由Lactiplantibacillus plantarum CIRM-BIA777菌株发酵豆汁可产生与风味相关的代谢产物以及有益健康的物质

《Food Frontiers》：Fermentation of Soy Juice by Lactiplantibacillus plantarum CIRM-BIA777 Produces Flavor-Related and Health-Promoting Metabolites

植物基乳制品发酵中Lactiplantibacillus plantarum CIRM-BIA777的代谢机制及其产物研究。通过基因组测序、转录组学和代谢组学分析，揭示了该菌株在豆汁发酵中降解蔗糖、支链淀粉和鼠李糖的代谢途径，并产生γ-氨基丁酸、叶酸和核黄素等有益健康代谢物，同时改善发酵乳制品的风味和质地。

　　发酵植物性饮料，如有机和本地生产的豆奶（SJ），提供了一种可持续的方式，以开发碳足迹较低的乳制品替代品。本研究的目的是解析（i）CIRM-BIA777菌株在SJ发酵过程中的适应机制，以及（ii）在豆酸奶中形成感兴趣的代谢物，如芳香化合物、游离氨基酸和羧酸。通过基因组测序和注释，结合转录组学和代谢组学，研究了与羧酸、碳水化合物、游离氨基酸、挥发性化合物和部分维生素相关的代谢过程。CIRM-BIA777能够利用SJ中的蔗糖，但仅能少量利用低聚糖（如半乳糖苷），尽管其α-半乳糖苷酶的表达水平较高。发酵过程中产生了乳酸、柠檬酸和乙酸，导致酸化并形成酸奶样的结构。该菌株表达了多种合成健康益生分子的生物合成途径，如γ-氨基丁酸（GABA）、叶酸和核黄素（维生素B2）。发酵还增加了许多芳香前体基因的表达，例如蛋白酶，同时增加了某些芳香化合物的水平，如与花香相关的苯乙醇和与黄油香相关的2,3-丁二酮，而减少了与绿色和豆腥味相关的某些挥发性化合物，如己醛。研究结论指出，CIRM-BIA777对SJ的发酵提升了其感官特性和健康益处。首次利用转录组学方法研究了L. plantarum在豆酸奶中芳香和健康益生代谢物形成的分子机制，这将有助于植物性发酵食品，特别是豆类酸奶的开发。

豆类是一种营养丰富的食物，富含有益的氨基酸和多不饱和脂肪酸。然而，豆制品的消费受到“豆腥味”和非消化性碳水化合物含量的限制（Fischer等人，2022）。通过乳酸菌（LAB）发酵豆奶，可以降低这些缺点并增强其可接受性。LAB能够利用豆奶中的天然糖分进行生长和酸化，从而减少豆类非消化性寡糖（如果寡糖和半乳糖苷）的含量，降低消化不适（Guillon和Champ，2002）。然而，只有少数LAB能够在不添加糖的情况下生长和酸化豆奶，因为它们无法有效利用豆奶中的天然糖分（Boulay等人，2020；Harlé等人，2020）。在工业上，期望在8小时内实现快速酸化和凝胶状的质地，以生产类似酸奶的产品。最近的一项研究表明，同型乳酸菌（如Streptococcus thermophilus）能够通过高效利用豆奶中的主要糖分——蔗糖，实现快速酸化，但不会降解半乳糖苷（Harlé等人，2020）。此外，大多数测试的L. plantarum菌株能够快速酸化豆奶并降解蔗糖和半乳糖苷。

本研究的目的是揭示L. plantarum CIRM-BIA777在豆奶发酵过程中涉及的代谢途径，包括（i）适应机制和（ii）芳香化合物、游离氨基酸和羧酸的形成。CIRM-BIA777是从44株L. plantarum菌株中选择出来的，这些菌株此前已被筛选出能够发酵豆奶。根据这项研究，CIRM-BIA777能够利用豆奶中的主要天然糖分，如蔗糖、半乳糖苷和棉子糖，并在10小时内迅速酸化豆奶至pH 5.4。在本研究中，接种了CIRM-BIA777的豆酸奶被制备为三组，并在整个酸化过程中进行了采样。对细菌生长、碳水化合物、氨基酸和挥发性化合物进行了分析。为了揭示糖分利用、羧酸释放和氨基酸代谢的遗传基础，对基因组进行了测序，并在发酵的三个阶段中量化了差异表达的基因。碳代谢主要研究了蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖苷、棉子糖和蜜二糖的利用。氮代谢则用于解释酸奶中游离氨基酸的释放。此外，还研究了次级代谢途径，以识别与人类健康有益的代谢物（如维生素、GABA和胆盐水解酶）相关的基因表达，以及某些芳香化合物的分子基础，这些芳香化合物可能影响豆酸奶的风味。

