近日，石河子大學食品學院單春會教授團隊杜瑩琳付熙哲等人在國際食品Top期刊《Comprehensive reviews in food science and food safety》（中科院一區(qū)Top期刊，IF5=16）發(fā)表題為“植物乳桿菌發(fā)酵水果產品的最新進展：風味特性、生物活性及實際生產應用”（Recent advances in Lactobacillus plantarum fermentation in modifying fruit-based products: flavor property, bioactivity, and practical production applications）的綜述性論文。

本文首先從揮發(fā)性化合物和非揮發(fā)性化合物兩個方面，綜述了植物乳桿菌對水果產品的風味的提升能力。發(fā)酵產品因獨特風味而更具吸引力，這些風味主要源于發(fā)酵菌株的糖代謝、蛋白質代謝和脂肪代謝途徑。在糖代謝中，同型發(fā)酵生成乳酸，而異型發(fā)酵產生揮發(fā)性風味化合物，如二乙酰和乙醇。蛋白質代謝通過胞外蛋白酶分解水果中的蛋白質，生成游離氨基酸和小分子肽，這些物質不僅是風味化合物，也是風味前體。脂肪代謝則通過酯酶分解脂肪，生成脂肪酸和甘油，其氧化產物如己醛和辛醛進一步豐富了風味。此外，植物乳桿菌還能調節(jié)水果中的糖酸比和游離氨基酸等非揮發(fā)性成分，從而綜合提升產品的風味品質（圖一）。

圖1 乳酸菌的分類和益生特性，以及植物乳桿菌的發(fā)酵特性

植物乳桿菌發(fā)酵主要在抗氧化成分、揮發(fā)性風味化合物和游離氨基酸方面影響水果的營養(yǎng)成分?？寡趸瘎┠軌驇椭A防心血管疾病和癌癥等慢性疾病。植物乳桿菌發(fā)酵不僅顯著提升了水果中的抗氧化成分，如多酚和黃酮類，還能極大地增加其他生物活性化合物的含量，包括類胡蘿卜素、花青素、生物堿和多糖。水果發(fā)酵改變了揮發(fā)性風味化合物的種類和含量，這不僅改善了水果的風味，還可能具有額外的健康益處，比如抗菌和抗炎活性得到提升。此外，植物乳桿菌發(fā)酵的水果能夠抑制促炎細胞因子（如TNF-α）的活性，并促進抗炎細胞因子（如IL-10）的表達，從而增強抗炎活性，同時協(xié)助產生短鏈脂肪酸以提高腸道細胞對胰島素的敏感性。已經有動物毒理學實驗表明，攝入植物乳桿菌發(fā)酵的水果產品能夠顯著豐富腸道菌群的組成和多樣性，并改善腸道炎癥和2型糖尿病（圖二）。

圖2 人體內自由基的形成（A）、炎癥形成過程（B）、2 型糖尿病的發(fā)病機理（C）以及影響腸道微生態(tài)的主要因素（D）

最后，本文對植物乳桿菌在發(fā)酵水果產品中的應用進行了綜述和展望。新鮮水果需求大，但面臨不同市場挑戰(zhàn)：全年供應的水果因缺乏新鮮感吸引力下降，季節(jié)性水果因地理和氣候限制成本高、價格貴。同時，含人工香精的水果味食品難以滿足低糖、低脂健康飲食需求。乳酸菌發(fā)酵能夠有效提升產品的風味和質量，為開發(fā)綠色、健康的功能性食品提供了重要的技術支持。植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）作為被最廣泛應用的乳酸菌，已被證明具有益生菌功效，并在生產各種發(fā)酵食品方面展現(xiàn)出廣闊的應用前景（圖3）。

圖3 分析當前水果在市場上的產品優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)

綜上所述，植物乳桿菌是一種適合水果發(fā)酵的益生菌，可顯著提升水果產品的風味和功能。本文綜述了其發(fā)酵特性，指出其發(fā)酵果制品具有高附加值和良好保健功效。盡管其在產品開發(fā)、風味增強和功能改善方面潛力巨大，但在代謝特異性、安全性、香氣變化、功能化合物調控機制等方面仍需深入研究。未來研究應聚焦于毒理學、免疫學和分子營養(yǎng)學，以全面了解其健康益處，并為水果加工行業(yè)開發(fā)高附加值功能食品提供新見解。

石河子大學食品學院果蔬加工技術研究中心單春會教授和杜瑩琳副教授為共同通訊作者，2023級碩士研究生邢智彬和食品學院付熙哲副教授并列為論文第一作者。感謝兵團指導性科技計劃項目（2022ZD063，2023ZD086）、石河子大學高層次人才研究啟動項目（RCZK202349，RCZK202353）、中國新疆植物藥物資源與利用教育部重點實驗室開放項目（XPRU202205）的持續(xù)支持。

（通訊員：單春會 杜瑩琳 郜建銳 鞏芮君）