tế bào, kháng virus và tác dụng kháng loạn Ergosterol nhịp tim; giảm globulin A trong bệnh lý thận, tiền chất của vitamin D Mannitol Lợi tiểu, kháng ho và kháng oxy hóa Peptide Kháng ung thư và tiềm năng miễn dịch Cordycepin Kháng phân bào, kháng ung thư 6 1.

Nghiên cứu nuôi cấy nhân tạo nấm C. sinensis Hiện nay, C. sinensis khan hiếm do nhu cầu sử dụng ngày càng tăng của con người, do đó đã có nhiều nỗ lực tìm ra phương pháp nuôi cấy nhân tạo C. sinensis thay thế nguồn nấm tự nhiên bởi vì loài nấm này rất khó thu nhận do kích thước nhỏ, thời điểm tăng trưởng chậm và tùy thuộc rất nhiều vào điều kiện khí hậu.

Nghiên cứu cho thấy nấm C. sinensis có thể phân lập từ tự nhiên, sau đó được nuôi cấy quy mô lớn bằng công nghệ lên men - những giá trị sinh học của sợi nấm nuôi cấy nhân tạo tương tự như những loài Cordyceps tìm thấy trong tự nhiên. Nhu cầu dinh dưỡng cho sự tăng trưởng sợi nấm phụ thuộc vào chủng và điều kiện nuôi cấy, do đó, kiểm soát được những yếu tố nuôi cấy sẽ kiểm soát được chất lượng sản phẩm. Nguồn carbon là thành phần dinh dưỡng ảnh hưởng nhất đến quá trình sinh sống của nấm, cần cho nấm tổng hợp bộ khung tế bào, biến dưỡng và tạo năng lượng.

Các loài nấm khác nhau có nhu cầu sử dụng các nguồn carbon khác nhau. Trong khi đó, nguồn nitơ là một trong những thành phần chính có vai trò quan trọng trong điều hòa sinh học, chi phối sự phát triển của tế bào, hình thành các sản phẩm và enzyme tế bào. Nấm có thể sử dụng các nguồn nitơ khác nhau để sinh trưởng như ammonium, nitrate, peptide và các acid amin. Ngoài ra nấm cũng sử dụng một số khoáng chất và vitamin để tăng trưởng [11].

Hiện nay, hai phương pháp nuôi cấy nấm được sử dụng chủ yếu là nuôi cấy lỏng và nuôi cấy bán rắn: Phương pháp nuôi cấy lỏng: một số nghiên cứu đã được báo cáo trong vòng 10 năm qua nuôi cấy lỏng sợi nấm của C. sinensis là một trong những chiến lược hiệu quả để tăng tổng hợp các hợp chất sinh học mong muốn vì dễ dàng theo dõi các điều kiện nuôi cấy và tối ưu hóa các yếu tố lý hóa môi trường (Bảng 1. Phương pháp nuôi cấy chủ yếu sử dụng tại Trung Quốc là nuôi cấy lỏng, trong đó một lượng mô nhỏ Cordyceps được cấy vào môi trường lỏng vô trùng. Các sợi nấm Cordyceps được thu hoạch bằng cách lọc dịch nuôi cấy, sau đó sấy khô và nghiền thành bột mịn.

Sau khi sấy khô, bột có thể sử dụng trực tiếp, hoặc tiếp tục xử lý bằng nước nóng hay một số dung môi khác, các cao chiết ở dạng lỏng hoặc được sấy khô. Phương pháp này tạo ra sản phẩm chất lượng tốt, quy mô lớn và dễ kiểm soát các thông số tăng trưởng, tạo ra sản phẩm đồng nhất có chất lượng ít biến đổi [13]. Nghiên cứu nuôi cấy lỏng sợi nấm của C. sinensis Giống Thành phần Nhiệt pH Phương Thời Sinh EPS Tham môi trường độ pháp gian khối (g/L) khảo o ( C) (ngày) (g/L) C.