CIRM-BIA777的基因组由一个3.2兆碱基对的环状染色体和八个从7.8到64.2千碱基对的环状质粒组成，总共包含3492个编码DNA序列（CDS）（表S1）。基因组特征详见表S2。EGGNOG mapper注释将每个基因分配到同源群（COG）类别中。在发酵过程中，每组基因的差异表达被比较，例如在S2（pH 6.58）和S3（pH 6.03）之间，以及在S3（pH 6.03）和S4（pH 5.11）之间。转录组学结果显示，在发酵开始和中期分别有80和859个基因表现出差异表达（表S2）。差异表达的基因分布在所有COG类别中。表1展示了在S3与S2（pH 6.0 vs. pH 6.5）和S4与S3（pH 5.0 vs. pH 6.0）期间，诱导和抑制的基因数量及其百分比。在发酵初期，诱导最多的COG类别是“核苷酸代谢”（F）和“氨基酸代谢”（E）。在发酵中期，这两个类别仍然最被诱导，随后是“无机离子运输”（P）和“碳水化合物代谢”（G），以及“脂质”（I）和“辅酶”（H）类别（表1）。

发酵过程中，CIRM-BIA777的生长和酸化主要通过乳酸的产生实现。豆奶的初始pH为7.2，接种CIRM-BIA777后，pH在15小时内下降至4.4，同时CIRM-BIA777的菌落数从1.15×10^6增加到3.70×10^8 CFU/mL。糖分的利用主要导致乳酸的产生，浓度达到4.1 g/L（在pH 4.4时）。发酵还产生了少量的乙酸、琥珀酸和苯基乳酸，这些共同导致了pH的下降。在pH低于6时，检测到了柠檬酸（1.5 g/L）、乙酸（0.3 g/L）、琥珀酸（0.1 g/L）和苯基乳酸（0.006 g/L）。基因编码的中心碳代谢途径，包括糖酵解、异型乳酸发酵和戊糖磷酸途径，在发酵过程中表现出不同的表达水平，共同导致了上述各种酸的释放。具体而言，编码糖酵解酶的基因，如三磷酸甘油醛脱氢酶（gapA）、磷酸甘油酸激酶（pgk）和烯醇化酶（eno）在pH 6.58（S2）和pH 6.03（S3）之间稳定表达，随后在pH 6.03（S3）和pH 5.11（S4）之间显著抑制。异型乳酸发酵途径的基因，包括特定的磷酸酮醇酶（4.1.2.9）酶，在整个发酵过程中稳定表达，除了编码醛脱氢酶的基因，这些基因在pH 6.03（S3）到pH 5.11（S4）之间被诱导了10.6倍（LBPLA777_0287）和5.3倍（LBPLA777_3162）。编码戊糖磷酸途径酶的基因（如转酮酶，LBPLA777_0904）在pH 6.03（S3）到pH 5.11（S4）之间被诱导了6倍。进一步的发酵途径细节见图S1。产生的丙酮酸随后被乳酸脱氢酶转化为L-乳酸或D-乳酸，编码这些酶的两个基因（LBPLA777_0921和LBPLA777_1765）在整个发酵过程中稳定表达，而基因LBPLA777_0715在pH 6.03（S3）到pH 5.11（S4）之间被诱导了1.8倍（表1）。综上所述，CIRM-BIA777首先实施同型乳酸发酵，仅产生乳酸，随后进入异型乳酸发酵，产生乙酸和乙醛。乳酸、乙酸、琥珀酸和苯基乳酸的产生导致了豆奶的酸化，并促使其凝胶化，形成类似酸奶的质地。

