多重亚致死应激预处理显著增强唾液乳杆菌SS1的热抗性机制研究

本研究针对益生菌Ligilactobacillus salivarius SS1在工业应用中热敏感性高的瓶颈问题，系统探究了6种亚致死应激（氧化/酸/渗透/胆盐/碳饥饿/冷应激）预处理对其70°C热耐受性的交叉保护效应。结果表明，30分钟短时预处理可使热存活率提升1.2-1.6倍（最高达103.9%），为益生菌抗逆性调控提供了新策略。

　　

在益生菌产业蓬勃发展的今天，乳酸菌（Lactic Acid Bacteria, LAB）作为公认安全的微生物，其应用却面临着一个关键瓶颈——生产过程中的热应激损伤。无论是喷雾干燥制备菌粉，还是发酵罐的热量积累，亦或是乳品巴氏杀菌，高温都会导致大量菌体失活，直接影响终产品的益生功效。传统解决方案如长期热适应耗时费力，添加保护剂或基因改造又面临技术和法规限制。这促使科学家们将目光投向细菌自身的"应激记忆"现象——通过短时亚致死应激触发交叉保护机制。

山东某研究机构的研究团队以具有优良益生特性但热敏感性高的唾液乳杆菌（Ligilactobacillus salivarius）SS1为研究对象，系统探索了6种常见工业应激源的预处理效果。研究发现，仅需30分钟的温和应激暴露，就能使菌株在70°C致命热处理中的存活率实现质的飞跃，相关成果发表在《Food Bioscience》上。

研究采用标准MRS培养基培养菌株，通过生长曲线确定对数期后实施6类预处理：氧化应激（0.1-0.5 mmol/L H₂O₂）、酸应激（pH 4.5）、渗透应激（0.4 mol/L NaCl）、胆盐应激（0.02%）、碳饥饿和冷休克（4°C）。热挑战实验采用70°C/30秒处理，通过平板计数法量化存活率。

Effect of hydrogen peroxide pretreatment
发现0.5 mmol/L H₂O₂处理30分钟使热存活率提升1.3倍至85.7%，而0.1 mmol/L延长处理4小时效果更佳（103.9%）。表明适度氧化应激可激活保护机制。

其他应激预处理

• 酸适应（pH 4.5）30分钟：存活率提升1.5倍至98.9%
• 0.4 mol/L NaCl处理：1.6倍至90.9%
• 0.02%胆盐处理：1.6倍至98.2%
• 碳饥饿30分钟：1.3倍至84.0%
• 4°C冷休克：1.3倍至84.7%

讨论与结论
该研究首次系统证实短时多重应激可协同提升L. salivarius SS1热抗性，其中酸、渗透和胆盐预处理效果尤为突出（均达1.5倍以上提升）。这种现象可能与应激蛋白表达、膜组成改变及代谢重组有关。相较于传统单一应激研究，该工作建立了涵盖氧应激、酸应激、渗透压等多维度的亚致死阈值体系，更真实反映工业场景中的复合应激条件。

这项研究不仅为益生菌生产工艺优化提供了具体参数（如推荐采用pH 4.5或0.4 mol/L NaCl预处理30分钟），更重要的是揭示了LAB应激交叉保护的通路节点，为开发"应激训练"新工艺奠定了理论基础。未来结合转录组和蛋白组分析，有望解析出更精确的分子调控网络，推动益生菌抗逆技术从经验型向精准调控型转变。