檸檬酸的乳酸菌發(fā)酵降解途徑及其應(yīng)用

袁星星，余元善，徐玉娟，*

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江西南昌330045；2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)部功能食品重點實驗室/廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室，廣東廣州510610）

檸檬酸的乳酸菌發(fā)酵降解途徑及其應(yīng)用

袁星星1，2，余元善2，徐玉娟2，*

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江西南昌330045；2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)部功能食品重點實驗室/廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室，廣東廣州510610）

青梅、檸檬和柑橘等高酸水果中含大量檸檬酸，用這些原料制成果酒果汁，其降酸技術(shù)一直是食品行業(yè)的研究熱點及難點。本文闡述了乳酸菌發(fā)酵降解檸檬酸的代謝途徑及其關(guān)鍵酶，并對乳酸菌可利用檸檬酸作為碳源進行生長作可行性分析。同時也綜述了乳酸菌發(fā)酵在果汁果酒降酸中的應(yīng)用研究進展。最后，分析乳酸菌降解檸檬酸的優(yōu)缺點并對其在食品工業(yè)上的應(yīng)用進行展望。

乳酸菌；檸檬酸；降酸；代謝途徑；發(fā)酵

乳酸菌在食品發(fā)酵中扮演著重要角色，如酸奶、奶酪、啤酒、泡菜等，其主要特征是可以將糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化成乳酸，另外，研究也發(fā)現(xiàn)，部分乳酸菌還可代謝檸檬酸等非糖物質(zhì)[1-3]，這一發(fā)現(xiàn)為乳酸菌發(fā)酵在食品工業(yè)中的應(yīng)用提供了新的思路。檸檬、柑橘、菠蘿、山楂等果實含有大量檸檬酸，用這些原料制成果酒果汁，其降酸技術(shù)一直是食品行業(yè)的研究熱點。目前，國內(nèi)外主要采用物理降酸、化學(xué)降酸和生物降酸[4]，達到降低食品總可滴定酸的目的。其中物理降酸又稱低溫冷凍降酸，主要原理是隨著溫度的降低，酒體中的酒石酸及其鹽類結(jié)晶沉淀。該法的優(yōu)點是不引入其他物質(zhì)，操作簡便，尤其適于冬季生產(chǎn)。缺點是僅能降低酒石酸鹽的含量且降酸幅度較小，不適于其它有機酸去除[5]，應(yīng)用對象比較有限，常用于酸度較高的葡萄酒生產(chǎn)。蔣志東等[6]對葡萄酒進行冷凍處理，發(fā)現(xiàn)降低溫度可以使酒石酸鈣和酒石酸氫鉀呈過飽和狀態(tài)，引起酒石沉淀，但不能引起蘋果酸鹽沉淀?；瘜W(xué)降酸法主要有中和法（向果汁體系加入堿或堿式鹽）、離子交換樹脂和電滲析法等，但化學(xué)降酸很容易導(dǎo)致酒體不穩(wěn)定或酒體風(fēng)味損失[7]。Vera等[8]指出，CaCO3用于果汁降酸會產(chǎn)生CO2，生成氣泡，影響果汁質(zhì)量。生物降酸是利用微生物的生長代謝分解有機酸，從而達到降酸的目的，微生物降酸不僅能使總酸下降，而且能改進果汁果酒體系的的風(fēng)味，成為現(xiàn)代降酸主要的研究和發(fā)展方向[9]。目前，應(yīng)用微生物發(fā)酵降解蘋果酸的技術(shù)較為成熟，其代謝機制主要為蘋果酸－乳酸發(fā)酵（malolactic fermentation，MLF）和蘋果酸－酒精發(fā)酵（malo－alcohol fermentation，MAF）。MLF是由明串珠菌屬（Leuconostoc）、乳桿菌屬（Lactobacillus）、足球菌屬（Pediococci）和片球菌屬（Pediococcus）等乳酸菌引起的二次發(fā)酵[10]，主要機理是L－蘋果酸在乳酸菌（Lactic acid bacteria）的蘋果酸－乳酸酶（malolactic enzyme，MLE）及Mn2+的催化下轉(zhuǎn)變成L－乳酸和CO2的過程[4，11]。粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）主要進行MAF途徑，其生理活性依靠的是蘋果酸通透酶（mae1）和蘋果酸酶（mae2）的作用[12]，能正常利用糖作底物生成酒精，其次還能在厭氧條件下分解蘋果酸，最終生成乙醇和CO2[4]。

