乳酸菌发酵:降低海带食品(Porphyra haitanensis)尿酸生成的新途径

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:International Journal of Food Microbiology 5.0

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  推荐 为解决高尿酸血症(HUA)患者因摄入高嘌呤海带(Porphyra haitanensis)加重病情的问题,研究人员利用乳酸菌(LAB)发酵技术,显著降低海带中黄嘌呤含量,并抑制黄嘌呤氧化酶(XOD)和腺苷脱氨酶(ADA)活性。结果显示,植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)发酵后黄嘌呤减少47.80%,鼠李糖乳杆菌(Lacticaseibacillus rhamnosus)对XOD的抑制率提升至91.39%。该研究为高尿酸血症管理提供了创新饮食干预策略。

  

论文解读
高尿酸血症(HUA)作为全球第二大代谢性疾病,与嘌呤代谢紊乱密切相关。过量摄入高嘌呤食物如海鲜会显著增加患病风险,而沿海地区居民的高发病率印证了这一关联。海带(Porphyra haitanensis)作为富含营养的红藻类食品,虽具有抗氧化、降血脂等多重功效,但其高嘌呤特性使其成为HUA患者的潜在风险源。如何通过技术创新降低海带嘌呤含量,成为改善高尿酸血症患者饮食选择的关键课题。

福建厦门某研究团队针对这一问题,提出利用乳酸菌(LAB)发酵技术改良海带食品的方案。乳酸菌通过降解嘌呤类化合物并抑制尿酸合成关键酶活性,有望实现靶向调控尿酸生成的目标。该团队选取植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)、副干酪乳杆菌(Lacticaseibacillus paracasei)和鼠李糖乳杆菌(Lacticaseibacillus rhamnosus)三种菌株,系统评估其对海带发酵过程中嘌呤代谢的影响机制。

研究采用非靶向代谢组学技术分析发酵前后代谢物变化,结合分子对接验证关键代谢物的酶抑制作用。结果显示,植物乳杆菌发酵后黄嘌呤含量下降47.80%,而鼠李糖乳杆菌对XOD活性的抑制率高达91.39%,较对照组提升308.30%。代谢组学分析进一步揭示叶酸(folic acid)和顺式玉米素(cis-zeatin)为关键差异代谢物,二者与XOD及ADA均呈现强结合亲和力。

研究背景方面,全球HUA患病率持续攀升,已成为继糖尿病之后的第二大代谢性疾病。传统饮食干预依赖低嘌呤食谱,但患者依从性差且营养受限。乳酸菌发酵技术凭借其安全性和功能性优势,成为食品工业改良高嘌呤食材的新兴手段。此前已有研究表明,某些乳酸菌可降解嘌呤核苷酸并抑制尿酸合成酶活性,但针对海带的具体应用尚未见报道。

本研究通过三组平行发酵实验,系统评估不同乳酸菌菌株的降嘌呤效能。植物乳杆菌在36小时发酵周期内实现最大活菌数8.84±0.07 log CFU/mL,并显著降低黄嘌呤含量。分子对接实验进一步证实,叶酸与XOD活性位点的结合常数达1.2×10-5 M,而顺式玉米素对ADA的抑制常数为3.5×10-6 M,均表现出强效抑制作用。

研究结论表明,乳酸菌发酵不仅能提升海带营养价值,还可通过双重机制降低尿酸生成风险:一方面直接降解嘌呤前体物质,另一方面抑制XOD和ADA活性阻断尿酸合成通路。该技术为开发低嘌呤海带功能性食品提供了科学依据,对改善高尿酸血症患者饮食结构具有重要意义。研究成果发表于《International Journal of Food Microbiology》,为海洋食品精深加工开辟新方向。

研究方法部分,团队采用非靶向代谢组学技术分析发酵过程中代谢物谱变化,通过UPLC-MS/MS平台鉴定差异代谢物。分子对接实验使用AutoDock Vina软件模拟关键代谢物与酶的结合模式,验证其抑制机制。样本来源于福建霞浦海域野生海带,确保研究材料的地域代表性。

本研究的创新性体现在首次将乳酸菌发酵技术应用于海带降嘌呤改良,并揭示叶酸与顺式玉米素的关键调控作用。相较于传统热处理或化学降嘌呤方法,生物发酵具有温和、绿色的显著优势。研究结果不仅为海带深加工提供理论支撑,更为开发个性化营养干预方案奠定基础,对推动慢性病饮食管理具有重要实践价值。未来研究可进一步优化发酵工艺参数,并开展临床功效验证试验。

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