第二届未来食品科技创新国际研讨会分-分会场十三∣发酵和食品微生物专场二

会议主持人

林心萍教授

大连工业大学食品学院

王成华教授

广西大学轻工与食品工程学院 系副主任

会 议 报 告

报告一

富硒降嘌呤植物乳杆菌的安全性评估与尿酸代谢途径解析

王成华 教授

广西大学轻工与食品工程学院 系副主任

报告简介：

降尿酸功能益生菌的挖掘与应用，是生物制造低嘌呤食品、靶向调控肠道微生物群、定向干预痛风与高尿酸血症的一个热点和前沿领域。本课题组前期立足广西地方特色食品微生物资源，开展了一系列新型降嘌呤乳酸菌的筛选、鉴定、功能强化及应用研究，挖掘出一株代谢嘌呤产尿囊素的高抗逆富硒降嘌呤植物乳杆菌（

Lactobacillus plantarum

）L123。本报告一方面综述降嘌呤乳酸菌调控高尿酸血症与痛风的研究进展，另一方面汇报基因组学与人工智能辅助的L123菌株安全性评估与尿酸代谢途径解析工作，揭示出乳酸菌来源的新型嘌呤代谢酶元件与尿酸代谢途径，为富硒降嘌呤功能益生菌在食品、医药、生物制造等领域的开发利用提供基础。

报告二

微生物发酵扇贝裙边亚铁螯合肽的制备及其改善缺铁性贫血作用机制研究

林心萍 教授

大连工业大学食品学院

报告简介：

铁螯合肽作为一种新型膳食铁补充剂备受关注。微生物因其发达的酶系和低成本优势，可用于高效产生丰富肽段。本研究利用微生物法制备水产品亚铁螯合肽，通过高通量筛选获得了具有高亚铁螯合肽生产能力的高地芽胞杆菌（

Bacillus altitudinis

）3*1-3。经过条件优化，该菌株发酵制备的扇贝裙边水解物，其亚铁结合率达到9.39 mg/g。光谱分析表明，螯合物通过谷氨酸、天冬氨酸等特定氨基酸残基与亚铁离子结合。体外实验显示，扇贝裙边亚铁螯合物在高盐环境下具有良好稳定性，并显著提高了铁在体外消化中的释放量和溶解性，且其制备成本仅为传统酶解法的50%左右。随后，利用缺铁性贫血小鼠模型，系统评估了发酵扇贝裙边亚铁螯合物对改善贫血的作用机制。结果显示，该螯合物显著改善了贫血小鼠的血常规指标以及肝脏和脾脏损伤，且高剂量组效果更佳。其血红蛋白再生效率和生物利用率约为硫酸亚铁组的1.5～1.8 倍。蛋白质组学分析进一步揭示，发酵扇贝裙边亚铁螯合物可能通过调控DMT1介导的二价铁跨细胞转运、Picalm/Tubb4b/Thbs1调控的囊泡运输及细胞旁通路（调节通透性），并通过Ireb2-FTL1轴平衡铁的贮藏与利用，从多通路改善贫血症状。本研究以扇贝裙边为原料，采用微生物发酵法制备亚铁螯合肽，系统阐明了其改善贫血的分子机制和干预靶点，为水产品副产物的高值化利用和低成本、高效膳食铁补充剂的研发提供了理论依据与技术支持。

报告三

食用菌特征组分营养及功能品质挖掘与作用机理解析研究进展

马高兴 教授

南京财经大学食品科学与工程学院 院长助理

报告简介：

当前食用菌消费方式除了直接销售进行烹饪加工外，主要基于其含有的活性成分所展现的丰富营养及功能品质研发高附加值产品进行销售。但当前我国相关产品品种较少，且存在特征成分营养及功能品质稳定性差、作用途径不明确，产品单一等产业问题。由此，结合团队研究成果，本报告重点对杏鲍菇等食用菌中主要特征成分，包括多糖及蛋白的营养及功能品质挖掘，及在摄入后所表现出的消化、吸收、代谢等营养特征解析其改善肠道健康功能方面的作用机理进行介绍，以期为未来食品营养功能化相关研究提供新思路，亦为研发具有靶向营养及功能品质的新型食用菌源未来食品提供技术支撑。

