微生物合成的硒纳米颗粒通过调节有益的土壤微生物并促进苯丙素类物质的生物合成，减轻了生菜（Lactuca sativa L.）中的镉胁迫：来自代谢组学和转录组学分析的见解

《Food Bioscience》：Microbially synthesized Selenium Nanoparticles alleviate cadmium stress in lettuce ( Lactuca sativa L.) by modulating beneficial soil microorganisms and promoting phenylpropanoid biosynthesis: Insights from metabolomic and transcriptomic profiling

摘要协同发酵优化了 mulberry 葡萄酒颜色，LAB 提前接种5天、1:1 比例和25℃条件使花青素保留提升30%，C3G 峰面积增加742.8%。分隔符：

潘一博|尹翔|张建国|白伟斌|孙建霞

广东工业大学化学工程与轻工学院，中国广东省广州市510006

摘要

目前关于共发酵果酒的研究主要集中在风味特征上，而对共发酵如何影响葡萄酒颜色的理论理解仍然有限。为填补这一知识空白，本研究通过单因素实验系统地优化了发酵参数，考察了接种方法、接种比例和发酵温度。在优化条件下测定了CIELAB参数和花青素颜色参数。结果表明，最佳发酵方案是在酵母接种前5天接种乳酸菌（LAB），接种比例为1:1，并保持温度在25°C。共发酵过程显著改善了桑葚酒的颜色属性，同时没有大幅降低酒精发酵效率。与酵母单培养相比，pH差分法的结果显示共发酵使花青素保留量增加了30%，HPLC的结果显示共发酵使C3G的峰面积增加了742.80%。这些发现表明，酵母-乳酸菌共发酵为提高果酒品质提供了一种有前景的策略。

引言

桑葚（Morus属）是一种多年生落叶树，属于桑科，其果实分布于东亚、西亚、东南亚、南欧、北美洲南部、南美洲西北部以及非洲部分地区。桑葚具有双重价值：作为一种传统中药，具有保肝、补肾、补血、降血糖和降血脂的功效（Liu, Liu, & Xiong, 2023）；同时，它也是一种富含有机酸、氨基酸、维生素和矿物质的高营养价值食品（Hao et al., 2022）。然而，由于桑葚表皮薄且果汁含量高，容易受到微生物污染、机械损伤和快速变质，这严重限制了其储存潜力和市场供应。因此，对其进行增值加工以延长保质期至关重要，目前市场上已有果汁、粉状饮料、醋、葡萄酒、果酱和干果等产品，深受消费者欢迎。

在各种加工产品中，桑葚酒因其较高的商业价值而脱颖而出，它不仅保留了果实的营养成分，还通过微生物代谢改变了生物活性化合物的组成，从而增强了健康益处。桑葚酒的生产包括两个基本的生化过程：首先是酒精发酵（AF），主要由酵母将碳水化合物转化为乙醇和CO₂并产生相应代谢物；其次是苹果酸乳酸发酵（MLF），乳酸菌（LAB）催化L-苹果酸脱羧生成L-乳酸，通常在AF完成后进行（Lasik-Kurdy?, Majcher, & Nowak, 2018）。MLF通过多种机制显著影响葡萄酒品质：首先，它将苹果酸转化为乳酸，降低总酸度并减轻涩味；其次，它消耗剩余糖分，提高微生物稳定性（Berbegal et al., 2016）；最后，它通过生物合成和风味活性化合物的生物转化改变香气特征。传统的MLF过程是自发发生的，或者是在AF后通过人工接种细菌实现的，但这种方法存在固有的局限性。酵母产生的代谢物如乙醇和脂肪酸具有抑菌作用（Chen et al., 2023）。此外，AF后的低pH值和低SO₂浓度环境不仅会抑制细菌活力，还会促进腐败微生物的繁殖（Massera et al., 2009）。这些限制要求采用创新的发酵策略来确保MLF的顺利进行。

共发酵技术，即同时接种酵母和乳酸菌，作为一种克服传统MLF挑战的有效方法，具有三个关键优势：首先，它能够同时进行AF和MLF过程，显著缩短发酵时间（Tristezza et al., 2016）；其次，乳酸菌的早期适应能有效抑制腐败微生物，提高葡萄酒稳定性（Abrahamse & Bartowsky, 2011）；最后，完全降解苹果酸可降低酸度，从而优化感官品质（Zhang et al., 2022）。尽管当前研究已经阐明了共发酵条件下发酵控制和风味提升的机制基础（Knoll et al., 2011; Versari et al., 2016; Sun et al., 2025），但在调节葡萄酒颜色的微生物相互作用方面仍存在关键知识空白，而颜色是直接影响消费者偏好和商业成功的重要感官属性。本研究以桑葚为研究对象，这种水果不仅具有药用价值，还含有独特的花青素成分，将其作为发酵模型，从多个机制层面全面分析颜色调控机制。本研究旨在阐明酵母-乳酸菌共发酵如何通过定义明确的微生物相互作用来调控关键色素的稳定性、转化和共着色过程，从而填补特种果酒颜色优化方面的关键知识空白。

材料

桑葚由海南鲜友食品有限公司（中国海南）提供。实验中使用的乳酸菌（LAB）是在实验室早期筛选并保存的，包括HT1、ZH1、B7、WT、SS、48、87、2H、3H、9HD、LP、LR、L1、SCLN1、L4、L6、L7和L9（本研究中使用的所有LAB菌株均由华南农业大学张建国教授的研究团队提供）。商业化的S. cerevisiae（Maestoso）菌株购自Angel Yeast公司。

最佳乳酸菌菌株的筛选与鉴定

共发酵技术具有多种优势，包括缩短生产周期、提高葡萄酒稳定性和改善香气特征。然而，这种方法需要同时接种S. cerevisiae和乳酸菌以促进AF和MLF的发生，因此需要选定的菌株之间具有最佳的微生物相容性。近几十年的研究表明，酵母-乳酸菌之间的相互作用非常复杂，包括相互促进、生长抑制等。

结论

本研究通过单因素实验系统地优化了桑葚酒的共发酵过程，考察了接种方法、接种比例和发酵温度，并在最佳条件下测定了CIELAB参数和花青素颜色参数。结果表明，最佳方案是在酵母接种前5天接种乳酸菌，接种比例为1:1（两种菌株均为10⁶ CFU/mL），并保持温度在25°C。分析数据...

CRediT作者贡献声明

孙建霞：撰写 – 审稿与编辑，项目管理，资金获取。张建国：撰写 – 审稿与编辑，监督，资源提供。白伟斌：项目管理。潘一博：撰写 – 原稿撰写，方法学设计，数据整理，概念构建。尹翔：验证，监督，方法学设计，概念构建

未引用的参考文献

Zhang et al., 2019.

资助

本研究得到了国家自然科学基金（编号：32572601）、广州市科技计划（编号：2024B03J1360）、国家自然科学基金（编号：32272336）以及广州市重点研发计划（编号：2025B03J0008）的支持。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。