乳酸菌對檸檬酸的發(fā)酵降解作用最早在奶油成熟過程中被發(fā)現(xiàn)。研究表明，乳酸菌能代謝檸檬酸生成奶油風(fēng)味的雙乙酰，明顯改善奶油產(chǎn)品的風(fēng)味[13－14]。目前，對于乳酸菌代謝檸檬酸相關(guān)代謝途徑的研究已較成熟。本文概括了乳酸菌降解檸檬酸的代謝途徑及其關(guān)鍵酶，并對乳酸菌以檸檬酸作為碳源作可行性分析，同時，分析其優(yōu)缺點并展望可降解檸檬酸的乳酸菌在果汁果酒降酸中的應(yīng)用前景。

1 乳酸菌降解檸檬酸的代謝途徑及其關(guān)鍵酶

乳酸菌對檸檬酸的發(fā)酵代謝途徑較復(fù)雜，發(fā)酵菌株和培養(yǎng)條件等多種因素決定了其代謝途徑的差異。與乳酸菌發(fā)酵代謝檸檬酸相關(guān)的代謝途徑和關(guān)鍵酶主要概括如下：

檸檬酸轉(zhuǎn)運酶在檸檬酸代謝中扮演著重要角色，其功能是將檸檬酸從細胞外轉(zhuǎn)運到細胞內(nèi)[15]。該酶由菌株的質(zhì)粒編碼，如果菌株中不存在編碼檸檬酸轉(zhuǎn)運酶的質(zhì)粒，則不發(fā)生檸檬酸代謝。研究發(fā)現(xiàn)該酶具有較窄的pH值耐受性，如David[16]發(fā)現(xiàn)乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）的檸檬酸轉(zhuǎn)運酶在pH為5.0～6.0時酶活性較高，這與Starrenburg等[17]和Smith等[18]的發(fā)現(xiàn)一致。當pH低于5.0時，由于這些微生物的檸檬酸轉(zhuǎn)運酶活性較低，因此檸檬酸利用率較低。

1.2 檸檬酸裂解酶（Citrate lyase）

檸檬酸裂解酶是乳酸菌發(fā)酵檸檬酸的關(guān)鍵酶，在不發(fā)酵檸檬酸的乳酸菌中未發(fā)現(xiàn)該酶的存在[20]，該酶的功能是催化檸檬酸和輔酶A生成乙酰輔酶A和草酰乙酸[21]，終產(chǎn)物為乙酸和草酰乙酸。研究發(fā)現(xiàn)，當體系中存在檸檬酸時，檸檬酸裂解酶的活性相比于不存在檸檬酸時活性高，而與體系pH值無關(guān)[22]。

1.3 草酰乙酸脫羧酶（Oxaloacetate decarboxylase）

由檸檬酸分解生成的草酰乙酸在草酰乙酸脫羧酶的作用下轉(zhuǎn)化為丙酮酸、二氧化碳。與檸檬酸轉(zhuǎn)運酶和檸檬酸裂解酶不同，一些不代謝檸檬酸的菌株可能也含有草酰乙酸脫羧酶。

1.4 與丙酮酸代謝相關(guān)的酶及其代謝途徑

丙酮酸是乳酸菌檸檬酸發(fā)酵代謝途徑中的關(guān)鍵中間產(chǎn)物，受菌株類型和培養(yǎng)環(huán)境的影響，其代謝途徑主要有4種，如圖1所示，各代謝途徑相關(guān)的關(guān)鍵酶如下：