报告四

微生物的CO₂转化：为可持续的未来解锁氢氧化菌的潜力

卢悦 副教授

西华大学食品与生物工程学院

报告简介：

氢氧化菌是微生物生态学和生物技术领域中的关键物种，具有不可忽视的重要研究意义。在同类微生物中，钩虫贪铜菌

Ralstonia eutropha

R. eutropha

, or

Cupriavidus necator

）因其异于常规的代谢多样性而脱颖而出，成为备受关注的研究对象。本报告阐述了

R. eutropha

的营养模式和能量代谢机制，详细描述了其通过利用不同碳源进行纯自养、纯异养和混合营养生长的能力，以及生物质积累的特征和高附加值产品的合成。同时，深入汇报了

R. eutropha

作为底盘生物的基因工程策略，包括利用CRISPR-Cas9技术进行有效的基因组编辑和通过启动子工程提高基因表达效率。此外，还概述了利用

R. eutropha

进行化学生产的最新进展，特别是其在生物塑料、生物燃料和其他高价值产品制造中的应用。随后，展示了

R. eutropha

可持续大规模工业应用的进展和挑战。最后，展望了

R. eutropha

作为底盘生物在化工生产领域的巨大潜力，并强调了改进和完善其大规模培养技术以推动其工业应用的重要性。

报告五

诺丽发酵果汁研究进展

阳辉蓉 副研究员

西南民族大学药学与食品学院

报告简介：

诺丽（

Morinda citrifolia

L.）发酵果汁是最重要的诺丽加工产品，具有多种保健功效。将转录组学用于全面探索活性微生物群落和关键代谢功能，发现

Acetobacter

sp.,

Acetobacter aceti

Gluconobacter

sp.是发酵过程中的主要微生物，并相继出现。根据KEGG数据库对代谢相关单基因的主成分分析，可将发酵过程分为3 个阶段，发酵在第二阶段结束时接近完成。系统分析了碳水化合物活性酶和主要代谢途径中关键酶的表达。HS-SPME-GC–MS和气味活性值分析表明，丁酸和己酸是发酵诺丽果汁产生难闻气味的主要挥发性化合物。从天然发酵诺丽汁中分离得到醋杆菌属（

Acetobacter

sp.）GDMCC 67221，并对其在诺丽汁发酵中的作用进行了研究。发酵12 d后，糖含量和酸度趋于稳定。醋杆菌对产品的主要活性成分无显著影响。采用顶空气相色谱-离子迁移光谱法对发酵过程中的风味特征进行了描述。筛选出55 种风味化合物，并从中选择了14 种不同的生物标志物，其VIP＞1。酮和醛的浓度显著增加，主要是对花、果和绿色特征的贡献。己酸、辛酸和丁酸作为异味的主要来源，其含量显著降低，表明醋杆菌能改善发酵诺丽汁的臭味。

报告六

谷物蛋白源抗菌肽筛选及其抗菌机理研究

吴昊 副教授

长沙理工大学食品与生物工程学院

报告简介：

抗生素是对抗细菌感染性疾病的强效武器，传统抗生素的滥用使得耐药菌株的种类和数量飞速增长，多重耐药细菌的出现已成为全球医药、食品和农业等领域的主要威胁。新型抗生素的研发速度远远落后于新型耐药性细菌的出现，且研究成本高昂，此外抗生素可能还会对宿主造成不良影响。因此，研发高效安全、不引起细菌抗药性的抗生素替代品越来越重要。

本研究首先以豌豆蛋白、绿豆蛋白、大米蛋白为原料，以抗菌活性为考察指标，考察蛋白酶的酶解效果，确定最适的蛋白酶。根据GB/T 39101—2020多肽抗菌性测定抑菌圈法，豌豆蛋白的木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶水解液具有抑菌活性，微孔稀释法显示水解度为5%的豌豆蛋白木瓜蛋白酶水解液和12%的豌豆蛋白碱性蛋白酶水解液抑菌效果最好，抑菌率分别达到83.25%和65.86%。

随后采用LC-MS/MS 分离鉴定豌豆蛋白酶解液中的多肽，基于多肽组学和生物信息学方法，利用AntiBP3数据库、CAMPR4数据库、APD3数据库筛选酶解液中抗菌肽预测得到5条潜在抗菌肽分别为RR***FK、KRH***PS、QKF***IF、I***PK、KF***FF，对5 条疑似抗菌肽进行溶血活性和细胞毒性预测，均未出现溶血活性和细胞毒性预测。通过对潜在抗菌肽IC50和抑菌动力学的测定，确定I***PK，KF***FF，RR***FK抑菌效果较好，其IC50分别690.2 、708.1、591 μg/mL 。