CIRM-BIA777主要利用了蔗糖、葡萄糖、果糖、蜜二糖，并表达了与天然存在于豆奶中的半乳糖苷和棉子糖相关的基因。豆奶的初始总碳水化合物含量为8 g/L，其中包括3.91 g/L的蔗糖、0.19 g/L的果糖、0.18 g/L的葡萄糖和多种GOS：3.11 g/L的半乳糖苷、0.68 g/L的棉子糖以及少量的蜜二糖（0.02 g/L）、麦芽糖（0.01 g/L）和半乳糖（0.001 g/L）（图2）。根据API gallery 50 CH的结果，CIRM-BIA777能够利用所有这些碳水化合物。因此，所有对应降解途径的转运蛋白和酶基因均在CIRM-BIA777的染色体上被鉴定（表S2）。此外，还发现了一个额外的α-半乳糖苷酶基因，位于质粒4上（LBPLA777_pd0008）。图2（A-H）展示了碳水化合物浓度在发酵过程中的变化，条形图表示了每个碳水化合物在各个采样时间点的累积浓度。在发酵过程中，这些碳水化合物的浓度变化通过碳水化合物定量和转录组分析得到了验证。

在发酵过程中，CIRM-BIA777主要利用了蔗糖，蔗糖浓度逐渐下降，但并未在发酵结束时完全耗尽（图2A）。编码蔗糖降解的基因在整个发酵过程中持续转录。蔗糖操纵子包含LBPLA777_0164_scrA，该基因编码一种PTS转运蛋白，负责将蔗糖以磷酸化形式摄入；LBPLA777_0165_scrB编码一种蔗糖水解酶，将磷酸化的蔗糖分解为磷酸化的葡萄糖和果糖部分；LBPLA777_0162_scrK编码一种果糖激酶，将果糖部分磷酸化。另一个果糖激酶基因LBPLA777_2824_scrK位于操纵子外，可能也参与果糖的磷酸化。CIRM-BIA777的蔗糖代谢与L. plantarum LP-F1菌株的描述一致（Cui等人，2021），并与L. delbrueckii subsp. delbrueckii CIRM-BIA865在豆奶中的代谢接近（Harlé等人，2024）。磷酸化的葡萄糖和果糖进一步通过糖酵解、戊糖磷酸途径和异型乳酸发酵降解。在发酵过程中，葡萄糖和果糖的浓度在pH 6.03（S3）时短暂升高，这可能意味着蔗糖除了内部水解外，还可能在外部被水解或分泌。然而，根据注释步骤（MicroScope平台上的Psort结果），未预测到任何蔗糖水解酶的表面暴露。糖酵解相关基因在整个发酵过程中被激活。编码碳分解代谢关键调控蛋白的ccpA基因稳定表达。这支持了ccpA在碳分解代谢中的调控作用，这与L. plantarum WCFS1菌株在实验室培养基中的描述不同。此外，ccpA还参与了GOS降解的调控。为了进一步阐明本研究中观察到的α-半乳糖苷酶活性较低的原因，可以使用不同条件进行控制实验，包括有无单糖和双糖以及不同浓度的二价离子，或在有无pH控制的情况下进行培养。获得一个ccpA突变株并用于发酵豆奶，可以验证在没有碳分解代谢抑制的情况下，GOS降解是否能够增强。

在本研究中，半乳糖苷和棉子糖的浓度在发酵初期短暂升高，随后在S3和S4阶段进一步下降，最终回到未发酵豆奶的初始水平（图2E,F）。这可能与蜜二糖的水解有关，但本研究未对蜜二糖进行分析。GOS水解与Limosilactobacillus fermentum在豆奶中的研究结果一致，显示α-半乳糖苷酶在pH 5.5时具有最佳活性，也与Bhatia等人（2020）的研究结果一致，他们在pH 5.5至pH 8之间展示了其可能的活性。在本研究中，降解过程并未低于pH 5。由于三个相应的基因（LBPLA777_0163_agaS和LBPLA777_3049_agaR在染色体上，LBPLA777_pd0008_agaR在质粒4上）在整个发酵过程中稳定表达，我们推测pH或低浓度的抑制性单糖可能仅在pH 6至5之间促进GOS降解。α-半乳糖苷酶活性在LAB中已被较少研究（Canon等人，2020；Silvestroni等人，2002）。L. plantarum和L. curvatus已被证明能够有效减少豆奶中的GOS含量（Yoon和Hwang，2008）。α-半乳糖苷酶活性在35至45°C和pH 5.5至pH 8的条件下表现最佳。在本研究中，菌株能够降解GOS，并在不同单糖浓度下表现出不同的代谢能力。因此，本研究中观察到的GOS降解不足可能与这些因素有关。

