乳酸菌嘌呤代谢
乳酸菌的乙醇耐受机制及其在食醋生产中的应用
乳酸菌的乙醇耐受机制及其在食醋生产中的应用张霖，夏程程，王文悦，余帆，肖柯，易弛，樊鑫，朱晓青，肖俊锋，李琴，汪超，穆杨，周梦舟*（湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室，工业发酵省部协同创新中心，湖北省食品发酵工程技术研究中心，湖北武汉430068）摘要：传统固态发酵食醋因其丰富的菌群在风味、品质等方面有着不可比拟的优势，乳酸菌作为固态食醋发酵中重要的功能微生物，广泛应用于食品、生物等领域。
然而，食醋在发酵过程中乳酸菌会受到高乙醇环境的胁迫，因此探究乳酸菌如何在高乙醇环境下生存具有积极意义。
该研究选择耐乙醇副干酪乳杆菌（PC-5）和不耐乙醇植物乳杆菌（PR-7）作为实验对比菌株，通过检测生物指标发现：在体积分数为8%的乙醇环境下，PC-5的多糖含量占比和细胞膜通透性分别提高至0.56%和75%，且显著高于PR-7。
此外，代谢途径中的己糖激酶（Hexokinase，HK）、6-磷酸果糖激酶（6-Phosphofructokinase，PFK）、丙酮酸激酶（Pyruvate Kinase，PK）的活性均高于PR-7，并分别提高至99.82、2.78、3.43 U/mg。
最后，在食醋不同发酵阶段中加入PC-5使其与酵母菌实现共同发酵，结果发现：共发酵食醋体系中多酚的生成和总抗氧化能力比单菌发酵分别提升了32.14%和55.56%。
因此乳酸菌对食醋发酵有着良好的促进作用，为乳酸菌参与食醋共发酵提供了良好的理论依据。
关键词：乳酸菌；细胞膜；乙醇胁迫；混菌发酵文章编号：1673-9078(2024)03-91-101 DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2024.3.0322Ethanol Tolerance Mechanism of Lactic Acid Bacteria and Its Application inVinegar FermentationZHANG Lin, XIA Chengcheng, WANG Wenyue, YU Fan, XIAO Ke, YI Chi, FAN Xin, ZHU Xiaoqing, XIAO Junfeng, LI Qin, WANG Chao, MU Yang, ZHOU Mengzhou*(Research Center of Food Fermentation Engineering and Technology of Hubei, Key Laboratory of Fermentation Engineering, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China)Abstract: Traditional solid-state fermented vinegar has superior flavor and quality due to its rich flora. As lactic acid bacteria are important functional microorganisms in solid-state vinegar fermentation, they are widely used in food-related and biological fields. However, lactic acid bacteria are stressed by high ethanol concentrations during vinegar fermentation.Therefore, how lactic acid bacteria survive at high ethanol concentrations should be explored. In this study, ethanol-tolerant Lactobacillus paracasei PC-5 and ethanol-intolerant Lactobacillus plantarum PR-7 were selected for comparison. Based on the biological indicators, the polysaccharide content and cell membrane permeability of PC-5 increased to 0.56% and 75%, 引文格式：张霖,夏程程,王文悦,等.乳酸菌的乙醇耐受机制及其在食醋生产中的应用[J] .