圖1 丙酮酸的代謝途徑Fig.1 Metabolism pathways of pyruvate

1.4.1 乳酸脫氫酶（Lactate dehydrogenase，LDH）

乳酸脫氫酶以NADH和丙酮酸為底物，反應(yīng)生成乳酸和NAD+[23]，其中NADH是乳酸脫氫酶代謝途徑的必要條件，檸檬酸與糖聯(lián)合發(fā)酵產(chǎn)生NADH，為細胞提供必要的生物還原力。

觀察組患者導(dǎo)管留置時間、護理滿意度均高于對照組，組間比較，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表2。

乳酸脫氫酶分為L－乳酸脫氫酶和D－乳酸脫氫酶。L－乳酸脫氫酶主要受到由果糖－1，6－二磷酸調(diào)節(jié)。當果糖－1，6－二磷酸含量低時，乳酸脫氫酶的活力也降低。因此，當培養(yǎng)條件中糖類物質(zhì)含量較低時，乳酸脫氫酶的活力也較低[17，24－25]。D－乳酸脫氫酶存在于大量異型發(fā)酵乳酸菌中，包括明串珠菌屬[26]，該酶不同于L－乳酸脫氫酶，其酶活不受其他物質(zhì)調(diào)節(jié)；若D－乳酸脫氫酶存在于可利用檸檬酸的微生物中，則在任何情況下，檸檬酸均轉(zhuǎn)化為乳酸[17，27－28]。在利用乳酸菌發(fā)酵降解果汁中有機酸時，為了避免過多的乳酸產(chǎn)生，我們需要通過誘變育種或代謝工程改造等方式控制菌株的乳酸脫氫酶活性，避免生成大量的乳酸。

1.4.2 丙酮酸甲酸裂解酶（Pyruvate formate lyase，PFL）

丙酮酸甲酸裂解酶能催化丙酮酸生成乙酰磷酸和甲酸。乙酰磷酸在乙酸激酶的作用下（底物水平磷酸化）生成乙酸和ATP，形成混酸發(fā)酵[29]。

丙酮酸甲酸裂解酶主要存在于（兼性）厭氧菌中。該酶對氧氣較敏感，氧氣充足時該酶的活力較低。另外，pH值是影響PFL活性的另一個因素，混酸發(fā)酵通常發(fā)生在中性條件下，當pH低于6時沒有甲酸產(chǎn)生，這與Takahashi等[30]報道的變形鏈球菌（Streptococcus mutans）在pH為7.5時PFL活性最高的結(jié)果相符。因此在氧氣不足且pH值為中性時，丙酮酸甲酸裂解酶活性較高，發(fā)生丙酮酸甲酸裂解酶代謝途徑的可能性較大。在果汁果酒乳酸菌發(fā)酵降酸體系中，體系的pH一般在3.5以下，丙酮酸甲酸裂解酶的活性可能較低。Yu等[1]研究青梅經(jīng)發(fā)酵乳桿菌發(fā)酵降酸后的產(chǎn)物中也沒有檢測到甲酸的生成，這進一步說明丙酮酸甲酸裂解酶途徑難以在果汁果酒的檸檬酸降酸體系表現(xiàn)出較高的代謝活性。

1.4.3 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體（Pyruvate dehydrogenase complex，PDC）

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體廣泛存在于微生物、植物和動物體中，其催化丙酮酸脫氫酶代謝途徑將丙酮酸轉(zhuǎn)化成高能量的乙酰輔酶A、CO2和NADH[31]，生成的乙酰輔酶A通過乙酸激酶反應(yīng)（底物水平磷酸化）生成乙酸和ATP，因此乳酸菌通過該途徑可以為菌株的生長提供必要的能量和生物還原力（NADH）。

該酶復(fù)合體由3種不同的酶組成，這3種酶分別為丙酮酸脫氫酶（E1）、硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶（E2）和二氫二硫辛酸脫氫酶（E3）。E1催化丙酮酸脫羧，E2催化輔酶因子的再生，E3催化氧化反應(yīng)。該酶催化的丙酮酸脫氫酶代謝途徑通常在氧氣充足的條件下發(fā)生，在厭氧環(huán)境且NADH在細胞質(zhì)中含量較高時，PDC活性較低。

