《Food Research International》：Biotransformation of bioactive profiles and metabolomic remodeling of germinated brown rice milk fermented with probiotic
Lactiplantibacillus plantarum
编辑推荐：
•益生菌菌株表现出高存活率、淀粉消化和抗菌活性。•发酵发芽糙米奶增强了其抗氧化特性。•L. plantarum SRK5 将发芽米奶发酵成一种多功能饮料。•生物活性三肽 Arg-Glu-Tyr 在发酵米奶中被独特发现。•发酵米奶显示出优异的益生菌稳定性和消费者接受度。引言全球
- •
益生菌菌株表现出高存活率、淀粉消化和抗菌活性。
- •
发酵发芽糙米奶增强了其抗氧化特性。
- •
L. plantarum SRK5 将发芽米奶发酵成一种多功能饮料。
- •
生物活性三肽 Arg-Glu-Tyr 在发酵米奶中被独特发现。
- •
发酵米奶显示出优异的益生菌稳定性和消费者接受度。
引言
全球植物基牛奶替代品市场正在经历显著增长，这得益于消费者对可持续、合乎道德的食品选择日益增长的需求以及全球范围内乳糖不耐症的高发病率 (Tangyu et al., 2023)。虽然这些饮料为寻求避免乳制品相关消化不适的个人提供了重要的无乳糖替代品 (Xie et al., 2023)，但它们往往存在明显的营养局限性。与牛乳相比，许多商业植物基饮料营养谱较低，缺乏必需微量营养素和重要的生物活性化合物，如多酚、生物活性肽和 γ-氨基丁酸 (GABA) (Cui et al., 2020)。
为了弥补这些营养缺口，基于发酵的增强策略已成为功能食品科学中的一种有力工具。在发酵过程中可以利用微生物，特别是乳酸菌 (LAB)，来自然合成生物活性肽，释放结合的多酚，并显著积累 GABA——一种关键的抑制性神经递质，与压力减轻、心血管健康和睡眠改善有关 (Fitsum et al., 2025)。因此，开发富含生物活性的发酵植物基基质代表了功能饮料设计的一个有前途的前沿领域。
在这些发展的有前景底物中，发芽糙米 (GBR) 因其卓越的健康促进特性而脱颖而出。发芽过程激活内源性水解酶，极大地提高了关键生物活性成分的生物利用度和浓度。GBR 是酚酸、GABA 和 γ-谷维素的丰富来源，γ-谷维素是一种独特的香豆酸酯和植物甾醇混合物，以其强大的抗氧化、抗炎和降胆固醇功效而闻名 (Beaulieu et al., 2023; Bosco et al., 2026; Ravichanthiran et al., 2018)。以 GBR 为基础，结合针对性的发酵策略，提供了一种协同方法，用于生产一种营养高、无过敏原的功能饮料，克服了植物基牛奶的传统营养局限性。
乳酸菌 (LAB) 被广泛认为是 GABA 的重要生产者，通过分解乳糖、平衡肠道菌群和增强营养吸收来促进肠道健康，使其在食品行业中极具价值。由于乳酸菌被普遍认为是安全的 (GRAS) 地位，它们在发酵食品的生产中被广泛使用，确保其食用安全 (Cui et al., 2020; Devi et al., 2023)。在各种乳酸菌菌株中，Lactiplantibacillus plantarum (以前分类为 Lactobacillus plantarum) 脱颖而出，成为发酵食品和饮料行业使用的主要微生物。该菌株作为生产 GABA 的发酵剂特别有效，这增强了感官质量并延长了发酵产品的保质期。此外，L. plantarum 通过产生各种生物活性化合物，包括抗氧化剂和抗菌剂，为发酵食品的功能特性做出了贡献，进一步提升了这些产品的营养和健康益处 (Iorizzo et al., 2023)。因此，L. plantarum 是开发高质量、促进健康的发酵食品和饮料的基石。GABA 是一种非蛋白氨基酸，在哺乳动物中作为抑制性神经递质，并自然分布于各种生物系统中。它被认为是一种强效生物活性化合物，具有众多重要的生理功能，如抗高血压作用、减轻压力和抑制与糖尿病有关的酶。除了存在于能够产生各种生物活性化合物和 GABA 的细菌中，GBR 还是维生素、膳食纤维、氨基酸、矿物质、生育酚和 γ-谷维素等必需营养素的极好来源。在发芽过程中，合成酚类化合物，包括 GABA，显著增强了 GBR 的营养谱 (Chamsai et al., 2025; Kang et al., 2022)。先前的研究表明，健康个体定期食用 GBR 有助于预防糖尿病，并且在动物和临床研究中也可能对高血胆固醇和高血压提供保护 (Kim et al., 2021; Nguyen et al., 2021)。这些保护效应归因于 GBR 丰富的抗氧化内容，包括 GABA、生育酚和 γ-谷维素等生物活性化合物以及酚类化合物 (Kang et al., 2022)。鉴于这些健康益处，人们越来越有兴趣利用 GBR 作为功能食品的基础，特别是在通过添加益生菌来提高植物基奶制品的质量方面。