现代食品科技,2024,40(3):91-101.ZHANG Lin, XIA Chengcheng, WANG Wenyue, et al. Ethanol tolerance mechanism of lactic acid bacteria and its application in vinegar fermentation [J] . Modern Food Science and Technology, 2024, 40(3): 91-101.收稿日期：2023-03-16基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目（31601455）；湖北省粮食局科技创新项目（2017-58）作者简介：张霖（1997-），男，硕士研究生，研究方向：食品发酵与微生物，E-mail：通讯作者：周梦舟（1986-），男，博士，教授，研究方向：食品发酵与微生物，E-mail：91respectively, and were significantly higher than those of PR-7 in an ethanol environment with a volume fraction of 8%. PC-5 outperformed PR-7 in terms of the activities of hexokinase (HK), 6-phosphofructokinase (PFK), and pyruvate kinase (PK) in the metabolic pathway, with activities increasing to 99.80, 2.78, and 3.43 U/mg, respectively. Finally, PC-5 was added to the vinegar at different fermentation stages to achieve mixed culture co-fermentation with yeast. Polyphenol production and total antioxidant capacity were found to increase by 32.14% and 55.56%, respectively, compared with those of single culture bacteria fermentation. Therefore, lactic acid bacteria had positive stimulation effects on vinegar fermentation. Such findings provide a good theoretical basis for the use of lactic acid bacteria in mixed culture fermentation of vinegar.Key words: lactic acid bacteria; cell membrane; ethanol stress; mixed culture fermentation食醋作为酸性调味品在我国有着悠久的酿造历史，不仅富含营养，而且具有降血糖、降血脂等多种有益于人体的功能，其发酵方式主要分为传统固态发酵和液态发酵。
基于肠道菌群探讨中医药治疗高尿酸血症及痛风机制
基于肠道菌群探讨中医药治疗高尿酸血症及痛风机制作者：杨琦朱昱成程丽丽姚鑫甘丫琴蔡莉莉李成义吴文楷陈晓雯来源：《风湿病与关节炎》2023年第11期【摘要】高尿酸血症是临床常见的慢性全身代谢性疾病，是痛风发病最直接的原因。
人体肠道微生物种类多样，对机体的免疫代谢、器官发育以及内环境稳态方面起着至关重要的作用，并与疾病的发生关系极为密切。
随着近年来研究逐渐深入，肠道菌群已被证实与高尿酸血症及痛风息息相关，而中医药在调节肠道菌群失调方面具有独特的优势，疗效确切。
基于肠道菌群调控，探讨尿酸代谢异常人群肠道菌群的分布特点以及肠道微生物参与尿酸代谢的作用机制，并结合单味中药、中药复方调节肠道菌群失衡状态，干预高尿酸血症及痛风的最新研究进行探讨，为中医药防治高尿酸血症及痛风提供新思路。
【关键词】高尿酸血症；痛风；肠道菌群；肠道微生态；机制探讨高尿酸血症（hyperuricemia，HUA）是一种由于长期嘌呤代谢障碍，机体尿酸生成、排泄异常，引起血清尿酸水平升高的临床常见慢性疾病，也是痛风发生、发展的高风险因素［1］。
长期尿酸排泄失衡，单钠尿酸盐不断积蓄沉淀在机体关节腔、肾脏和皮下等相应部位，则会出现急慢性关节炎症、组织损伤、痛风石沉积，以及尿酸性尿路结石等临床表现［2］。