Saccharose 20, 20 4,0 Bể 16 20,9 4,1 Kim sinensis bột bắp 25, khuấy và CaCl2 0,78, 150 rpm Yun MgSO4. Saccharose 2 25 - Bể 5 54,0 28,4 Cha và sinensis %, cao nấm khuấy cộng 16 men 0,9 %, 150 rpm sự K2HPO4 0,3 %, (2007) CaCl2 0,4 % (w/v) C. Glucose 40, 22 - 4,4 Bể 7 23,2 3,4 Leung sinensis peptone 5, cao 25 khuấy và Cs- nấm men 5, 150 rpm cộng HK1 KH2PO4 1, sự MgSO4.7H2O (2007) 0,5 (g/L), NH4Cl 10 mmol/l C. Saccharose 26 7,0 Bể 4 12,3 24,5 Wu, sinensis 20, cao nấm khuấy Chen men 2, 130 rpm và Hao KH2PO4 4 (2009) (g/L) C.

Glucose 30, - Bể 25,0 2,8 Yin và sinensis peptone 15, - khuấy cộng KH2PO4 3, sự MgSO4.7H2O (2013) 1,5, khoai tây 200 (g/L) Phương pháp nuôi cấy bán rắn: gần đây quả thể nấm C. sinensis đã được nuôi cấy thành công bởi các nhà khoa học Nhật Bản và Mỹ. Nấm được đưa vào môi trường bán rắn đã khử trùng, thường là hạt ngũ cốc hoặc hỗn hợp ngũ cốc, ấu trùng 8 côn trùng (phần còn lại của con tằm), với độ ẩm tương đối 45 – 50 %. Mặc dù nuôi cấy nấm C.

sinensis trên môi trường bán rắn giải quyết được những vấn đề thường gặp so với nuôi cấy trên môi trường lỏng như sự thất thoát một số hợp chất sinh học vào môi trường nuôi cấy, tuy nhiên, thời điểm phát triển của sợi nấm C. sinensis trên môi trường bán rắn là rất chậm và hiệu quả kinh tế kém [14]. Nuôi cấy lỏng thuận lợi hơn cho sợi nấm phát triển mạnh vì nuôi cấy trong không gian nhỏ gọn, thời điểm ngắn hơn và giảm tỷ lệ nhiễm [5]. Vì vậy, nuôi cấy nhân tạo sợi nấm C.

sinensis trong môi trường lỏng là phương pháp có tiềm năng để nhân sinh khối nấm dược liệu này. Tổng quan về polysaccharide ngoại bào – exopolysaccharide của nấm C. Giới thiệu chung về polysaccharide Polysaccharide là những cấu trúc carbohydrate cao phân tử, được tạo thành từ những đơn vị đường đơn lặp đi lặp lại, liên kết với nhau bằng các cầu nối glucoside. Những cấu trúc này thường có dạng mạch thẳng hoặc mạch nhánh.

Chúng được tổng hợp ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình sống của sinh vật [15]. Polysaccharide thường có màu nâu, không mùi, đa số tan tốt trong nước nóng, không tan trong các dung môi hữu cơ như methanol, benzen, pyridin, chloroform và hexan. Các polysaccharide có độ hòa tan khác nhau, một số dễ hòa tan trong nước lạnh, số khác hòa tan tốt trong nước nóng, tuy nhiên có những polysaccharide không hòa tan trong nước. Polysaccharide của vi sinh vật được chia thành 3 nhóm chính dựa vào vị trí của chúng trong tế bào: polysaccharide nội bào cung cấp nguồn carbon và năng lượng cho tế bào; polysaccharide vách tế bào chứa peptidoglycan, acid teichoic và lipopolysaccharide.

EPS là những polysaccharide được tổng hợp trong tế bào rồi tiết ra môi trường xung quanh, được công bố đầu tiên vào năm 1861 bởi Pasteur, mô tả như là các chất chuyển hóa thứ cấp được tổng hợp chủ yếu từ cuối giai đoạn tăng trưởng đến ổn định của vi sinh vật.