本研究旨在开发 FGBRM 作为一种营养和功能性的植物基饮料，并评估益生菌在发酵过程中增强生物活性化合物，特别是 GABA 生产的能力。通过将益生菌纳入生产过程，本研究寻求创造一种具有改善健康益处的增值产品，以满足对支持整体健康的功能食品日益增长的需求。
章节摘要
稻种
分析了 Maled Fai、Red Jasmine 和 KDML105 水稻。Maled Fai 种子来自孔敬大学，Red Jasmine 来自斯里农业合作社，KDML105 来自孔敬水稻研究中心。KDML105 具有 2-AP 香气 (Vanavichit et al., 2018)，Red Jasmine 富含蛋白质和生物活性物质，如 γ-生育酚 (Baptista et al., 2024)，而 Maled Fai 由于酚含量而富含纤维和抗氧化剂 (Van Ngo et al., 2024)。
从面团球中选择 LAB
益生菌微生物是从 Khao Mak 面团中分离出来的
益生菌微生物的选择
总共回收了 111 个细菌分离株，其中 102 个来自面团球，9 个来自 Khao Mak。表型筛选确定了 59 个疑似 LAB，确认为革兰氏阳性且过氧化氢酶阴性 (n = 59)。
淀粉消化
总共筛选了 67 个分离株的淀粉酶活性，其中 9 个 (BK221E, BK312E, SK11, SK422E, SRK5, SRK9, KM1, KM4, KM7) 能够消化淀粉。这种在枯草芽孢杆菌和植物乳杆菌等物种中观察到的能力，是由于细胞外 α-淀粉酶增强导致的
结论
在本研究中，一种被鉴定为 L. plantarum SRK5 的新型 LAB 成功地从传统泰式发酵食品中分离出来。它被表征为开发功能性 FGBRM 的有前途的发酵剂。该菌株表现出强大的益生菌和技术特性，包括广谱抗菌活性、高胃肠道耐受性、淀粉酶活性和 GABA 生产能力。发酵试验证实 L. plantarum SRK5 在发芽糙米中生长有效
出版同意 (关于发布个人数据或图像的适当声明)
不适用。
CRediT 作者贡献声明
Kanokwan Kaenpho: 撰写 – 初稿，方法学，调查，形式分析，数据管理。Lalita Thanwisai: 撰写 – 审阅与编辑，资源，方法学，概念化。Wilailak siripornadulsil: 撰写 – 审阅与编辑，资源，方法学，概念化。Surasak Siripornadulsil: 撰写 – 审阅与编辑，监督，资源，项目管理，方法学，资金获取，概念化。
资金
本研究由泰国孔敬大学研究助理项目奖学金（资助编号：RA2566-M211）和泰国国家科学、研究与创新基金 (NSRF) 基本基金支持。
未引用参考文献
10.1093/bioinformatics/btt086, n.d
Ahn, Kim, Park, Han and Kim, 2023
Alexandri, Hübner, Schneider, Fr?hling and Venus, 2022
Ardiansyah., 2021
Azmi et al., 2023
Bastian et al., 2021
Brownlie, Chaharlangi, Wong, Kim and Navarre, 2022
Chamsai and Wanyo, 2025
Chen et al., 2022
El-Shishtawy, Al Angari, Alotaibi and Almulaiky, 2023
Fawzi et al., 2022
Feehily and Karatzas, 2013
Finotti, Gezzi, Crudeli and Remediani, 2024
Gaur and G?nzle, 2023
Goufo and Trindade, 2014
Gunathunga et al., 2024
Han et al., 2023
Kanklai,
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能影响本论文报告的工作。
Kanokwan Kaenpho|Lalita Thanwisai|Wilailak siripornadulsil|Surasak Siripornadulsil
