各種益生菌菌株都能夠大量合成胞外多醣，其中僅由乳酸桿菌產生的胞外多醣近年來已獲得GRAS（一般認為是安全的）認證。胞外多醣是由醣核苷酸前體在酵素的作用下所產生的。這些高分子量的碳水化合物成分可以被蛋白質、磷脂質以及一些非碳水化合物成分取代。
益生菌胞外多醣的合成可以透過兩種不同的方式進行，例如:胞外的生物合成途徑和胞內生物合成途徑。Homopolysaccharides經由胞外的生物合成途徑合成，而heteropolysaccharides則經由胞內和胞外的途徑所合成。
在胞外生物合成途徑中，糖分子單體被釋放到細菌的細胞外，然後在糖基轉移酶的作用下，在細胞外聚合，從而合成胞外多醣的聚合物。例如，蔗糖在細菌細胞內還原為葡萄糖和果糖，然後釋放到細胞外進行進一步的酶解。這些殘基隨後在葡聚醣蔗糖酶和果聚醣蔗糖酶的作用下發生聚合，分別轉化為葡聚醣和果聚醣。
在胞內的生物合成途徑中，聚合物在細胞內會進行必要的修飾。糖殘基被轉運到細胞內，轉化為各種單體單元，這些單體單元部分聚合，然後附著在脂質載體膜上，即類異戊二烯。修飾後，單體被釋放到細胞外，並組裝成多醣體。合成的雜多醣相對複雜，其活性取決於多種因素，如酵素、載體和由染色體或質粒來源的基因編碼的轉運蛋白。
寡糖被認為是益生菌的食物來源，從而支持其生長、並調節各種生物活性代謝物的產生。這些寡糖以不可消化的交聯聚合物形式存在於植物中，其差異體現在所連接的單體單元數量和糖基部分的類型上。
一些可用的寡糖包括菊糖、葡萄糖寡糖、寡糖和木寡糖。葡萄糖寡糖對腫瘤的發展具有保護作用。此外，半乳寡糖具有通便的作用，可減輕便秘和腸躁症（尤其是在老年人中）引起的嚴重症狀。
寡糖被認為是益生菌的食物來源，從而支持其生長並調節各種生物活性代謝物的產生。這些寡糖以不可消化的交聯聚合物形式存在於植物中，其差異體現在所連接的單體單元數量和糖基部分的類型上。
一些可用的寡糖包括:菊糖、葡萄糖寡糖、寡糖和木寡糖。葡萄糖寡糖對腫瘤的發展有保護作用。此外，半乳寡糖具有通便作用，可減輕便秘和腸躁症（尤其是在老年人中）引起的嚴重症狀。
人類食物中含有許多複雜的化合物（例如:豆類中的抗營養因子、非澱粉多醣等），這些化合物無法被消化系統中的酵素所分解，阻礙消化的過程、並導致營養物質利用不足。在這種情況下，微生物酵素的製劑可以部分或全部清除這些抗營養的成分和複合碳水化合物，從而提高利用率。
乳酸桿菌和雙歧桿菌菌株產生的酶，例如:澱粉酶和勝肽酶，有助於宿主細胞的生化反應。 α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶和呋喃果糖苷酶參與膳食纖維的分解。而酵素的活性取決於益生菌食品中，其微生物群落的多樣性。碳水化合物和膳食纖維代謝所產生的代謝物，能夠抑制胃腸道中有害病原體的活性。隨後釋放出有機酸在控制腐敗細菌的生長，和分裂方面發揮著重要作用。此外，腸道的微生物酵素可以有助於生成次級膽汁酸和非結合膽汁酸，從而作為訊號分子和代謝調節劑，影響了宿主路徑。
據觀察，益生菌（乾酪乳酸桿菌和植物乳酸桿菌）透過與膽酸鹽溶液結合的微生物酶膽鹽水解酶，來降低人體內膽固醇的水平 。某些個體缺乏乳糖酶，因而會導致乳糖不耐症。在這種情況下，益生菌就非常有用，細菌脂肪酶可以能夠將乳糖轉化為葡萄糖和半乳糖。同樣，用於生產優格的細菌培養物，因其水解了活性而降低了其含糖量。
除了乳糖酶之外，乳酸菌家族的部分菌種，還能透過β-半乳糖苷酶的活性來減輕乳糖不耐症的影響 。
益生菌在宿主細胞腸道中發酵蛋白質，有助於產生小胜肽、氨基酸、內酯和吲哚，從而改善宿主在各方面的健康狀況。
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