在发酵过程中，CIRM-BIA777利用了葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖和棉子糖，这可能与转录组分析和生化分析的结果有关。尽管GOS降解在L. plantarum菌株中较为罕见（Mao等人，2021），但CIRM-BIA777能够利用所有这些碳水化合物，表明该菌株可能在豆发酵方面具有重要价值。为了建立一个全面的碳水化合物降解模型，需要对这些碳水化合物的基因表达调控进行更深入的研究，并进行系统性的基因敲除实验。此外，CIRM-BIA777的碳代谢多样性也可能被利用来发酵含糖量较低的果汁、水果或面粉，如番茄和橄榄（Yu等人，2021）。

在发酵过程中，CIRM-BIA777表现出氨基酸运输和代谢的活性。豆奶富含蛋白质（35 g/L，根据包装上的营养信息）、肽和游离氨基酸（图3）。CIRM-BIA777在不添加任何氮源的情况下达到了3.70×10^8 CFU/mL的最大菌落数，表明豆奶中的有机氮含量足以支持菌株的生长。在CIRM-BIA777的基因组中未发现任何细胞壁蛋白酶，且游离氨基酸的总含量保持不变（数据未显示），这表明该菌株无法水解天然豆蛋白。图3（A-J）展示了10种游离氨基酸浓度在发酵过程中的变化模式。丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、甘氨酸和蛋氨酸在整个发酵过程中被利用（图3，A-E部分），而精氨酸、组氨酸和赖氨酸则在S3阶段被释放，可能来源于蛋白酶活性（图3，F-H部分）。脯氨酸和GABA则在发酵过程中被合成并释放，浓度升高（图3，I-J部分）。转录组学结果表明，氮化合物的需求可以通过氨基酸和肽的ABC转运蛋白来满足，这些基因在整个发酵过程中被激活。ccpA基因，编码碳分解代谢的关键调控蛋白，稳定表达。这支持了ccpA在碳分解代谢中的调控作用，这与L. plantarum WCFS1菌株在实验室培养基中的描述不同。此外，ccpA还可能参与了GOS降解的调控。为了进一步阐明本研究中观察到的GOS降解不足的原因，可以使用不同的培养条件，包括有无单糖和双糖以及不同浓度的二价离子，并在有无pH控制的情况下进行实验。获得一个ccpA突变株并用于发酵豆奶，可以验证在没有碳分解代谢抑制的情况下，GOS降解是否能够增强。

在发酵过程中，CIRM-BIA777能够利用所有这些碳水化合物，并在不同阶段中表现出一定的基因表达模式。尽管GOS降解在L. plantarum菌株中较为罕见，但CIRM-BIA777能够有效降解其他碳水化合物，这表明该菌株在豆发酵中具有重要价值。为了全面了解该菌株的碳代谢调控，需要在不同碳水化合物混合物中进行系统性的基因敲除实验。此外，CIRM-BIA777的碳代谢多样性可能被用于发酵含糖量较低的果汁、水果或面粉，如番茄和橄榄（Yu等人，2021）。

在发酵过程中，CIRM-BIA777表现出氨基酸运输和代谢的活性。豆奶富含蛋白质（35 g/L，根据包装上的营养信息）、肽和游离氨基酸（图3）。CIRM-BIA777在不添加任何氮源的情况下达到了3.70×10^8 CFU/mL的最大菌落数，表明豆奶中的有机氮含量足以支持菌株的生长。在CIRM-BIA777的基因组中未发现任何细胞壁蛋白酶，且游离氨基酸的总含量保持不变（数据未显示），这表明该菌株无法水解天然豆蛋白。图3（A-J）展示了10种游离氨基酸浓度在发酵过程中的变化模式。丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、甘氨酸和蛋氨酸在整个发酵过程中被利用（图3，A-E部分），而精氨酸、组氨酸和赖氨酸则在S3阶段被释放，可能来源于蛋白酶活性（图3，F-H部分）。脯氨酸和GABA则在发酵过程中被合成并释放，浓度升高（图3，I-J部分）。转录组学结果表明，氮化合物的需求可以通过氨基酸和肽的ABC转运蛋白来满足，这些基因在整个发酵过程中被激活。ccpA基因，编码碳分解代谢的关键调控蛋白，稳定表达。这支持了ccpA在碳分解代谢中的调控作用，这与L. plantarum WCFS1菌株在实验室培养基中的描述不同。此外，ccpA还可能参与了GOS降解的调控。为了进一步阐明本研究中观察到的GOS降解不足的原因，可以使用不同的培养条件，包括有无单糖和双糖以及不同浓度的二价离子，并在有无pH控制的情况下进行实验。获得一个ccpA突变株并用于发酵豆奶，可以验证在没有碳分解代谢抑制的情况下，GOS降解是否能够增强。

