《Food Bioscience》：Key compound transformation and sulfur/redox metabolic remodeling associated with strain/condition-
associated fermentation by
Lactiplantibacillus plantarum in hawthorn juice
编辑推荐：
•F13-2发酵表现出集中的硫/氧化还原相关代谢特征。•P1-1发酵表现出以5′-MTA为中心的硫核苷变化。•两种发酵均显示出黄酮苷的耗竭和苷元的形成。•代谢差异与菌株/条件相关，而非单纯的菌株或温度效应。引言山楂（Crataegus pinnatifida Bge.）是一种
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F13-2发酵表现出集中的硫/氧化还原相关代谢特征。
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P1-1发酵表现出以5′-MTA为中心的硫核苷变化。
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两种发酵均显示出黄酮苷的耗竭和苷元的形成。
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代谢差异与菌株/条件相关，而非单纯的菌株或温度效应。
引言
山楂（Crataegus pinnatifida Bge.）是一种富含酚酸、黄酮类化合物、有机酸及其他生物活性化合物的水果资源。这些化合物对山楂基产品的抗氧化潜力和营养价值作出贡献。然而，植物基质中的许多酚类和黄酮类化合物以结合、共轭或糖苷化形式存在，这可能限制其释放和功能表达。因此，需要适当的加工策略来促进山楂汁中这些生物活性化合物的转化和利用。
在乳酸菌（LAB）中，植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）因其强大的环境适应性和代谢多样性而受到特别关注。它被广泛应用于发酵果蔬产品，并能在一系列酸性、渗透压和温度条件下生长（Liu等，2018）。在实际果汁发酵中，许多植物乳植杆菌菌株通常在约37°C的常规发酵条件下使用，在此条件下它们通常表现出活跃的生长和快速酸化。因此，在此常规条件下使用的常规菌株可以提供一个活跃的发酵基准，据此可以评估低温适应候选株的实际表现。相比之下，能够在较温和条件下维持发酵活性的菌株可能表现出不同的发酵行为，包括底物利用的改变、选择性代谢重组以及功能化合物转化模式的变化，这取决于菌株特性和发酵条件。这些特征对于富含酚类和黄酮的果汁系统尤为重要，因为与菌株/条件相关的发酵行为可能影响黄酮转化、抗氧化相关变化和通路水平的代谢重塑。
温和温度发酵日益受到关注，因为它可能有助于保留生物活性物质并提高产品质量（Ray & Joshi, 2014）。因此，本研究采用了一种实用的活性对照设计。植物乳植杆菌FXJSHZ13-2（F13-2）在25°C下的发酵代表温和温度发酵系统，而植物乳植杆菌PXJSHZ1-1（P1-1）在37°C下的发酵作为常规菌株发酵对照；相应的0小时样品作为未发酵基线对照。为了支持选择适合的发酵条件，在MRS培养基中进行了温度转移验证实验。在此验证中，F13-2和P1-1在转移到非首选培养温度时表现出不同的生长和酸化行为，这支持在主实验中使用F13-2（25°C）和P1-1（37°C）作为实际发酵条件（补充图S1）。代谢组学的进展使得能够更全面地表征发酵过程中发生的代谢变化。非靶向代谢组学提供了发酵过程中代谢物变化和通路重新分布的全局视图（Wishart, 2019），并已成功应用于发酵水果系统（Suo等，2024）。然而，关于低温适应植物乳植杆菌菌株发酵山楂汁的代谢组学特征，尤其是与常规参考发酵相比的理化变化、黄酮转化和硫/氧化还原相关代谢特征，目前可获得的信息有限。
因此，本研究旨在表征25°C下F13-2发酵山楂汁的理化变化、抗氧化活性、黄酮转化和全局代谢物谱变化，并与37°C下使用P1-1的参考发酵系统中观察到的变化进行比较。特别关注黄酮重新分布和硫/氧化还原相关代谢特征。由于在此比较设计中菌株背景和发酵温度未独立分离，观察到的差异被解释为菌株/条件相关反应，而非单纯的温度效应。
章节摘要
材料
新鲜山楂果实从当地市场购得，使用前在4°C下储存。两株植物乳植杆菌PXJSHZ1-1（P1-1）和FXJSHZ13-2（F13-2）由天津科技大学食品科学与工程学院提供。两株菌均以甘油菌形式保存在?80°C，发酵实验前在MRS肉汤中常规活化。
MRS肉汤购自浩普生物技术有限公司（中国青岛）。钠
发酵过程中的理化变化及抗氧化活性
在发酵山楂汁之前，在MRS培养基中进行了温度转移验证实验，以评估菌株F13-2和P1-1的温度适应性。如图S1所示，F13-2在温和温度条件下保持相对稳定的生长和酸化能力，而P1-1在其常规培养温度下表现出更高的生长和酸化性能。这些结果支持选择25°C作为F13-2的发酵温度
结论
本研究使用靶向黄酮分析、非靶向代谢组学和通路水平分析，比较研究了25°C下F13-2发酵系统和37°C下常规参考P1-1发酵系统在山楂汁中的发酵特性。两种发酵系统均表现出活跃发酵，伴随黄酮苷的耗竭和几种苷元型或转化型黄酮含量的增加。这些变化与一种
CRediT作者贡献声明
Chris Blanchard：指导。Padraig Strappe：指导。Sayfidin Safarov：指导。Khakimov Iskandar Bozorovich：指导。赵国华：撰写-审阅与编辑，指导。周中凯：撰写-审阅与编辑，指导，经费获取，概念构思。卢波：撰写-原稿，方法学，正式分析，数据整理，概念构思。于杨：正式分析，数据整理，概念构思。霍常红：方法学，概念构思。刘淑昌
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本论文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
数据可用性
本研究中生成和/或分析的数据集可通过合理请求向通讯作者获取。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本论文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本工作得到了国家重点研发计划（2025YFE0103500）、新疆生产建设兵团重点项目（2024AB052、2025DA016）、重庆市高层次人才计划（CQYC20230A03592）以及中国国家外国专家项目（11000020720258018）的资助。
卢波|于杨|霍常红|刘淑昌|王兵|Chris Blanchard|Padraig Strappe|Sayfidin Safarov|Khakimov Iskandar Bozorovich|赵国华|周中凯