1.4.4 a－乙酰乳酸聚合酶（a－Acetolactate synthase，ALS）

a－乙酰乳酸聚合酶代謝途徑由a－乙酰乳酸聚合酶以丙酮酸為底物催化兩個丙酮酸反應(yīng)生成a－乙酰乳酸[20]。首先焦磷酸鹽作為輔酶，1個丙酮酸分子脫羧，形成羥乙基－TPP（活性乙醛），然后活性乙醛與另一分子丙酮酸結(jié)合形成a－乙酰乳酸。通常情況下，微生物不會發(fā)生該途徑，Hugenholtz[20]指出丙酮酸在細胞內(nèi)積累時才產(chǎn)生乙酰乳酸，由其他3種丙酮酸途徑可知，當代謝丙酮酸的酶（LDH、PFL、PDC）被抑制時，細胞內(nèi)積累了大量的丙酮酸，才可能發(fā)生a－乙酰乳酸聚合酶代謝途徑。在氧氣充足、pH較低且丙酮酸鹽溶液中僅有a－乙酰乳酸聚合酶時，a－乙酰乳酸進一步化學(xué)脫羧生成具有奶油氣味的雙乙酰[17，29]，因此該方法常應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)奶油和人造黃油。在低pH且不存在發(fā)酵糖的條件下，a－乙酰乳酸在乙酰乳酸脫羧酶的催化下生成乙偶姻，乙偶姻可作為終產(chǎn)物被排出或在乙偶姻還原酶的催化下生成丁二醇。在利用乳酸菌發(fā)酵降酸體系中，為了避免生成的雙乙酰影響果汁的原有風(fēng)味，我們也需要通過代謝工程手段控制a－乙酰乳酸聚合酶的活力，盡量避免雙乙酰的過量產(chǎn)生。

2 乳酸菌以檸檬酸為碳源和能源的可行性分析

研究發(fā)現(xiàn)某些乳酸菌生長過程中能以檸檬酸作為唯一碳源[17，32]，也就是說在沒有發(fā)酵糖的存在下，乳酸菌可以利用檸檬酸代謝產(chǎn)生的ATP和生物還原力（NADH）進行生長。通過對以上4種乳酸菌代謝檸檬酸（或丙酮酸）的代謝途徑分析可以發(fā)現(xiàn)，丙酮酸脫氫酶途徑可以產(chǎn)生大量的生物還原力（NADH），而丙酮酸脫氫酶和丙酮酸甲酸裂解酶途徑可以通過底物水平磷酸化的方式產(chǎn)生ATP。另外，一些研究也表明，檸檬酸裂解酶分解檸檬酸過程中可能通過底物水平磷酸化的方式產(chǎn)生ATP[20，26]?？傊?，已有大量研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌可以利用檸檬酸作為碳源進行生長，詳細的代謝途徑和可能的關(guān)鍵酶還需要通過更深入的研究進行發(fā)掘。

