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叶酸,化学名为蝶酰单谷氨酸,是维生素B9的水溶性形态。叶酸是参与几乎所有生物代谢的必须微量元素,因为在物质的合成和代谢中起关键作用,所以人无法离开叶酸而生存。由于脊椎动物细胞自身不能合成该微量营养素,只能通过食物摄取获得,因此一旦所摄取叶酸过少,即会引起机体发生相应的叶酸缺乏性疾病。叶酸广泛存在于各类食物中,但是由于叶酸极不稳定,其在烹饪和保存过程中损失率较高;为了解决这个问题,目前主要通过补充化学合成叶酸。然而,研究表明化学合成叶酸对人体存在一定的副作用。同时叶酸缺乏症仍然是一大世界性营养问题,因此开发富含叶酸的功能性食品极为迫切与重要。本研究使用植物乳杆菌的两个亚种Lb.plantarum subsp.plantarum YM 4-3和Lb.paraplantarum AY01菌株对MRS、脱脂奶和豆浆三种发酵基质进行发酵,在自然发酵与维持pH6.0两种发酵条件下,植物乳杆菌YM 4-3和AY01的生长状况差异较大。L.plantarum在自然发酵过程中会产生大量的有机酸,使得培养基质的pH不断下降。由于微生物细胞对pH的改变非常敏感,即使是乳酸菌,在较低pH条件下也会抑制其生命活动。结果显示,自然发酵状态下,YM4-3和AY01菌株稳定期的持续时间较短,随着发酵时间的延长,与维持pH6.0相比,活菌数含量较低;此外,在MRS基质中活菌数下降较快,而用脱脂奶和豆浆作为基质时,在较长时间仍能维持较高活性,说明脱脂奶和豆浆在酸性环境下能对植物乳杆菌起到一定的保护作用。当维持pH6.0发酵时,YM4-3和AY01菌株稳定期的持续时间较长,且随着发酵时间的延长,活菌数仍维持较高水平。叶酸在酸性条件不稳定,而碱性或中性条件下叶酸较稳定,然而目前的研究未能对发酵过程的pH进行有效控制,造成叶酸一定程度的降解。本研究使用发酵罐对过程自动实时监测,维持发酵过程pH为6.0,以探讨pH对叶酸合成的影响。L.plantarum在生长过程中需要消耗叶酸,因此在培养过程中,L.plantarum会首先消耗培养基中的叶酸继而自行合成供给细胞消耗。叶酸测定结果显示,MRS基质中叶酸含量较高,约33-57ng/mL,豆浆中叶酸含量约为3ng/mL,脱脂奶中未检测到叶酸含量。与0 h相比,在12 h时MRS和豆浆中的叶酸显著降低,说明植物乳杆菌首先利用基质中的叶酸供给细胞消耗。用MRS作为发酵基质时,自然发酵条件下叶酸含量更高,且仅AY01菌株在60 h后基质中叶酸含量高于初始值。脱脂奶和豆浆作为发酵基质时,维持pH6.0发酵条件下,叶酸含量均得到一定的提升。且YM4-3用豆浆进行发酵时叶酸产量较高。为了研究在培养过程中pH对叶酸合成相关基因的影响,使用荧光定量PCR方法对叶酸生物合成过程中合成6-羟甲基二氢蝶呤焦磷酸途径的主要基因进行了定量检测。结果显示,植物乳杆菌各亚种对发酵条件的响应存在一定的差异,维持pH6.0时,YM4-3菌株fol B、fol K、fol E、fol P及fol Q在MRS基质中均不同程度下调,与此相对应的是叶酸含量的下降,而AY01菌株36 h时基因的相对表达量上调;在脱脂奶中发酵时,AY01菌株叶酸合成相关基因一定程度下调,叶酸有少量积累;但在此条件下,YM4-3菌株叶酸合成相关基因在脱脂奶中的相对表达量上调大幅较大。本研究通过对植物乳杆菌不同亚种的生长特性、不同发酵基质以及不同pH条件下叶酸合成能力大小的研究,为植物乳杆菌及其代谢产物作为新型功能性食品的开发研究奠定一定的理论基础。