在发酵过程中，CIRM-BIA777表现出氨基酸运输和代谢的活性。豆奶富含蛋白质（35 g/L，根据包装上的营养信息）、肽和游离氨基酸（图3）。CIRM-BIA777在不添加任何氮源的情况下达到了3.70×10^8 CFU/mL的最大菌落数，表明豆奶中的有机氮含量足以支持菌株的生长。在CIRM-BIA777的基因组中未发现任何细胞壁蛋白酶，且游离氨基酸的总含量保持不变（数据未显示），这表明该菌株无法水解天然豆蛋白。图3（A-J）展示了10种游离氨基酸浓度在发酵过程中的变化模式。丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、甘氨酸和蛋氨酸在整个发酵过程中被利用（图3，A-E部分），而精氨酸、组氨酸和赖氨酸则在S3阶段被释放，可能来源于蛋白酶活性（图3，F-H部分）。脯氨酸和GABA则在发酵过程中被合成并释放，浓度升高（图3，I-J部分）。转录组学结果表明，氮化合物的需求可以通过氨基酸和肽的ABC转运蛋白来满足，这些基因在整个发酵过程中被激活。ccpA基因，编码碳分解代谢的关键调控蛋白，稳定表达。这支持了ccpA在碳分解代谢中的调控作用，这与L. plantarum WCFS1菌株在实验室培养基中的描述不同。此外，ccpA还可能参与了GOS降解的调控。为了进一步阐明本研究中观察到的GOS降解不足的原因，可以使用不同的培养条件，包括有无单糖和双糖以及不同浓度的二价离子，并在有无pH控制的情况下进行实验。获得一个ccpA突变株并用于发酵豆奶，可以验证在没有碳分解代谢抑制的情况下，GOS降解是否能够增强。

在发酵过程中，CIRM-BIA777表现出氨基酸运输和代谢的活性。豆奶富含蛋白质（35 g/L，根据包装上的营养信息）、肽和游离氨基酸（图3）。CIRM-BIA777在不添加任何氮源的情况下达到了3.70×10^8 CFU/mL的最大菌落数，表明豆奶中的有机氮含量足以支持菌株的生长。在CIRM-BIA777的基因组中未发现任何细胞壁蛋白酶，且游离氨基酸的总含量保持不变（数据未显示），这表明该菌株无法水解天然豆蛋白。图3（A-J）展示了10种游离氨基酸浓度在发酵过程中的变化模式。丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、甘氨酸和蛋氨酸在整个发酵过程中被利用（图3，A-E部分），而精氨酸、组氨酸和赖氨酸则在S3阶段被释放，可能来源于蛋白酶活性（图3，F-H部分）。脯氨酸和GABA则在发酵过程中被合成并释放，浓度升高（图3，I-J部分）。转录组学结果表明，氮化合物的需求可以通过氨基酸和肽的ABC转运蛋白来满足，这些基因在整个发酵过程中被激活。ccpA基因，编码碳分解代谢的关键调控蛋白，稳定表达。这支持了ccpA在碳分解代谢中的调控作用，这与L. plantarum WCFS1菌株在实验室培养基中的描述不同。此外，ccpA还可能参与了GOS降解的调控。为了进一步阐明本研究中观察到的GOS降解不足的原因，可以使用不同的培养条件，包括有无单糖和双糖以及不同浓度的二价离子，并在有无pH控制的情况下进行实验。获得一个ccpA突变株并用于发酵豆奶，可以验证在没有碳分解代谢抑制的情况下，GOS降解是否能够增强。

