近日,我校食品科学与工程学院、甘肃省功能乳品工程实验室乳品科学与技术团队带头人梁琪教授作为通讯作者,围绕牦牛乳源益生菌的益生特性及代谢产物特性的研究在国际权威期刊Food Hydrocolloids(中科院一区top, IF=12.4)、Food Research International(中科院一区top, IF=8)和LWT - Food Science and Technology(中科院一区top, IF=6.6)连续发表3篇高水平研究论文。论文第一作者分别是我校食品科学与工程学院硕士研究生钱敏敏和孙灿。
在Food Hydrocolloids发表的题为Exopolysaccharides from Co-cultured Lactiplantibacillus plantarum: Structural properties and genetic basis for food hydrocolloid applications的研究中发现,在共培养植物乳植杆菌CD11和MT35中提取的胞外多糖纯化出三种亚组分EPS-a、EPS-b、EPS-c。粗EPS由葡萄糖、甘露糖等组成,分子量分布窄;各组分均具高热稳定性。流变学显示粗EPS与EPS-b可形成凝胶,EPS-a与EPS-c为粘弹性固体。基因组分析证实了其具有完整EPS合成基因簇和糖代谢途径。其中凝胶型EPS-b与固体型EPS-c为食品质构定制化设计提供了新资源。

在Food Research International发表的题为Analysis of the antioxidant properties of Lactiplantibacillus plantarum EA3 isolated from fermented yak milk based on whole genome sequencing中发现植物乳植杆菌EA3基因组大小为3.47 Mb,由一个环状染色体和三个质粒组成,GC含量44.48%。功能注释显示其携带33个氧化应激相关基因及多种耐酸、耐胆盐、黏附及细菌素相关基因。体外实验证实EA3可耐受4 mM H₂O₂,菌悬液与发酵上清液均具强自由基清除能力,在pH 2.5和1.2%胆盐条件下存活率高达90.24%,并对沙门氏菌和金黄色葡萄球菌有抑菌活性。基因组中未发现毒力因子,且无溶血活性、不产生生物胺,安全性良好。综上,EA3具有优异的抗氧化特性,是功能性食品生产的潜力菌株。

在LWT - Food Science and Technology发表的题为Genomic insights into adhesion mechanisms of Tibetan yak milk-derived Lactiplantibacillus plantarum: Synergistic effects of co-culture on probiotic properties的研究中,植物乳植杆菌CD11和MT35分离自传统藏区牦牛酸奶。全基因组测序显示,CD11基因组大小约3.32 Mb,编码4200个基因;MT35基因组大小约3.32 Mb,编码3155个基因,两者GC含量均为44.48%,并共同携带12个保守黏附基因,包括dltABCD和胶原结合蛋白基因。与单一菌株相比,共培养菌株对Caco-2细胞的黏附率提高5%,在模拟肠液中的存活率提升12.7%,表现出更优的胃肠道耐受性。黏附蛋白以α-螺旋为主,具有良好的加工与消化稳定性;菌株编码的独特胶原蛋白结构域有助于改善发酵乳质构。本研究构建了藏区来源植物乳植杆菌的基因组框架,为高黏附益生菌的靶向筛选及乳制品创新提供了理论依据。

藏区来源的益生菌通过全基因组测序揭示了胞外多糖合成基因、高度保守的黏附基因、抗氧化基因及优良的耐受特性,结合共培养技术的协同增效作用,为菌种保藏与功能性发酵乳生产提供了兼具结构功能多样性与安全性的优质菌株资源。
以上研究得到国家自然科学基金项目(31660468)、发酵牦牛乳益生菌及蛋白质降解肽功能活性的研究项目(0722093)和中央引导地方科技发展资金项目(25ZYJA038)的资助。