3 微生物發(fā)酵降解檸檬酸在果汁果酒降酸中的應(yīng)用研究

天然的檸檬酸主要存在于檸檬、柑橘、菠蘿、山楂等植物果實中，尤其是柑橘屬的檸檬和青檸含有大量的檸檬酸，干燥后含量可達8%，果汁中的含量大約為47 g/L，含量遠遠高于正常人可接受的口感酸度。目前食品工業(yè)中大多采用稀釋降酸法降低檸檬酸，但通過稀釋降酸法配制的食品不但口感差而且降低保健效果。利用微生物降解檸檬酸的研究較少，趙玉平等[33]在檸檬酸生產(chǎn)污水中篩選出一株既能有效降解山楂汁檸檬酸又對山楂黃酮影響較小的酵母菌——畢赤酵母屬，定名為Pichia sp.Y1，通過對其進行降酸特性研究，結(jié)果表明Pichia sp.Y1優(yōu)先降解檸檬酸，當檸檬酸降解到一定濃度后開始降解蘋果酸。王立芳等[34]從葡萄園土壤中分離得到一株既能降解L－蘋果酸又能降解檸檬酸的菌株，經(jīng)鑒定為伊薩酵母屬（Issatchenkia）陸生伊薩酵母種（I.terricola）（Genbank登錄號為HM355830），對其進行降酸能力實驗，結(jié)果表明L－蘋果酸和檸檬酸濃度在4 g/L～12 g/L范圍內(nèi)，該菌株對L－蘋果酸和檸檬酸的降解能力相差不大；在12 g/L時，對L－蘋果酸和檸檬酸的降解率達到最大，分別為93.17%和92.08%；當超過12 g/L時，菌株對L－蘋果酸的降解能力變化不大，但對檸檬酸的降解能力明顯減弱，說明當檸檬酸質(zhì)量濃度大于12 g/L時，已不利于降解檸檬酸的酶發(fā)揮作用。文連奎等[35]在王立芳等[34]的基礎(chǔ)上，利用篩選的陸生伊薩酵母對L－蘋果酸和檸檬酸進行降解，考察菌株對SO2、酒精度、pH值的耐受性，發(fā)現(xiàn)陸生伊薩酵母可耐受450 mg/L的SO2、5%（體積分數(shù)）的酒精、最低pH值為2的酸度，且對質(zhì)量濃度為8 g/L～20 g/L的L－蘋果酸和質(zhì)量濃度為8 g/L～12 g/L檸檬酸降解率均達90%以上。由以上可知，一般可以降解檸檬酸的菌株同時具有降解蘋果酸的能力，這與Ferdinand等[36]結(jié)論一致。

在乳酸菌發(fā)酵降解檸檬酸方面，雖然國外科研人員一個多世紀以前便發(fā)現(xiàn)了代謝檸檬酸的乳酸菌，但對其研究傾向于檸檬酸的代謝機制，除了將其應(yīng)用在乳制品工業(yè)中增加雙乙酰生成，提高產(chǎn)品風(fēng)味外，并沒有廣泛應(yīng)用。如Aline[37]發(fā)現(xiàn)葡萄酒中的檸檬酸能被異型發(fā)酵的球桿菌（明串珠菌屬和酒球菌屬）或兼性異型發(fā)酵的乳桿菌（植物乳桿菌和干酪乳桿菌）所降解。Torino等[38]研究瑞士乳桿菌ATCC 15807檸檬酸代謝，發(fā)現(xiàn)在pH為4.5～6.2時該菌能同時代謝檸檬酸和乳糖，并且與未加檸檬酸相比，添加檸檬酸后增加了乳糖代謝速率，提高了乳酸產(chǎn)量；而且添加檸檬酸后，該菌由純?nèi)樗岚l(fā)酵變?yōu)榛焖岚l(fā)酵，但乳酸仍然是主要的代謝終產(chǎn)物。2014年，La?titia等[39]發(fā)現(xiàn)乳酸菌代謝檸檬酸的過程中產(chǎn)生質(zhì)子動力（proton motive force，PMF），PMF在短時間內(nèi)能使乳酸菌抵抗能量匱乏的環(huán)境，因此可代謝檸檬酸的乳酸菌在含檸檬酸的體系中為優(yōu)勢菌，特別是惡劣的生長環(huán)境。Magni等[40]也發(fā)現(xiàn)可代謝檸檬酸的乳酸菌更能耐受乳酸毒性。以上研究為乳酸菌能夠降解檸檬酸提供理論依據(jù)，并為后續(xù)的研究提供新的思路。近幾年，課題組在乳酸菌發(fā)酵降解檸檬酸的應(yīng)用研究方面取得了些重要突破。我們從水果中篩選了一株能有效降解檸檬酸和蘋果酸的發(fā)酵乳桿菌（Lactobacillus Fermentium），該菌株能在不消耗（或僅少量消耗）果汁中糖的情況下優(yōu)先利用檸檬酸和蘋果酸，僅產(chǎn)生少量的乳酸和CO2，因此能將培養(yǎng)液中可滴定酸含量降低50%左右[2]。該菌株對乙醇具有較高的耐受性，當培養(yǎng)液中乙醇濃度達到9%（體積分數(shù)）以上時，菌株的生長和檸檬酸代謝受到明顯的抑制；該菌株對亞硫酸鹽非常敏感，培養(yǎng)液中僅僅添加0.5 mmol/L的亞硫酸鈉后，菌株的生長和檸檬酸代謝將會被完全抑制。培養(yǎng)液中蔗糖的添加能促進菌株的生長和檸檬酸代謝，但在檸檬酸存在的情況下，該菌株對蔗糖的轉(zhuǎn)化利用較弱。同時，我們也評估了該菌對青梅[1]、三花李（主要含蘋果酸）和茶枝柑果汁[2]的降酸效果及其品質(zhì)的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)該菌株均能顯著降低果汁總滴定酸，明顯改善果汁的糖酸比和營養(yǎng)品質(zhì)，并且也未發(fā)現(xiàn)明顯的雙乙酰風(fēng)味產(chǎn)生。