在发酵过程中，CIRM-BIA777表现出氨基酸运输和代谢的活性。豆奶富含蛋白质（35 g/L，根据包装上的营养信息）、肽和游离氨基酸（图3）。CIRM-BIA777在不添加任何氮源的情况下达到了3.70×10^8 CFU/mL的最大菌落数，表明豆奶中的有机氮含量足以支持菌株的生长。在CIRM-BIA777的基因组中未发现任何细胞壁蛋白酶，且游离氨基酸的总含量保持不变（数据未显示），这表明该菌株无法水解天然豆蛋白。图3（A-J）展示了10种游离氨基酸浓度在发酵过程中的变化模式。丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、甘氨酸和蛋氨酸在整个发酵过程中被利用（图3，A-E部分），而精氨酸、组氨酸和赖氨酸则在S3阶段被释放，可能来源于蛋白酶活性（图3，F-H部分）。脯氨酸和GABA则在发酵过程中被合成并释放，浓度升高（图3，I-J部分）。转录组学结果表明，氮化合物的需求可以通过氨基酸和肽的ABC转运蛋白来满足，这些基因在整个发酵过程中被激活。ccpA基因，编码碳分解代谢的关键调控蛋白，稳定表达。这支持了ccpA在碳分解代谢中的调控作用，这与L. plantarum WCFS1菌株在实验室培养基中的描述不同。此外，ccpA还可能参与了GOS降解的调控。为了进一步阐明本研究中观察到的GOS降解不足的原因，可以使用不同的培养条件，包括有无单糖和双糖以及不同浓度的二价离子，并在有无pH控制的情况下进行实验。获得一个ccpA突变株并用于发酵豆奶，可以验证在没有碳分解代谢抑制的情况下，GOS降解是否能够增强。

在发酵过程中，CIRM-BIA777表现出氨基酸运输和代谢的活性。豆奶富含蛋白质（35 g/L，根据包装上的营养信息）、肽和游离氨基酸（图3）。CIRM-BIA777在不添加任何氮源的情况下达到了3.70×10^8 CFU/mL的最大菌落数，表明豆奶中的有机氮含量足以支持菌株的生长。在CIRM-BIA777的基因组中未发现任何细胞壁蛋白酶，且游离氨基酸的总含量保持不变（数据未显示），这表明该菌株无法水解天然豆蛋白。图3（A-J）展示了10种游离氨基酸浓度在发酵过程中的变化模式。丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、甘氨酸和蛋氨酸在整个发酵过程中被利用（图3，A-E部分），而精氨酸、组氨酸和赖氨酸则在S3阶段被释放，可能来源于蛋白酶活性（图3，F-H部分）。脯氨酸和GABA则在发酵过程中被合成并释放，浓度升高（图3，I-J部分）。转录组学结果表明，氮化合物的需求可以通过氨基酸和肽的ABC转运蛋白来满足，这些基因在整个发酵过程中被激活。ccpA基因，编码碳分解代谢的关键调控蛋白，稳定表达。这支持了ccpA在碳分解代谢中的调控作用，这与L. plantarum WCFS1菌株在实验室培养基中的描述不同。此外，ccpA还可能参与了GOS降解的调控。为了进一步阐明本研究中观察到的GOS降解不足的原因，可以使用不同的培养条件，包括有无单糖和双糖以及不同浓度的二价离子，并在有无pH控制的情况下进行实验。获得一个ccpA突变株并用于发酵豆奶，可以验证在没有碳分解代谢抑制的情况下，GOS降解是否能够增强。