近年来，随着居民饮食结构的变化，HUA及痛风在我国的发病率逐年递增，相关报道显示，目前我国HUA患病率已达15.1%，而痛风的发病率为1.6%，且呈现明显年轻化、高复发的趋势［3-4］。
因此，在确诊后积极开展有效的治疗以降低其发病率、改善患者的症状显得尤为重要。
肠道菌群是人体内最大的微生态系统，在维持机体内环境稳态中发挥着重要作用。
近来研究发现，肠道菌群失调与众多代谢性疾病尤其是尿酸相关性疾病的发生关系密切，通过调节肠道菌群，降低血尿酸水平，从而治疗HUA及痛风已逐渐成为当前研究的热点［5］。
中医药因其多靶点、多途径、多组分等特点，在调节肠道菌群紊乱，改善肠道生物群的组成结构，实现肠道微生态系统的平衡以治疗HUA及痛风方面具有独特的优势。
食品中嘌呤的降低方法及低嘌呤产品研究进展
食品研究与开发F ood Research And Development圆园20年1月第41卷第2期DOI ：10.12161/j.issn.1005-6521.2020.02.031基金项目：“双一流”学科创新团队建设人才培育项目（NDSC2018-13）；内蒙古自治区科技计划项目（201802067）作者简介：刘建林（1994—），女（汉），硕士研究生，研究方向：农产品加工与贮藏。
*通信作者：赵丽华（1971—），女（汉），教授，博士，研究方向：肉品加工与质量控制。
食品中嘌呤的降低方法及低嘌呤产品研究进展刘建林，孙学颖，辛晓琦，杜梅，王倩，赵丽华*，靳烨（内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古呼和浩特010020）摘要：嘌呤代谢紊乱是引起人体内诸如痛风、肾衰竭等一系列病理表征的重要因素之一。
人体从食物中摄取的嘌呤虽少但却几乎都转变成为了诱发痛风、肾衰竭等病症发作的有害物质，因此研发低嘌呤产品具有重要的营养健康价值。
以降低高嘌呤食物中的嘌呤为出发点，论述国内外低嘌呤产品的研究进展，并对常见的降嘌呤方法进行分析论述。
为低嘌呤产品以后的进一步研究提出了建议。
关键词：嘌呤；活性炭；酶；乳酸菌；低嘌呤啤酒；低嘌呤豆制品Research Progress of Methods of Purine Reduction and Low Purine Products in Food LIU Jian-lin ，SUN Xue-ying ，XIN Xiao-qi ，DU Mei ，WANG Qian ，ZHAO Li-hua *，JIN Ye（College of Food Science and Engineering ，Inner Mongolia Agricultural University ，Hohhot 010020，Inner Mongolia ，China ）Abstract ：Purine metabolic disorder is one of the important factors that cause a series of pathological characterizations such as gout and kidney failure in the human body.Although the human body ingests less purine from foods ，it almost turns into a harmful substance that induces the onset of symptoms such as gout and kidney failure.Therefore ，research and development of low purine products has important nutritional and healthvalue.Based on the reduction of purine in high purine foods ，discussed the research progress of low purineproducts at home and abroad ，and analyzed the common methods of reduce purine.Some suggestions for further research of low purine products were put forward.Key words ：purine ；activated carbon ；enzyme ；lactic acid bacteria ；low purine beer ；low purine soybean products引文格式：刘建林，孙学颖，辛晓琦，等.食品中嘌呤的降低方法及低嘌呤产品研究进展[J].食品研究与开发，2020，41（2）：179-184LIU Jianlin ，SUN Xueying ，XIN Xiaoqi ，et al.Research Progress of Methods of Purine Reduction and Low Purine Products in Food[J].Food Research and Development ，2020，41（2）：179-184嘌呤（C 5H 4N 4）是含有两个相邻碳氮环的杂环芳香化合物，是生物体内核酸的重要组成成分，是存在于所有人体细胞和多数食物中的一种天然的活性生物碱[1]。
