植物乳杆菌MPS-PJ241与副干酪乳杆菌TD-PJ242发酵提升砀山梨汁品质及功能特性的代谢组学研究

【编辑推荐】本研究针对砀山梨汁石细胞影响口感、营养利用率低等问题，通过植物乳杆菌(L. plantarum)MPS-PJ241和副干酪乳杆菌(L. paracasei)TD-PJ242单/混菌发酵，显著提升梨汁抗氧化能力(ABTS·+ /DPPH+ 清除率)、降解石细胞粒径，鉴定出343种差异代谢物，为益生菌-果汁品质-功能互作关系提供理论支撑。

　　

砀山梨作为中国地理标志产品，虽以果肉脆甜著称，但其高密度石细胞导致的粗糙口感始终是产业痛点。传统榨汁工艺虽能部分改善口感，却无法有效提升营养功能特性。随着消费者对功能性饮品需求激增，如何通过生物发酵技术同时解决梨汁口感与营养增值问题，成为食品科学领域的研究热点。

安徽省高校自然科学研究项目团队从自然发酵食品中分离出植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)MPS-PJ241和副干酪乳杆菌(Lacticaseibacillus paracasei)TD-PJ242两株乳酸菌，系统研究了其对砀山梨汁(DSPJ)的发酵转化机制。研究发现，这些菌株不仅能高效适应梨汁基质(活菌数>12 log CFU/mL)，更通过代谢重构显著提升产品品质，相关成果发表于《Food Research International》。

研究采用菌株分离鉴定、理化分析、抗氧化活性检测(ABTS^·+
/DPPH⁺
清除率/SOD活性)及非靶向代谢组学技术，对安徽砀山产区梨汁样本进行多维度解析。

材料与方法
从芒果柚子西米露和提拉米苏中分离的菌株经形态学(扫描电镜显示MPS-PJ241为短杆状、TD-PJ242为长杆状)和分子生物学鉴定，接种至梨汁后监测pH值(从5.37降至3.59)、石细胞粒径(激光粒度仪)等指标，采用UPLC-QTOF-MS进行代谢物检测。

主要结果

1. 菌株适应性：两株菌在梨汁中均表现出卓越的定殖能力，活菌数突破12 log CFU/mL，糖类转化使pH显著降低，为后续功能转化奠定基础。
2. 品质提升：发酵使石细胞平均粒径缩小，ABTS^·+
   和DPPH⁺
   清除率分别提升2.3倍和1.8倍，货架期延长35%。
3. 代谢重构：鉴定出343种差异代谢物，其中D-苯乳酸(D-PLA)、N-乳酰苯丙氨酸和吲哚-3-乳酸通过氨基酸代谢途径产生，这些物质与抗氧化性和风味形成直接相关。

结论与意义
该研究首次阐明特定乳酸菌株通过代谢重编程改善梨汁品质的分子机制：①石细胞物理特性改变直接提升口感；②酚酸类代谢物积累增强功能特性；③氨基酸衍生化合物延长货架期。Wen-Juan Pan团队的工作为开发新一代功能性梨汁产品提供了菌种资源和理论依据，其发现的D-PLA等活性分子可作为果汁品质标记物，推动益生菌发酵食品从经验型向精准调控型转变。