母乳中乳酸菌多样性及益生菌开发利用研究进展

母乳源益生菌具有安全、适应人体环境等开发利用优势。母乳中乳酸菌的分离、筛选和开发利用成为乳品和乳酸菌产业的研究热点,国内外学者开展了大量关于母乳中乳酸菌的分离鉴定和益生菌的筛选及功能评价工作。深入挖掘母乳中的乳酸菌益生特性及其在产业化应用方面的潜力,将推动我国乳酸菌产业向着高质量发展的方向迈进。作者对母乳中乳酸菌的多样性和益生菌的筛选及开发利用进行了综述,旨在为母乳中乳酸菌的研究和应用提供新的视角和见解。     

益生乳酸菌Lactobacillus casei Zhang从基础研究到产业化开发

2001年-2009年,内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室从采集自中国西部7个省市及蒙古国14个省市不同少数民族地区951份自然发酵乳制品等样品中分离鉴定出3 388株乳酸菌,建立了中国首个原创性乳酸菌菌种资源库;从菌种库中分离自传统发酵酸马奶(koumiss)的243株乳杆菌中筛选获得1株性能优良的乳酸菌—Lactobacillus casei Zhang(L.casei Zhang)。采用5种动物模型和人体试验进行了功能评价,并利用基因组学和蛋白质组学研究技术对L.casei Zhang益生分子机制进行了深入剖析。经过多年系统的基础研究,自主解决了其产业化的关键技术问题,包括其直投式发酵剂、发酵乳制品和发酵豆乳益生菌饮料的研发并实现了产业化。     

益生菌基因组学在乳酸菌筛选和功能评价中的应用

乳杆菌和双歧杆菌是益生菌筛选的主要微生物类群,在促进人类、动物甚至植物健康方面都有重要的应用价值,被广泛应用于多种功能性食品、动物饲料和微生物菌肥。然而,这些细菌对宿主健康产生积极影响的分子机制还远未完全了解。另外,传统的益生菌筛选技术主要依靠表型和生理生化特性的测定以及随机对照试验,这些方法不仅耗时、费力,而且数据难以重复。不同研究小组之间数据难以共享,不能实现菌株有益特性的均一性和标准化验证,严重制约了益生菌科学研究的发展和菌株的产业化开发利用。基于新的测序技术和强大的计算机分析方法,被称为益生菌基因组学新学科的出现,允许研究者在短时间内通过筛选大量的生物学和基因组数据,显著提高益生菌筛选的效率和准确性。本文综述了通过基因组数据的分析,帮助人们高效、快速地确定益生菌,开辟益生菌新功能的评价途径。总结益生菌基因组学在阐明益生特性功效评价的分子基础等方面的最新研究成果,以期为扩展研究人员对这些有益微生物生物学的认知,揭示益生菌促进健康特性的分子机制提供新视角。     

发酵乳的最新进展

综述了发酵乳在科学、枝术和市场方面最新进展。介绍了在分子水平和菌株水平的乳酸菌和益生菌的菌种鉴定、乳酸菌和新益生菌株的安全性、乳酸菌胞外多糖、减少发酵乳生产过程中黏度降低的因素，以及乳酸菌和益生菌的功能保健作用。根据近年来消费者对酸奶的温和味道、香气和质地更高的要求，叙述了酸奶和其他发酵乳新产品开发的进展。     

乳杆菌噬菌体基因组学研究进展

随着乳杆菌在乳品工业中的广泛应用,噬菌体污染对终产品造成的严重威胁日益增加。目前,噬菌体相关研究已从最初的形态学进入到了分子水平。许多噬菌体的全基因组测序工作已经完成。基因组研究有助于揭示噬菌体侵染宿主的机制,能挖掘其关键功能基因。本文基于乳杆菌噬菌体的基因组信息对主要乳杆菌噬菌体基因组的特征、功能基因组及比较基因组进行了分析和概述,为进一步研究噬菌体提供理论依据。     