4 展望

相比于物理降酸和化學(xué)降酸，微生物降酸具有反應(yīng)條件溫和、費用低、簡便易行、便于大量生產(chǎn)等優(yōu)點，而且降酸過程中可能產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)，改善食品品質(zhì)。特別是乳酸菌發(fā)酵降解檸檬酸產(chǎn)生乳酸，不僅可以有效降低果酒果汁等的可滴定酸，使口味更加溫和，而且有益于人體腸道健康。其次，乳酸菌降解檸檬酸的過程中可能產(chǎn)生具有奶油風(fēng)味的雙乙酰，明顯改善奶油等產(chǎn)品的風(fēng)味。此外，乳酸菌降解檸檬酸的方法有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)鹽腌或糖腌制作含酸量高的果脯，如青梅果脯，改善傳統(tǒng)果脯較咸的口感。但乳酸菌發(fā)酵檸檬酸在實際應(yīng)用中可能會存在一些問題。第一，發(fā)酵不穩(wěn)定。由檸檬酸的代謝途徑可知，檸檬酸代謝由多種酶調(diào)節(jié)，在不同的環(huán)境下，可能發(fā)生不同的代謝途徑，因此，對于不同的食品，第一步應(yīng)該對乳酸菌在食品中的代謝機制進行初步探索，以便控制。第二，應(yīng)用乳酸菌降解青梅酒的酸度時，較高的乙醇濃度可能會影響乳酸菌活性，因此，能否應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)（如基因工程、細胞融合）將乳酸菌降解檸檬酸的基因與釀酒酵母產(chǎn)酒精的基因融合并穩(wěn)定表達有待進一步探索。

[1] Yu Y,Xiao G,Xu Y,et al.Changes of Quality in the Fruits of Prunus mume during Deacidification by Fermentation with Lactobacillus Fermentium[J].Journal of Food Science,2015,80(2):M405－M410

[2] Yu Y,Xiao G,Xu Y,et al.Slight Fermentation with Lactobacillus fermentium Improves the Taste(Sugar:Acid Ratio)of Citrus(Citrus reticulata cv.chachiensis)Juice[J].Journal of Food Science,2015, 80(11):M2543－M2547

[3] Kempler G M,Mckay L L.Biochemistry and Genetics of Citrate Utilization in Streptococcus lactis ssp.diacetylactis[J].Journal of Dairy Science,1981,64(7):1527－1539