乳酸菌的耐酸性机制
被假定是乳球菌能够在胃中存活的机制， 因为在胃里 切除， 编码此酶的基因是 ｕｖｒ 基因， 由多个亚 基组 成 。
微生物面对的是高酸、高氯化物的生存环境。人们推 Ｈａｎｎａ 等发现， 在低 ｐＨ 值环境中生存时，突 变链 球 菌
测 ｇａｄＣＢ 基因可能对乳球菌在干酪生 产 过程 中的 存 （ Ｓｍｕｔａｎｓ） 的野生型和含有 ｒｅｃＡ 基因的突变株中都具
的生存是一个很大的挑战。例如， 益生菌的最佳载体 是酸奶和发酵乳制品， 益生菌要在其中生存就不得不 适应这两类载体的酸性环境， 而且益生菌需要能够在
ＰＭＦ。ＰＭＦ 能够促进细胞质中质子的外排， 导致胞内 ｐＨ 值的降低。Ｆ１Ｆ０－ ＡＴＰｏｓｅ 由 Ｆ０ 蛋白和 Ｆ１ 蛋白构 成。嵌入细胞膜中的 Ｆ０ 亚基复合体是由 ａ、ｂ 和 ｃ 三
相比， 存活率提高了 １ ０００ 倍。由于在唾液中存在尿 素 ， 因 此 尿 素 水 解 可 能 对 唾 液 链 球 菌 （ Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ
为， 口腔细菌所具有的 ＡＤＩ 体系对人类来说是有益 ｓａｌｉｖａｒｉｕｓ） 在其它嗜酸的乳杆菌和口腔链球菌正常生
的， 如格氏链球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｇｏｒｄｏｎｉｉ）、副血链球菌 长导致的极低 ｐＨ 环境中生存尤其重要。
以利用的耐酸性机制有许多种， 大体上可以分成 ８ 类 ： 质 子 泵 、蛋 白 质 修 复 、ＤＮＡ 修 复 、调 节 因 子 、细 胞 密 度的 改变 、细 胞膜 的 改变 、产生 碱 和 代 谢 方 式 的 改
装 配 或 开 启 过 程 中 发 挥 一 定 的 作 用 。结 合 在 细 胞 膜 表 面的 Ｆ１ 亚基复合体是由 α、β、γ、δ和 ε５ 个亚基组成 的， 当它从膜中释放出来后就具有 ＡＴＰ 酶活 性 ， 当其
乳酸菌产过氧化氢原理
乳酸菌产过氧化氢原理
乳酸菌产过氧化氢的原理主要涉及到其代谢过程中的一些生化反应。
当乳酸菌在宿主体内定植后，它们会在特定的条件下产生过氧化氢。
这个过程通常涉及到醛氧化酶、黄素蛋白氧化酶或黄嘌呤氧化酶等的作用。
这些酶能够将乳酸菌在生长过程中产生的超氧阴离子自由基转化为过氧化氢。
此外，乳酸菌自身不具备过氧化氢酶，因此过氧化氢会在乳酸菌所处的环境中不断累积。
这种过氧化氢的累积对于其他菌落有一定的抑制作用，从而维护了宿主肠道内的菌群平衡。
过氧化氢在一定条件下还可以激活肠道中的过氧化物酶一硫氰酸盐反应体系，进一步产生具有抑菌作用的中间产物。
同时，过氧化氢作为一种信号分子，能够诱导肠上皮细胞分泌过氧化氢酶，激活PPAR-Y信号通路，对炎症反应进行免疫应答，从而提高宿主的免疫力。
如需获取更多关于乳酸菌产过氧化氢原理的信息，建议咨询专业人士或查阅相关文献。
乳酸菌次级代谢产物
乳酸菌次级代谢产物
乳酸菌的次级代谢产物主要包括以下几类：
1. 有机酸：乳酸菌的主要代谢产物是乳酸。
乳酸可通过发酵过程产生，并且可以分为两种不同的结构异构体，即左旋乳酸和右旋乳酸。
2. 乳酸菌素：乳酸菌素是乳酸菌发酵产生的一种抗菌物质，具有广谱的抗菌活性。
乳酸菌素可以对多种病原微生物产生抑制作用，对于维持肠道菌群平衡具有重要作用。
3. 抗氧化物质：乳酸菌发酵还可以产生一些抗氧化物质，如超氧化物歧化酶和过氧化氢酶等，在抑制自由基产生和氧化应激方面具有显著的效果。
4. 抗菌肽：乳酸菌能够分泌一些抗菌肽，如乳酸菌素和针对特定菌种的细菌毒素，这些抗菌肽能够对抗病原微生物的侵袭，提高肠道的抵抗力。
5. 维生素：乳酸菌发酵还可以产生一些维生素，如维生素B
和维生素K。
这些维生素对人体的生长和健康起到重要的作用。
乳酸菌的次级代谢产物不仅对人体健康有益，还可以用于食品工业中的防腐和保鲜等方面。
乳酸菌的生理特性和生物学功能
S8",,抑菌抗病，健胃整肠
乳酸菌是定居在肠道中的有益菌群，通过代谢产酸、降 低肠内 FP 值，产生抗菌的细菌素，能有效地抑制肠道腐败 菌的繁殖，抑制有害物质的产生。乳酸菌促进消化、吸收， 有健胃的功能。乳酸菌产生的有机酸还有促进肠管蠕动、有 润肠通便的功效。