进一步研究抗菌肽与金黄色葡萄球菌细胞膜的作用机理，Zeta电位的变化表明抗菌肽会与细菌细胞膜结合，经抗菌肽孵育过后金黄色葡萄球菌细胞膜电位发生变化且疏水性降低，表明抗菌肽与细菌细胞膜发生相互作用并造成严重的细胞膜损伤。膜损伤实验证实了抗菌肽会使细菌细胞膜破裂导致细胞内容物的流出，邻硝基苯-

D

-半乳糖苷与

-半乳糖苷酶反应的产物含量和激光共聚焦结果共同显示抗菌肽使金黄色葡萄球细胞膜通透性发生改变，导致细菌细胞死亡。扫描电镜观察从微观形态学角度进一步论证了抗菌肽与细菌相互作用破坏了细胞膜的通透性，导致胞质液泄漏，从而导致细菌的死亡。利用分子模拟对接结果表明抗菌肽会与金黄色葡萄球菌酰胺酶蛋白、DNA gyrase、二氢叶酸还原酶通过氢键结合，影响细菌正常的生理活动，导致细菌细胞死亡。

报告七

益生菌对乙醇的降解效果及作用机制研究

宋佳佳 副教授

西南大学食品科学学院

报告简介：

急性大量饮酒可导致血液乙醇含量迅速升高，从而引发眩晕、肝损伤等不良反应。尽管乳酸菌具有降解乙醇的能力，但其具体机制仍不清楚。本研究揭示了一株来源于中国传统发酵酸乳的发酵黏液乳杆菌（

Limosilactobacillus fermentum

）DACN611在乙醇降解方面的卓越能力。在50 株乳酸菌中，DACN611在含2.5%（

V

V

）乙醇的MRS培养基中培养24 h后，乙醇含量降低幅度达（90.87±8.12）%。值得注意的是，对DACN611在乙醇胁迫条件下的转录组分析表明，该菌株通过调控细胞周期、促进蛋白质合成、维持氧化代谢稳态及调节细胞壁和细胞膜合成等多条代谢途径降解乙醇。此外，DACN611表现出优异的胃酸和胆盐耐受性，并具有良好的安全性。在急性大量饮酒的小鼠模型中，DACN611显著延长了翻正反射消失（the loss of righting reflex，LORR）潜伏期，并缩短了LORR持续时间。DACN611处理组小鼠的血清乙醇和乙醛含量分别降低35.36%和33.56%，胃和肝组织中酒精脱氢酶（alcohol dehydrogenase，ADH）和乙醛脱氢酶（acetaldehyde dehydrogenase，ALDH）活性分别提高1.98 倍和1.95 倍，以及1.79 倍和1.70 倍。此外，DACN611降低了小鼠血清丙氨酸氨基转移酶和天冬氨酸氨基转移酶水平，并下调肝脏细胞色素P450 2E1表达，有效缓解了酒精性肝损伤所导致的肝组织病理变化。综上所述，DACN611通过在乙醇胁迫下的代谢适应性变化，以及促进胃和肝组织中ADH和ALDH活性，显著降解乙醇，并对酒精性肝损伤具有保护作用。

报告八

沙门氏菌冷休克蛋白CspA：小蛋白、多功能

何守魁 副研究员

上海交通大学农业与生物学院

报告简介：

CspA是沙门氏菌（

Salmonella

）的主要冷休克蛋白，其在菌体应答低温胁迫中的重要作用已被证实。近期研究表明，这一小分子蛋白可能扮演着多重角色。为深入探索CspA的全局调控作用，本研究以沙门氏菌标准菌株ATCC 13076为出发菌株，构建了

cspA

基因缺失突变株和回补株，并利用转录组测序和表型分析进行研究。结果显示，

cspA

基因缺失导致145个基因的表达发生显著变化，这些基因主要涉及应激响应、鞭毛组装、转录调控、基础代谢、ATP结合性盒式转运以及三型分泌系统等通路。其中，酸胁迫（如

SEN_RS08115

yhcN

）和盐胁迫（如

osmX

osmY

）应答相关基因表达上调，显著增强了⊿cspA突变株对盐酸和氯化钠的抗性。同时，约20%鞭毛组装基因的表达受到抑制，导致⊿

csp

A突变株自凝集能力增强、运动能力下降，进而显著促进了菌膜形成。此外，CspA通过与转录调控因子相互作用，发挥更广泛的调控功能。因此，小分子蛋白CspA具有多重调控功能，可作为沙门氏菌防控的新型靶标，为保障食品安全提供可行策略。