[4]黃鷺強.降酸酵母菌株的構(gòu)建及其在枇杷酒釀造中的應(yīng)用研究[D].福州:福建農(nóng)林大學(xué),2013

[5] 文連奎,趙薇,張微,等.果酒降酸技術(shù)研究進展[J].食品科學(xué), 2010,31(11):325－328

[6] 蔣志東,南海龍,李華.干紅山葡萄酒的降酸研究[J].釀酒科技, 2008(12):47－49

[7]王貴珍.黑曲霉降解酒石酸關(guān)鍵酶的分離純化及酶學(xué)性質(zhì)研究[D].長春:吉林農(nóng)業(yè)大學(xué),2012

[8] Vera E,Ruales J,Dornier M,et al.Comparison of different methods for deacidification of clarified passion fruit juice[J].Journal of Food Engineering,2003,59(4):361－367

[9]仇小妹.藍莓果酒發(fā)酵工藝研究及抗氧化活性評價[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2013

[10]何翠嬋.微生物降酸技術(shù)在青梅汁中的應(yīng)用[D].廣州:華南理工大學(xué),2014

[11]Chen D,Liu S.Transformation of Chemical Constituents of Lychee Wine by Simultaneous Alcoholic and Malolactic Fermentations[J]. Food Chemistry,2016,196:988－995

[12]李艾,蘇旭東,程淑梅,等.粟酒裂殖酵母降蘋果酸基因克隆及其序列分析[J].釀酒科技,2007(7):128－131

[13]Minervini F,De Angelis M,Di Cagno R,et al.Robustness of Lactobacillus plantarum starters during daily propagation of wheat flour sourdough type I[J].Food Microbiology,2010,27(7):897－908

[14]Passerini D,Laroute V,Coddeville M,et al.New insights into Lactococcus lactis diacetyl－and acetoin－producing strains isolated from diverse origins[J].International Journal of Food Microbiology,2013, 160(3):329－336

[15]Urshev Z,Gocheva Y,Hristova A,et al.Gene－Specific PCR AmplificationofTechnologicallyImportantLactococcalGenes[J].Biotechnology&Biotechnological Equipment,2012,26(1):39－44

[16]David S.Genetics of Mesophilic Citrate Fermenting Lactic Acid Bacteria[J].Netherlands Milk and Dairy Journal,1993,47(1):42－45

[17]Starrenburg M J C,Hugenholtz J.Citrate Fermentation by Lactococcus and Leuconostoc spp[J].Applied and Environmental Microbiology,1991,57(12):3535－3540

[18]Smith M R,Hugenholta J,Mikoczi P,et al.The Stability of the Lactose and Citrate Plasmids in Lactococcus Lactis subsp.lactis biovar. diacetylactis[J].FEMS Microbiology Letters,1992,96(1):7－11

[19]Hugenholtz J.Citrate metabolism in lactic acid bacteria[J].FEMS Microbiology Reviews,1993(12):165－178

[20]Chypre M,Zaidi N,Smans K.ATP－citrate lyase:A mini－review[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications,2012,422 (1):1－4

[21]Drici H,Gilbert C,Kihal M,et al.Atypical citrate－fermenting Lactococcus lactis strains isolated from dromedary′s milk[J].Journal of Applied Microbiology,2010,108(2):647－657

[22]Djebbi M A,Braiek M,Hidouri S,et al.Novel biohybrids of layered double hydroxide and lactate dehydrogenase enzyme:Synthesis, characterization and catalytic activity studies[J].Journal of Molecular Structure,2016,1105:381－388

[23]Mcfall S M,Montville T J.pH－mediated regulation of pyruvate catabolism in Lactobacillus plantarum chemostat cultures[J].Journal of Industrial Microbiology,1989,4(5):335－340

[24]Thomas T D,Ellwood D C,Longyear V M C.Change from Homo－to Heterolactic Fermentation by Streptococcus lactis Resulting from Glucose Limitation in Anaerobic Chemostat Cultures[J].Journal of Bacteriology,1979,138(1):109－117

[25]Garvie E I.Bacterial Lactate Dehydrogenases[J].Microbiology and Molecular Biology Reviews,1980,44(1):106－139

[26]Cogan T M.Co－metabolism of citrate and glucose by Leuconostoc spp.:effects on growth,substrates and products[J].Journal of Applied Bacteriology,1987,63(6):551－558

