次黄嘌呤代谢提升植物乳杆菌LIP-1冻干存活率与DNA保护机制研究

本研究针对益生菌冻干过程中因DNA损伤导致存活率下降的难题，由研究人员通过外源添加次黄嘌呤（0.03 g/L）显著提升植物乳杆菌LIP-1的冻干存活率与室温稳定性。机制研究表明，次黄嘌呤通过促进IMP合成反馈抑制谷氨酰胺转化，驱动谷氨酸积累并转化为GABA，消耗H?提升胞内pH值，从而有效缓解DNA损伤。该发现为高活性益生菌制剂生产提供了创新策略。

　　

冻干技术虽广泛应用于益生菌粉末工业化生产，但低温与脱水过程会导致菌株存活率显著降低，其中DNA损伤是细胞死亡的关键因素。基于嘌呤代谢与DNA修复的已知关联，本研究探索了外源添加次黄嘌呤对植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）LIP-1冻干存活率的作用机制及其室温储存稳定性的影响。

实验结果表明，在MRS培养基中添加0.03 g/L次黄嘌呤可显著提升菌株冻干存活率与室温稳定性（P < 0.05）。从机制层面看，菌株通过代谢次黄嘌呤促进单磷酸肌苷（IMP）合成，后者对谷氨酰胺向IMP的转化过程产生反馈抑制，导致前体物质谷氨酸在胞内积累。同时，次黄嘌呤的添加在细菌生长过程中营造低pH环境，促使谷氨酸转化为γ-氨基丁酸（GABA）。该转化过程不可逆地消耗细胞内H?，加之GABA呈碱性，进一步升高胞内pH值，从而减轻DNA损伤程度。

本研究首次揭示了次黄嘌呤在增强乳杆菌抗冻干能力及储存稳定性方面的积极作用，为优化冻干工艺、开发高存活率益生菌产品提供了新思路。