在发酵过程中，CIRM-BIA777表现出氨基酸运输和代谢的活性。豆奶富含蛋白质（35 g/L，根据包装上的营养信息）、肽和游离氨基酸（图3）。CIRM-BIA777在不添加任何氮源的情况下达到了3.70×10^8 CFU/mL的最大菌落数，表明豆奶中的有机氮含量足以支持菌株的生长。在CIRM-BIA777的基因组中未发现任何细胞壁蛋白酶，且游离氨基酸的总含量保持不变（数据未显示），这表明该菌株无法水解天然豆蛋白。图3（A-J）展示了10种游离氨基酸浓度在发酵过程中的变化模式。丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、甘氨酸和蛋氨酸在整个发酵过程中被利用（图3，A-E部分），而精氨酸、组氨酸和赖氨酸则在S3阶段被释放，可能来源于蛋白酶活性（图3，F-H部分）。脯氨酸和GABA则在发酵过程中被合成并释放，浓度升高（图3，I-J部分）。转录组学结果表明，氮化合物的需求可以通过氨基酸和肽的ABC转运蛋白来满足，这些基因在整个发酵过程中被激活。ccpA基因，编码碳分解代谢的关键调控蛋白，稳定表达。这支持了ccpA在碳分解代谢中的调控作用，这与L. plantarum WCFS1菌株在实验室培养基中的描述不同。此外，ccpA还可能参与了GOS降解的调控。为了进一步阐明本研究中观察到的GOS降解不足的原因，可以使用不同的培养条件，包括有无单糖和双糖以及不同浓度的二价离子，并在有无pH控制的情况下进行实验。获得一个ccpA突变株并用于发酵豆奶，可以验证在没有碳分解代谢抑制的情况下，GOS降解是否能够增强。

在发酵过程中，CIRM-BIA777表现出氨基酸运输和代谢的活性。豆奶富含蛋白质（35 g/L，根据包装上的营养信息）、肽和游离氨基酸（图3）。CIRM-BIA777在不添加任何氮源的情况下达到了3.70×10^8 CFU/mL的最大菌落数，表明豆奶中的有机氮含量足以支持菌株的生长。在CIRM-BIA777的基因组中未发现任何细胞壁蛋白酶，且游离氨基酸的总含量保持不变（数据未显示），这表明该菌株无法水解天然豆蛋白。图3（A-J）展示了10种游离氨基酸浓度在发酵过程中的变化模式。丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、甘氨酸和蛋氨酸在整个发酵过程中被利用（图3，A-E部分），而精氨酸、组氨酸和赖氨酸则在S3阶段被释放，可能来源于蛋白酶活性（图3，F-H部分）。脯氨酸和GABA则在发酵过程中被合成并释放，浓度升高（图3，I-J部分）。转录组学结果表明，氮化合物的需求可以通过氨基酸和肽的ABC转运蛋白来满足，这些基因在整个发酵过程中被激活。ccpA基因，编码碳分解代谢的关键调控蛋白，稳定表达。这支持了ccpA在碳分解代谢中的调控作用，这与L. plantarum WCFS1菌株在实验室培养基中的描述不同。此外，ccpA还可能参与了GOS降解的调控。为了进一步阐明本研究中观察到的GOS降解不足的原因，可以使用不同的培养条件，包括有无单糖和双糖以及不同浓度的二价离子，并在有无pH控制的情况下进行实验。获得一个ccpA突变株并用于发酵豆奶，可以验证在没有碳分解代谢抑制的情况下，GOS降解是否能够增强。

在发酵过程中，CIRM-BIA777表现出氨基酸运输和代谢的活性。豆奶富含蛋白质（35 g/L，根据包装上的营养信息）、肽和游离氨基酸（图3）。CIRM-BIA777在不添加任何氮源的情况下达到了3.70×10^8 CFU/mL的最大菌落数，表明豆奶中的有机氮含量足以支持菌株的生长。在CIRM-BIA777的基因组中未发现任何细胞壁蛋白酶，且游离氨基酸的总含量保持不变（数据未显示），这表明该菌株无法水解天然豆蛋白。图3（A-J）展示了10种游离氨基酸浓度在发酵过程中的变化模式。丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、甘氨酸和蛋氨酸在整个发酵过程中被利用（图3，A-E部分），而精氨酸、组氨酸和赖氨酸则在S3阶段被释放，可能来源于蛋白酶活性（图3，F-H部分）。脯氨酸和GABA则在发酵过程中被合成并释放，浓度升高（图3，I-J部分）。转录组学结果表明，氮化合物的需求可以通过氨基酸和肽的ABC转运蛋白来满足，这些基因在整个发酵过程中被激活。ccpA基因，编码碳分解代谢的关键调控蛋白，稳定表达。这支持了ccpA在碳分解代谢中的调控作用，这与L. plantarum WCFS1菌株在实验室培养基中的描述不同。此外，ccpA还可能参与了GOS降解的调控。为了进一步阐明本研究中观察到的GOS降解不足的原因，可以使用不同的培养条件，包括有无单糖和双糖以及不同浓度的二价离子，并在有无pH控制的情况下进行实验。获得一个ccpA突变株并用于发酵豆奶，可以验证在没有碳分解代谢抑制的情况下，GOS降解是否能够增强。