[27]Schmitt P,Divies C.Co－Metabolism of Citrate and Lactose by Leuconostoc mesenteroides subsp.cremoris[J].Journal of Fermentation and Bioengineering,1991,71(1):72－74

[28]Serebrennikov V M,Kotova L N,Glazunov A V.a－Acetolactate Overexpression from Glucose in the Diacetyl Producer Lactococcus lactis ssp.lactis bv.diacetylactis B2103,a Natural Mutant Lacking a－Acetolactate Decarboxylase[J].Applied Biochemistry and Microbiology,2014,50(7):689－700

[29]Takahashi S,Abbe K,Yamada T.Purification of Pyruvate Formate－Lyase from Streptococcus mutans and Its Regulatory Properties[J]. Journal of Bacteriology,1982,149(3):1034－1040

[30]崔玉娟,劉曉晴.丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的研究進展及應(yīng)用[J].西北師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007,43(6):79－83

[31]Kennes C,Dubourguler H C,Albagnac G,et al.Citrate metabolism by Lactobacillus plantarurn isolated from orange juice[J].Journal of Applied Bacteriology,1991,70(5):380－384

[32]趙玉平,杜連祥,劉麗麗,等.降解山楂汁中檸檬酸酵母菌的篩選及其降酸特性研究[J].微生物學(xué)報,2004,44(2):235－239

[33]王立芳,張微,文連奎.可降解L－蘋果酸和檸檬酸菌株的篩選及鑒定[J].食品科學(xué),2010,31(21):279－282

[34]文連奎,王立芳,王貴珍.陸生伊薩酵母降解L－蘋果酸和檸檬酸的研究[J].食品科學(xué),2011,32(7):220－223

[35]Radler F,Briihl K.The Metabolism of Several Carboxylic Acids by Lactic Acid Bacteria[J].European Food Research and Technology, 1984,179(3):228－231

[36]Aline L.Lactic Acid Bacteria in the Quality Improvement and Depreciation of Wine[J].Antonie Van Leeuwenhoek,1999,76(1/4):317－331

[37]Torino M I,Taranto M P,Font De Valdez G.Citrate Catabolism and Production of Acetate and Succinate by Lactobacillus helveticus ATCC 15807[J].Applied Microbiology and Biotechnology,2005,69 (1):79－85

[38]La?titia G,Pascal D,Yann D.The Citrate Metabolism in Homo－and Heterofermentative LAB:A Selective Means of Becoming Dominant over Other Microorganisms in Complex Ecosystems[J].Food and Nutrition Sciences,2014,5(10):953－969

[39]Magni C,De Mendoza D,Konings W N,et al.Mechanism of Citrate Metabolism in Lactococcus lactis:Resistance against Lactate Toxicity at Low pH[J].Journal of Bacteriology,1999,181:1451－1457

Citric Acid Fermentation of Lactic Acid Bacteria and Its Application

YUAN Xing-xing1，2，YU Yuan-shan2，XU Yu-juan2，*
（1.College of Food Science&Food Engineering，Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，Jiangxi，China；2.Sericultural&Agri-Food Research Institute Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Functional Foods，Ministry of Agriculture/Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing，Guangzhou 510610，Guangdong，China）

Many fruits are rich in citric acid，such as green plum，lemon and citrus，so how to decrease the content of organic acid has been paid attention and exists many difficulties.In this review，the metabolic pathways and key enzymes related to citric acid fermentation with lactic acid bacteria was discussed，and the feasibility of citric acid as sole carbon source for the growth of lactic acid bacteria was evaluated.Moreover，the application of deacidification by lactic acid bacteria in fruit juice or wine was summarized.Finally，analyzed the advantages and disadvantages and prospects the application in food industry.

lactic acid bacteria；citric acid；deacidification；metabolic pathways；fermentation

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.10.046

2016－08－23

廣東省科技計劃項目（2015B0202204001）

袁星星（1992—），女（漢），在讀碩士研究生，研究方向：食品科學(xué)。

*通信作者：徐玉娟（1974—），女（漢），研究員，博士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品深加工。