副干酪乳杆菌（Lacticaseibacillus paracasei）的代谢工程缓解益生菌酸奶的后酸化并重塑代谢物谱

《Food Chemistry: X》：Metabolic engineering of Lacticaseibacillus paracasei alleviates post-acidification and reshapes metabolite profiles in probiotic yogurt

　　

贮藏期间的后酸化限制了多种益生菌在发酵乳制品中的应用。在本研究中，研究人员在副干酪乳杆菌Zhang（Lacticaseibacillus paracasei Zhang, LCZ）中敲除了ldh基因，使乳酸产量减少45%。工程菌株与商业发酵剂共发酵有效控制了后酸化，在28 d内维持稳定的pH（4.5–4.3），并增加了挥发性化合物（乙偶姻、癸酸和十二烷酸）和生物活性代谢物（乙酸和琥珀酸）的产生。代谢分析表明，ldh缺失激活了乙偶姻生物合成（750 ng/mL），并将碳通量重新导向苹果酸和乙酸。该修饰还促进了L-丙氨酸、L-半胱氨酸和L-天冬酰胺等氨基酸向丙酮酸的分解代谢，实现了氮-碳共利用。本研究为开发稳定的益生菌乳制品提供了一种有前景的解决方案，并为益生菌代谢工程提供了新的见解。

酸奶传统上由嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）和德氏乳杆菌保加利亚亚种（Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus）发酵制成，具有改善消化、免疫支持和骨骼健康等多种益处，也是输送益生菌的理想载体。然而，在冷藏储存期间，益生菌尤其是乳杆菌属（Lactobacillus）和双歧杆菌属（Bifidobacterium）菌株的持续生长和产酸会导致后酸化，即pH持续下降、乳酸过量积累，从而损害风味和缩短货架期。副干酪乳杆菌Zhang（Lacticaseibacillus paracasei Zhang, LCZ）是一种具有降血脂、缓解炎症等功能的益生菌，但其与商业发酵剂共发酵时会加速酸奶后酸化。因此，亟需一种能够在不牺牲益生菌功能的前提下抑制后酸化的策略。代谢工程可通过基因编辑精确改造益生菌基因组，乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase, LDH）由ldh基因编码，催化丙酮