S8J,,杀死具有抗药性的细菌，增加免疫功能
参考文献：
德国）著^3普通微生物学ced^3上海：复旦大学出版社，.00&：(Zf7(f%/ c.d3;A 施莱杰 （ ：b07%,/ c(d3张红/3乳酸菌的发酵性质和生物学功能c=d/3生物学通报，,00f，!b （ ,(）
;() <(%1,&=&-,0.= <+&-)+"% .’$ *,&=&-,0.= >#’0",&’ &2 ?.0",0 80,$ *.0")+,. B<23U97S56+
称。在自然界中普遍存在，如动植物的汁液和浸汁自然发酵 时，首先进行的乳酸发酵，因此乳酸菌被称为自然发酵的先 锋队。乳酸菌的应用十分广泛，国际市场上乳酸发酵制成的 产品，是农业、纺织、化工、医药等行业的重要原料，此外 还有乳酸菌饮料、酸奶、酱油等举不胜举。近年来，人们逐 渐认识到乳酸菌的生理功能极其对人体健康的作用，使乳酸 菌在食品和医药等方面具有广阔的应用前景。
4$P;"&$!"4PJ4P&PQ4&&P ,,,,异型乳酸发酵：异型乳酸发酵菌缺乏果糖—二磷酸途径 的关键酶 Q 醛缩酶和丙糖—磷酸异构酶。因此葡萄糖的起始 降解完全是通过戊糖—磷酸途径，根据产物不同，又分为 "
乳酸菌耐酸机理_陈霞
ｗｗｗ．ｃｈｉｎａｄａｉｒｙ．ｎｅｔｒｐｇｙ＠ｃｈｉｎａｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ．ｃｎ中国乳品工业０引言乳酸菌是人体肠道中正常菌群之一，与人体健康关系密切。
乳酸菌家族中的嗜酸乳杆菌（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓａｃｉｄｏｐｈｉｌｕｓ）是宿主（人和动物）肠道、口腔和阴道正常菌群，当达到一定数量时，能够调节宿主体内微生物菌群的平衡，可以改善宿主体内系统环境，对宿主健康具有促进作用［１］。
能否在人体肠道中的低ｐＨ值，高胆汁酸中存活成为这些有益菌群面对的首要挑战和进一步开发应用的限制因素。
同时，由于人们健康意识日益增加，微生态制剂市场变得活跃起来。
微生态制剂主要是通过其含有的活菌的积极生命活动来调节微生态的平衡，因此活菌含量的高低是产品质量的关键指标之一。
作为微生态制剂的主要成员乳酸菌，由于大多是厌氧或兼性厌氧微生物，并在其本身的生命活动过程中又会产生一些酸性物质，如乳酸和乙酸等，使之难以保存，货架期缩短。
因此，保持一定量的活菌数变得十分重要。
另外，在乳酸菌成长中产生乳酸，引起低ｐＨ值，作为人体胃肠道有益菌群，乳酸菌同样面临低ｐＨ值的考验。
如何在低ｐＨ值条件下存活，便显得尤为重要。
本文讨论了乳酸菌可能的耐酸机理，并对其进行了初步分析。
１质子泵该途径又称为质子原动力（ＰｒｏｔｏｎＭｏｔｉｃｅＦｏｒｃｅ，ＰＭＦ）透性酶转移系统，该系统可在ｐＨ值为５．５以下、糖供应过剩时发挥作用，而质子原动力的产生与菌体内Ｈ＋－ＡＴＰ酶的活性相关。
如图１所示，该系统通过转运和质子消耗去羧基反应生成ＡＴＰ。
如：通过谷氨酸降解将谷氨酸离子（Ｇｌｕ２－）移入细胞，将γ－氨基丁酸离子（ＧＡＢＡ－）移出细胞；通过苹果酸降解将苹果酸离子（Ｍａｌ２－）移入细胞，将乳酸盐离子（Ｌａｃ－）移出细胞；通过草酰乙酸降解将柠檬酸离子（Ｈｃｉｔ２－）移入细胞，将乳酸盐离子（Ｌａｃ－）移出细胞。
在以上转运过程中产生电压。
通过以上脱羧收稿日期：２００７－０７－３１基金项目：国家自然基金项目（３０５６００９７）；国家高技术研究发展计划（２００６ＡＡ１０Ｚ３４５）。
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乳酸菌嘌呤代谢
乳酸菌嘌呤代谢是指乳酸菌在代谢过程中产生和分解嘌呤类物质的过程。
乳酸菌是一类革兰氏阳性杆菌，可以通过发酵糖类物质产生乳酸。
在乳酸发酵过程中，乳酸菌也会产生一些代谢产物，其中包括嘌呤类物质。
乳酸菌能够合成和分解嘌呤类物质的能力与其代谢途径有关。
乳酸菌可以合成嘌呤碱基，如腺嘌呤和鸟嘌呤，这些嘌呤碱基在核酸和辅酶的合成中起着重要作用。
乳酸菌合成嘌呤碱基的途径通常与核苷酸途径中的磷酸核糖途径相关。
另外，乳酸菌也可以分解嘌呤类物质。
在缺乏外源嘌呤供应的情况下，乳酸菌可以通过分解自身产生的核苷酸来获得嘌呤类物质。
乳酸菌使用嘌呤酶将核苷酸分解为嘌呤碱基，然后进一步分解为尿酸和尿酸二核苷酸。
乳酸菌嘌呤代谢对于菌体生长和代谢能力的一般发挥重要作用。
乳酸菌通过调控嘌呤代谢途径，可以适应不同的环境条件和营养供应，从而促进其生存和繁殖。
此外，乳酸菌嘌呤代谢还与菌体的酸碱平衡、氧化还原能力和抗氧化应激反应等生理功能密切相关。