报告九

基于人工合成菌群协同理念提升红曲品质

刘俊 副教授

中南林业科技大学食品学院 食品工程领域专业负责人

报告简介：

红曲作为药食同源物广泛应用于食品行业，人工构建的合成菌群在红曲霉发酵领域的研究并不充分。本实验室系统构建了辅助菌与红曲霉协同发酵体系，探究了该体系下红曲色素生物合成和红曲制作品质变化，并采用多组学联合分析揭示了人工辅助菌协同调控红曲霉代谢机制。在液态共发酵体系制备红曲色素中，通过构建并筛选多种微生物与紫色红曲霉的共生系统，发现发酵乳杆菌可显著促进红曲色素生物合成效率。偶联固定化细胞技术优化了共发酵体系，将胞外红曲色素的产量提高了59.18%；采用转录组和代谢组揭示了色素高效合成和跨膜分泌的分子机制。在固态共发酵体系制备红曲米中，研究了红曲霉人工合成菌群对红曲米的质构、风味的改善作用。结果表明，接种植物乳杆菌和发酵乳杆菌能够显著提高红曲米中挥发性物质含量和风味特征；鉴定的56种挥发性有机物和1 287 种非挥发性物质中，乳酸菌的介入上调了红曲霉氨基酸代谢、脂肪酸代谢和黄酮类物质的合成，尤其是植物乳杆菌显著上调了氨基酸代谢。本研究为高品质红曲产品生产和加工技术提供了一种新策略。

报告十

结合非靶向代谢组学和高通量测序技术解析内蒙古奶酪发酵阶段的小分子代谢物动态变化

章阿敏 助理研究员

上海交通大学农业与生物学院

报告简介：

奶豆腐是由生牛乳经传统自然发酵工艺制成内蒙古民族特色奶酪产品。为开发风味与健康兼备的奶豆腐产品，本研究旨在利用代谢组学和高通量测序技术研究内蒙古奶酪在整个发酵过程中的代谢产物变化、滋味化合物和微生物组成。结果发现：共106 种差异代谢物，其中71 种类脂分子，9 种有机杂环化合物等。游离氨基酸结果表明，发酵阶段游离氨基酸（谷氨酸、脯氨酸、天冬氨酸）含量显著增加。基于京都基因与基因组百科全书数据库，确定了5 个可能的关键代谢途径。高通量测序结果表明，乳球菌（

Lactococcus

）和地霉菌（

Geotrichum

）是发酵过程中的主要微生物，乳球菌对奶豆腐中鲜味与甜味氨基酸的形成有密切关系；地霉菌和克鲁维酵母与发酵过程中乳脂肪的分解密切相关。本研究为奶酪中功能成分和风味物质的生产和辅助发酵剂的开发提供了理论基础。

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实习编辑 ：安宏琳；责 编：张睿梅

为贯彻落实《中共中央国务院关于全面推进美丽中国建设的意见》《关于建设美丽中国先行区的实施意见》和“健康中国2030”国家战略，全面加强农业农村生态环境保护，推进美丽乡村建设，加快农产品加工与储运产业发展，实现食品产业在生产方式、技术创新、环境保护等方面的全面升级。由 中国工程院主办， 中国工程院环境与轻纺工程学部、北京食品科学研究院、湖南省农业科学院承办， 国际食品科技联盟（IUFoST）、国际谷物科技协会（ICC）、湖南省食品科学技术学会、洞庭实验室、湖南省农产品加工与质量安全研究所、中国食品杂志社、中国工程院Engineering编辑部、湖南大学、湖南农业大学、中南林业科技大学、长沙理工大学、湘潭大学、湖南中医药大学协办的“ 2025年中国工程院工程科技学术研讨会—推进美丽乡村建设-加快农产品加工与储运产业发展暨第十二届食品科学国际年会”，将于2025年8月8-10日在中国 湖南 长沙召开。

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