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南京农业大学三亚研究院食品科学技术学院张秋勤副教授团队：利用青梅提取物促进益生菌生物膜形成，显著提升酸与氧化应激抗性

近期，南京农业大学三亚研究院食品科学技术学院张秋勤副教授团队在英国皇家化学会期刊《Sustainable Food Technology》（JCR一区, IF=5.3）上发表题为“Prunus mume extract promoted biofilm formation of LactiplantibacillusplantarumJB1 to improve acid and oxidative stress resistance”的研究性论文。2022级硕士研究生缪腾龙为论文的第一作者，张秋勤副教授为通讯作者。本研究以青梅提取物为例，证实天然酸性植物原料可通过LuxS/AI-2群体感应通路诱导植物乳植杆菌形成生物膜，增强其酸胁迫和氧化胁迫的耐受能力。本研究为植物源活性成分在益生菌稳态调控中的应用提供了新依据，也为绿色、低能耗益生菌处理技术的开发提供了新路径。

乳酸菌（LAB）作为益生菌和工业发酵剂被广泛应用，然而，在实际生产和贮藏过程中，乳酸菌常常会遭遇酸胁迫、氧化胁迫等不利环境，导致活菌数下降、发酵性能减弱，进而影响产品品质、货架期以及产业化应用效果。传统的提高抗逆性的方法，例如基因改造或合成添加剂，往往与消费者对“天然”和“可持续”的消费喜爱相冲突。

在这一背景下，生物膜形成逐渐受到关注。生物膜是微生物自身应对不良环境的一种天然防御方式，能够通过胞外聚合物构建保护屏障，从而增强细菌对低pH、氧化环境、温度波动等胁迫的耐受性。LuxS/AI-2群体感应系统被认为是调控乳酸菌生物膜形成的重要信号通路，因此围绕该通路寻找天然诱导因子，已成为相关研究的新热点。

青梅提取物(PME)是一种富含抗氧化物质的青梅加工产物，是可持续微生物工程领域中具有巨大未开发潜力的可再生资源的典范。尽管已有研究表明青梅提取物具有多种生物学活性，但其是否能够作为天然调控剂提升益生菌抗逆性、是否通过促进生物膜形成发挥作用，仍缺乏系统研究。

为应对食品发酵体系中高能耗加工及益生菌活性损失等可持续性挑战，本研究采用可再生农业副产物青梅提取物（PME），探讨其在提高L. plantarum JB1 耐受性中的作用。结果表明，PME预处理可通过激活AI-2信号促进乳酸菌生物膜形成，增强β-半乳糖苷酶和L-LDH活性以维持胁迫条件下的代谢稳态，并通过调控细胞表面多糖来减轻酸和氧化胁迫造成的损伤，从而显著提高该菌株在酸胁迫下的存活率，增幅达21.08%。

与现有益生菌稳定化策略相比，本研究的创新之处在于：其不再局限于结果导向的保护手段，而是提出了一种机制驱动的预适应策略。不同于高能耗的物理方法或外源合成化学品添加，本策略利用天然、可再生农业副产物，通过调控益生菌自身的生理途径，从内源性层面增强其抗逆能力。这种机制可减少对合成防腐剂以及深冷处理、频繁pH调节等高能耗稳定化技术的依赖，从而实现兼具“清洁标签”和能源效率优势的稳定化。

研究还发现，PME对酸胁迫的改善作用优于其对氧化胁迫的改善作用，提示其在低pH发酵食品（如泡菜、酸奶等）中具有更大的应用潜力。需要指出的是，本研究是在实验室模型体系中开展的。未来应进一步在真实食品发酵及贮藏条件下验证PME的保护效应，并考察其在更广泛益生菌种类中的适用性，以评估其普适应用潜力。此外，PME 的大规模提取及其工业化整合的经济可行性，也值得进一步系统研究。

张秋勤，南京农业大学食品科技学院副教授，生物工程系副主任，江苏省淮安区博里镇科技副镇长，研究方向为食品微生物资源挖掘及应用、功能性食品开发，主持并参与国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目、江苏省农业科技自主创新资金项目、三亚崖州湾科技城“崖州湾”菁英人才科技专项、企业横向合作等项目10余项，共计发表SCI论文50余篇，国家授权发明专利2项。参编CRC Press英文专业书籍1部，参译英文专业书籍1部。曾任“江苏省科技副总”以及“国家食药同源产业科技创新联盟理事”等职务;Food chemistry、Foods等期刊的审稿人；Molecules特刊的客座主编。

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