在发酵过程中，CIRM-BIA777表现出氨基酸运输和代谢的活性。豆奶富含蛋白质（35 g/L，根据包装上的营养信息）、肽和游离氨基酸（图3）。CIRM-BIA777在不添加任何氮源的情况下达到了3.70×10^8 CFU/mL的最大菌落数，表明豆奶中的有机氮含量足以支持菌株的生长。在CIRM-BIA777的基因组中未发现任何细胞壁蛋白酶，且游离氨基酸的总含量保持不变（数据未显示），这表明该菌株无法水解天然豆蛋白。图3（A-J）展示了10种游离氨基酸浓度在发酵过程中的变化模式。丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、甘氨酸和蛋氨酸在整个发酵过程中被利用（图3，A-E部分），而精氨酸、组氨酸和赖氨酸则在S3阶段被释放，可能来源于蛋白酶活性（图3，F-H部分）。脯氨酸和GABA则在发酵过程中被合成并释放，浓度升高（图3，I-J部分）。转录组学结果表明，氮化合物的需求可以通过氨基酸和肽的ABC转运蛋白来满足，这些基因在整个发酵过程中被激活。ccpA基因，编码碳分解代谢的关键调控蛋白，稳定表达。这支持了ccpA在碳分解代谢中的调控作用，这与L. plantarum WCFS1菌株在实验室培养基中的描述不同。此外，ccpA还可能参与了GOS降解的调控。为了进一步阐明本研究中观察到的GOS降解不足的原因，可以使用不同的培养条件，包括有无单糖和双糖以及不同浓度的二价离子，并在有无pH控制的情况下进行实验。获得一个ccpA突变株并用于发酵豆奶，可以验证在没有碳分解代谢抑制的情况下，GOS降解是否能够增强。

在发酵过程中，CIRM-BIA777表现出氨基酸运输和代谢的活性。豆奶富含蛋白质（35 g/L，根据包装上的营养信息）、肽和游离氨基酸（图3）。CIRM-BIA777在不添加任何氮源的情况下达到了3.70×10^8 CFU/mL的最大菌落数，表明豆奶中的有机氮含量足以支持菌株的生长。在CIRM-BIA777的基因组中未发现任何细胞壁蛋白酶，且游离氨基酸的总含量保持不变（数据未显示），这表明该菌株无法水解天然豆蛋白。图3（A-J）展示了10种游离氨基酸浓度在发酵过程中的变化模式。丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、甘氨酸和蛋氨酸在整个发酵过程中被利用（图3，A-E部分），而精氨酸、组氨酸和赖氨酸则在S3阶段被释放，可能来源于蛋白酶活性（图3，F-H部分）。脯氨酸和GABA则在发酵过程中被合成并释放，浓度升高（图3，I-J部分）。转录组学结果表明，氮化合物的需求可以通过氨基酸和肽的ABC转运蛋白来满足，这些基因在整个发酵过程中被激活。ccpA基因，编码碳分解代谢的关键调控蛋白，稳定表达。这支持了ccpA在碳分解代谢中的调控作用，这与L. plantarum WCFS1菌株在实验室培养基中的描述不同。此外，ccpA还可能参与了GOS降解的调控。为了进一步阐明本研究中观察到的GOS降解不足的原因，可以使用不同的培养条件，包括有无单糖和双糖以及不同浓度的二价离子，并在有无pH控制的情况下进行实验。获得一个ccpA突变株并用于发酵豆奶，可以验证在没有碳分解代谢抑制的情况下，GOS降解是否能够增强。

在发酵过程中，CIRM-BIA777表现出氨基酸运输和代谢的活性。豆奶富含蛋白质（35 g/L，根据包装上的营养信息）、肽和游离氨基酸（图3）。CIRM-BIA777在不添加任何氮源的情况下达到了3.70×10^8 CFU/mL的最大菌落数，表明豆奶中的有机氮含量足以支持菌株的生长。在CIRM-BIA777的基因组中未发现任何细胞壁蛋白酶，