近日,中國農業大學廖小軍教授團隊在國際知名期刊Bioresource Technology發表研究性論文《高壓誘導乳酸菌進入活的非可培養狀態抑制發酵后酸化》(High-pressure-induced viable but non-culturable lactic acid bacteria inhibit its post-acidification)。團隊發現高壓處理(High-pressure processing, HPP)技術能成功誘導乳酸菌(Lactiplantibacillus plantarum)進入“活的非可培養狀態(Viable but Non-culturable, VBNC)”,并顯著抑制了發酵食品的后酸化現象。
該研究首次將在致病菌中發現的細菌VBNC現象應用于益生菌中,拓展了超高壓技術的應用場景,闡明了VBNC狀態抑制乳酸菌后酸化的代謝機理,并成功應用于實際食品體系中。中國農業大學為論文第一完成單位,食品學院楊東副教授、饒雷副教授為共同通訊作者,在讀研二碩士上官逸然為第一作者。
乳酸菌廣泛應用于食品發酵中,能提升產品風味與營養價值。但發酵完成后,乳酸菌持續產酸導致產品pH進一步降低,即“后酸化”,嚴重影響產品口感和貨架穩定性。以往通過殺菌可以抑制后酸化,但也會同時破壞乳酸菌的活性,無法滿足消費者對健康益生食品的需求。
此次研究中,科研人員利用400~500 MPa壓力進行高壓處理,成功誘導乳酸菌進入VBNC狀態。實驗發現,VBNC狀態的乳酸菌在冷藏(4°C)條件下,復蘇過程明顯延遲,酸生成速率顯著降低,使產品開始后酸化時間延后達3倍。
進一步的代謝組學分析表明,高壓處理抑制了乳酸菌細胞內的核黃素代謝途徑,顯著減少了呼吸鏈中的關鍵分子(FMN、FAD)含量,降低了ATP與NADH的生成,從而抑制了乳酸生成的關鍵環節。這種代謝“重編程”是VBNC乳酸菌能夠抑制后酸化的關鍵機制。
誘導植物乳植桿菌VBNC狀態抑制發酵后酸化的機制
這項研究不僅首次揭示了VBNC狀態抑制后酸化的代謝機理,也為食品工業提供了一種新的非熱加工策略,可以在保留益生菌活性的情況下顯著提升產品穩定性和品質,對解決乳酸發酵食品面臨的后酸化難題具有現實意義和經濟價值。
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