乳酸菌发酵果汁含有丰富的营养和功能性成分,具有调节人体胃肠道、提高免疫力和防衰老等作用,是重要的果蔬深加工产品发展方向。但是在工业化乳酸菌发酵果汁生产过程中仍然存在质量不稳定,微生物生长缓慢,代谢机制不清楚等问题。近年来,诸多研究发现低频超声波可以促进发酵中微生物的生长和代谢。探究低频超声波对植物乳杆菌发酵果汁生长代谢的影响及其机制,可为低频超声波在果蔬发酵领域的应用奠定理论基础和提供技术支持。本文研究了不同条件下低频超声波对植物乳杆菌发酵果汁生长代谢的影响,以得到促进植物乳杆菌的生长和代谢的适宜超声参数,在此基础上利用转录组学和蛋白组学手段展开研究,以揭示低频超声波影响植物乳杆菌生长代谢的机制。研究结果如下:1、比较分析了苹果汁和草莓汁在乳酸菌L.plantarum BNCC337796发酵过程中,低频超声波对菌落数、糖、有机酸、酚类物质含量和抗氧化活性的影响。相比于草莓汁,L.plantarum BNCC337796在苹果汁中生长得更好。超声促进了苹果汁和草莓汁中L.plantarum BNCC337796的生长,苹果汁发酵至第32 h时,58.3 W/L超声处理的苹果汁中植物乳杆菌数量比对照组高0.15 LogCFU/mL（p＜0.05）。在苹果汁发酵中,超声对糖、有机酸和酚类物质等代谢的影响更显著。2、以超声处理的生长时期（延滞期、对数期和稳定期）、功率密度（58.3 W/L和93.6 W/L）为变量展开两因素完全随机试验,分析超声处理对苹果汁乳酸菌发酵过程中生长、基本代谢、活性成分转化和抗氧化活性的影响。结果显示,延滞期超声和对数期超声均显著提高了苹果汁中活菌数。延滞期58.3 W/L和对数期93.6 W/L超声促进效果更突出,在超声刚结束时分别使活菌数增加了 0.43和0.31 LogCFU/mL。超声提高了乳酸的含量。在超声处理刚结束时,延滞期58.3 W/L和对数期93.6 W/L超声的苹果汁中乳酸含量分别比对照高21.8%和16.6%。超声对菌体生长和乳酸合成的促进作用随着菌体生长进入稳定期而消失,说明超声处理主要提高苹果汁植物乳杆菌的生长及乳酸合成速率。超声处理还增强了苹果酸的代谢,并且对其它有机酸和氨基酸含量也有显著的影响。延滞期超声和对数期超声在发酵过程中均提高咖啡酸和儿茶素的含量,降低绿原酸、原花青素B2和没食子酸的含量。超声处理可改善发酵苹果汁的抗氧化活性。对数期93.6 W/L超声苹果汁的ABTS自由基清除能力和铁离子还原能在发酵至32.5 h分别比未超声苹果汁高17%和8.1%。对数期超声增强了植物乳杆菌细胞膜的通透性,93.6W/L超声作用效果更明显。稳定期超声的影响较小。综合考虑对植物乳杆菌发酵苹果汁过程中菌体生长、相关代谢和抗氧化活性的影响,选择延滞期58.3 W/L和对数期93.6 W/L超声作为后续研究超声影响机制试验的参数。3、采用转录组测序技术对超声处理条件下与正常培养条件下（作为对照）植物乳杆菌的差异基因进行分析。结果显示:延滞期58.3 W/L超声促进了植物乳杆菌的糖酵解,抑制了色氨酸和精氨酸的合成,促进能量的合成并且减少其消耗,使更多的能量用于植物乳杆菌生长代谢;对数期93.6 W/L超声处理下,叶酸合成增强可促进植物乳杆菌增殖;磷酸戊糖途径表达上调为细胞增殖提供更多的能量和原料;核糖体蛋白基因表达下调意味着核糖体生成,进而所需能量减少;合成脂肪酸相关基因下调,可能改变了细胞膜中脂肪酸组成,提高了植物乳杆菌细胞膜的通透性。延滞期58.3 W/L超声处理下,padA（羟基肉桂酸类酚酸脱羧酶）的转录抑制因子padR表达上调,对数期93.6 W/L超声处理下padA基因下调,说明两个时期超声处理均抑制了羟基肉桂酸类酚酸的脱羧反应。对数期超声处理下,单宁酶tanL和与没食子酸脱羧酶活性有关的UbiD基因表达上调可促进植物乳杆菌将单宁转化生成没食子酸,并且进一步将没食子酸转化为焦棓酸。除此之外,编码酯酶的lp2953表达上调促进绿原酸等具有酯键的酚类物质水解,释放出更多香豆酸、阿魏酸和咖啡酸等小分子酚酸。4、利用iTRAQ技术,分析超声处理下和正常培养条件下（作为对照）植物乳杆菌的差异表达蛋白。延滞期58.3 W/L超声处理下28种蛋白上调,37种蛋白下调。对数期93.6W/L超声处理下有149种蛋白质上调,175种蛋白质下调。KEGG富集分析显示延滞期超声处理下显著富集的代谢通路为萜类化合物的生物合成,而对数期超声下显著富集代谢通路有核糖体、嘌呤和嘧啶代谢、同源重组、氧化磷酸化和RNA降解。与转录学结果类似,对数期超声处理下多个核糖体蛋白表达显著下调,抑制了核糖体蛋白合成。嘌呤和嘧啶代谢中,核糖核苷二磷酸还原酶（nrdE）、DNA的聚合酶Ⅲ（polC）表达上调,DNA导向的RNA聚合酶亚基（rpoZ）表达下调可增强DNA合成,同源重组和氧化磷酸化可为DNA的正确复制提供支持。