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为探究 GABA 缓解失眠、高血压等生理紊乱的潜力，研究人员从自然发酵乳制品中筛选产 GABA 的 LAB，评估其益生菌潜力、抗氧化及神经调节活性并优化生产。发现 L. plantarum SY1 具多重优势，为相关应用奠定基础。
在现代快节奏生活中，失眠、高血压、抑郁等生理紊乱问题困扰着众多人群。γ- 氨基丁酸（GABA）作为中枢神经系统主要的抑制性神经递质，被证实对这些问题具有缓解作用，因而受到广泛关注。然而，如何安全有效地获取 GABA 成为研究的热点。乳酸杆菌（LAB）作为公认安全的 GABA 生产者，从自然发酵乳制品中筛选高效产 GABA 的 LAB 菌株，并探究其潜在的益生菌特性、抗氧化及神经调节作用，对于开发具有抗衰和神经保护功能的益生菌产品具有重要意义。基于此，山东大学和中国药科大学的研究人员开展了相关研究，该研究成果发表在《BMC Microbiology》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：通过 Berthelot 法和薄层色谱（TLC）从内蒙古呼伦贝尔牧民家中采集的自然发酵乳样品中筛选产 GABA 的 LAB 菌株；利用 16S rRNA 测序对筛选出的菌株进行鉴定；通过溶血试验和抗生素敏感性测试评估菌株的安全性；采用 DPPH 自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基清除实验测定菌株的体外抗氧化活性；运用秀丽隐杆线虫（C. elegans）的寿命实验、体内抗氧化实验和瘫痪实验评估菌株的抗衰老和神经调节作用；借助单因素实验（OFAT）策略和响应面法（RSM）优化 GABA 的生产条件。
菌株的分离与鉴定
研究人员从自然发酵乳制品中分离出 9 株潜在产 GABA 的 LAB 菌株，通过 Berthelot 法筛选出产量最高的菌株，经 TLC 进一步确认其产 GABA 能力。16S rRNA 基因测序及 BLAST 分析表明，该菌株与植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）具有 100% 的相似性，被命名为 L. plantarum SY1，并在 NCBI GenBank 中登记，登录号为 PV645098。
安全性评估
溶血试验结果显示，L. plantarum SY1 无溶血活性，表明其安全性良好。抗生素敏感性测试表明，该菌株对氨苄青霉素和氯霉素敏感，对头孢菌素、头孢他啶、万古霉素等多种抗生素具有抗性，为其在食品和医药领域的应用提供了安全性参考。
抗逆性评估
酸耐受性测试显示，L. plantarum SY1 在 pH 3.0 时存活率为 30%，在 pH 3.5 时存活率为 59%，表现出较强的耐酸性。胆汁盐耐受性测试表明，在低浓度胆汁盐（0.10%）条件下，菌株存活率为 66%，但在中高浓度胆汁盐条件下存活率显著下降，说明其对低浓度胆汁盐具有一定耐受性。
抗氧化活性
体外抗氧化实验表明，L. plantarum SY1 的无细胞培养上清液（CFCS）具有显著的自由基清除能力，DPPH 自由基清除率为 49 ± 0.2%，羟基自由基清除率为 86.1 ± 0.14%，超氧阴离子自由基清除率为 32.7 ± 1.6%，显示出较强的抗氧化潜力。
体内抗衰老和神经调节作用
寿命实验显示，与对照组相比，喂食 L. plantarum SY1 的秀丽隐杆线虫平均寿命延长了 25.85%，表明其具有显著的抗衰老作用。在过氧化氢诱导的氧化应激条件下，L. plantarum SY1 组线虫的平均存活时间比对照组延长了 18.8%，进一步证实了其体内抗氧化能力。瘫痪实验表明，L. plantarum SY1 可使转基因秀丽隐杆线虫（CL4176）的瘫痪延迟 23.53%，显示出良好的神经保护作用。
GABA 生产优化
通过 OFAT 策略和 RSM 优化，确定了 L. plantarum SY1 产 GABA 的最佳条件为：温度 37℃，初始 pH 4.44，发酵时间 96 h，接种量 4.16%。在此条件下，GABA 产量达到 1.49 g/L。
研究结论表明，L. plantarum SY1 是一株具有高效产 GABA 能力的多功能菌株，兼具益生菌特性、强大的抗氧化活性和显著的神经调节作用。其在秀丽隐杆线虫模型中表现出的延长寿命、增强抗氧化应激能力和缓解 Aβ 诱导的瘫痪等作用，为开发抗衰和神经保护功能的益生菌产品提供了有力的实验依据。此外，通过优化 GABA 生产条件，显著提高了 GABA 产量，为其工业化生产奠定了基础。然而，该研究也指出，进一步阐明 L. plantarum SY1 的神经保护机制，以及在哺乳动物模型中探究其对神经系统疾病的缓解作用，将是未来研究的重要方向。这项研究不仅拓展了益生菌的应用领域，也为解决现代社会中日益突出的健康问题提供了新的思路和潜在解决方案。