乳酸菌全基因组测序的应用进展

乳酸菌在自然界中广泛存在,具有丰富的物种多样性,在食品、饲料和医药等领域广泛应用,目前市场上绝大多数的益生菌都是乳酸菌。近年来,全基因组测序技术蓬勃发展,大大促进了乳酸菌资源的开发与应用。基于乳酸菌的全基因组信息可以系统且全面地了解菌株的代谢特征、潜在的益生功能与应用方向,可以更加准确地探究乳酸菌的遗传、进化和分类。乳酸菌安全性评价程序要求在基因组水平检索是否存在耐药、毒力和致病性相关基因,并判定相关基因是否可水平转移。应用全基因组测序技术,比较不同代次菌株基因组中基因序列和结构差异,可高效、完整地判定乳酸菌在产业化应用过程中的遗传性和稳定性。在全基因组信息基础上,重构基因组规模代谢网络模型,可模拟并预测菌体细胞在特定环境下的行为,能系统地指导菌株的代谢工程策略。本文对全基因组测序技术在乳酸菌代谢特性、遗传进化、安全性和稳定性方面的应用现状进行了综述,旨在为乳酸菌基因组学研究提供理论支持。     

益生菌的安全性及基因改造

本文综述了益生菌的生理功能及其应具备的条件，从菌株筛选和耐药性角度探讨了益生菌的安全性及其安全使用时应考虑的因素，介绍了基因工程在作用机理研究、改善制品风味、提高功能特性及降低副反应等方面的应用及基因组学在益生菌研究中的作用．对现代遗传技术在扩大益生菌使用范围方面进行了。展望，为新型益生菌产品的开发和更广泛的应用提供了一定的应用参考。     

基于基因组学对副干酪乳杆菌BS 08黏附作用的分析

副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)作为乳制品中常见的重要益生菌,能够增强机体免疫力、改善调节肠道菌群平衡、降低血糖水平等。黏附是微生物与宿主相互作用的先决条件之一,是其发挥生物屏障功能的基础。L. paracasei作为益生菌吸附于黏膜表面可以延长自身作用于宿主的时间。基于基因组学分析L. paracasei的黏附作用及其对病原菌黏附的抑制作用,有助于进一步探讨益生菌的生物屏障机制,对乳酸菌的研究开发具有非常重要的理论意义。本课题以分离自西藏地区传统发酵奶制品的L. paracasei为研究对象,筛选出黏附作用最显著的L. paracasei BS 08,分析其黏附作用相关基因,通过去除菌体表面的黏附素,观察对Caco-2细胞的黏附差异性,并探究目标菌株对病原菌黏附的抑制作用。     

基于人工智能的益生乳酸菌精准筛选及产业化关键技术

随着益生乳酸菌的健康益处被广泛认可,益生菌产业迎来了繁荣的黄金时期。尽管如此,我国益生菌产业发展相对滞缓,不仅缺乏自主知识产权的益生菌菌株,而且筛选及产业化技术滞后。目前,我国主要依赖于传统的纯培养技术筛选乳酸菌,这种方法耗时、耗力,且准确率有待提高。近年来,高通量测序和人工智能技术的兴起,为益生乳酸菌的筛选开启了新篇章。研究人员基于基因组大数据和人工智能,开发了乳酸菌精准筛选技术,显著提高了筛选速度和准确率,也推动了益生乳酸菌的产业化进程。本文将全面综述基于人工智能的益生乳酸菌精准筛选及产业化技术,并进一步探讨我国益生乳酸菌产业的发展趋势。     

乳酸菌中移动基因元件的预测与分析

CRISPR-Cas系统作为获得性免疫系统能够保护乳酸菌免受噬菌体等外源基因元件的入侵,旨在对乳酸菌中CRISPR-Cas系统的活性与近期发生水平基因转移的程度是否呈负相关进行检验。预测了乳酸菌中的CRISPR-Cas系统、前噬菌体及基因岛,并分别分析乳酸菌中CRISPR与前噬菌体及与基因岛在数量上的相关性。研究发现CRISPR序列的长度(能反映该免疫系统的活性)与预测的近期发生的水平基因转移事件的数目之间没有明显的相关性。结果表明乳酸菌中的CRISPR-Cas系统并不抑制水平基因转移事件的发生。