脉冲电场技术强化柑橘副产物功能特性：膳食纤维组分与结构的协同调控研究

推荐：本研究针对柑橘加工副产物利用率低的问题，通过脉冲电场技术处理柑橘副产物，系统探究其对膳食纤维组分和结构的调控作用。研究发现该技术可显著提升可溶性膳食纤维含量并改善纤维结构特性，为开发高附加值功能性食品原料提供了新思路。

　　

随着健康饮食理念的普及，植物基饮料市场呈现爆发式增长，但产品功能单一化问题日益凸显。传统大豆和燕麦饮料虽然富含植物蛋白和膳食纤维，却缺乏具有神经调节功能的活性成分。γ-氨基丁酸(GABA)作为中枢神经系统重要的抑制性神经递质，其降压、抗焦虑等生理功能已被多项临床研究证实；而核黄素(维生素B₂)作为辅酶FAD的前体，在能量代谢和抗氧化防御中起关键作用。如何通过生物转化技术将这两种功能因子同时富集于植物基饮料，成为食品科学领域亟待突破的技术瓶颈。

西班牙国家研究委员会(CSIC)食品科学与技术研究所的研究团队创新性地采用乳酸菌(LAB)协同发酵策略，通过系统筛选和菌株改造，成功开发出同时富含GABA和核黄素的功能性植物饮料。研究人员首先从25株乳酸菌中筛选出高产菌株，其中首次发现热带果糖杆菌(Fructobacillus tropaeoli)具有核黄素合成能力。通过玫瑰黄素诱导获得植物乳杆菌(L. plantarum)Al03R3等4株核黄素超产突变株，同时鉴定出乳酸乳球菌(L. lactis)INIA Z174等GABA高产菌株。

关键技术包括：1) 玫瑰黄素压力筛选核黄素高产突变株；2) GABase酶法结合HPLC-ESI/MS双系统定量GABA；3) 荧光检测法测定核黄素产量；4) 大豆/燕麦基质双菌株共培养优化。

研究结果显示：

3.1 菌株筛选：热带果糖杆菌首次被证实具有核黄素合成能力(0.03-0.06 mg/L)，植物乳杆菌Al03R3突变株核黄素产量提升25倍达3.23 mg/L；乳酸乳球菌INIA Z174 GABA产量达24.68 mM。

3.2 单菌发酵：燕麦基质更利于代谢产物积累，植物乳杆菌Al03R3在燕麦中核黄素产量(3.81 mg/L)显著高于大豆基质(1.55 mg/L)；乳酸乳球菌INIA Z174在燕麦中GABA产量(8.05 mM)是大豆基质的3倍。

3.3 共培养优化：乳酸乳球菌INIA Z174与植物乳杆菌Al03R3共培养时产生显著协同效应，燕麦饮料中GABA(9.5 mM/0.98 g/L)和核黄素(4.72 mg/L)产量均创文献报道新高，完全消耗添加的谷氨酸前体。

这项研究首次实现了植物基饮料中GABA与核黄素的同步生物富集，200 mL优化产品即可满足70%日需核黄素和196 mg GABA（达临床有效剂量）。特别值得注意的是，燕麦基质因其天然高糖含量(5.5 g/100mL)更利于菌株代谢，最终产品pH值降至3.0以下时仍保持良好稳定性。该成果不仅为开发"双功能"神经健康饮料提供了可靠技术方案，其建立的菌株共培养代谢调控策略，也为其他功能性食品组分的协同生物强化提供了重要参考。研究揭示的基质成分（如糖蛋白比例）对代谢通路的特异性影响机制，将推动食品基质设计与微生物转化的精准匹配研究。