一株明串珠菌SG02及其在发酵减糖柑橘果汁中的应用

本发明涉及微生物，具体涉及一株明串珠菌sg02及其在发酵减糖柑橘果汁中的应用。

背景技术：

1、柑橘是我国种植面积最大、产量最高的水果，柑橘果汁是柑橘加工的主要产品。然而，柑橘果汁天然酸度高、糖分大（平均游离糖达11.9%）。随着消费者对低糖、健康饮食需求的提升，传统高糖果汁的市场接受度逐渐下降。乳酸菌发酵技术可用于改善果汁的营养与风味，但常规乳酸菌发酵会优先代谢葡萄糖产生乳酸，导致果汁过酸、甜味不足，口感平衡性变差。因此，如何在降低果汁中的蔗糖、果糖的同时控制酸度、维持适宜甜度，成为乳酸菌发酵柑橘果汁领域亟待解决的技术难题。

2、亲果糖乳酸菌是近年来一类新发现的异型发酵乳酸菌，因其独特的果糖代谢特性受到关注。这类异型发酵乳酸菌能够以果糖作为电子受体，将其转化为甘露醇，同时减少乳酸生成。根据对葡萄糖代谢时对外部电子受体的依赖程度，亲果糖乳酸菌可分为专性型和兼性型。其中，兼性亲果糖乳酸菌既可代谢葡萄糖，又能高效利用果糖产甘露醇，甚至有的菌株还可以有效代谢蔗糖，转化多酚类物质，适用于减糖果汁发酵。而代谢产生的甘露醇是一种天然甜味剂，甜度约为蔗糖的70%，但热值仅1.6kcal/g，升糖指数（gi）为0，远低于蔗糖、葡萄糖和果糖，具有显著的代糖优势。

3、在现有专利技术中，公告号为cn108902601a的中国发明专利公开了一株荔枝内生肠膜明串珠菌葡聚糖亚种，可用于荔枝果汁减糖发酵，但未评估其在柑橘果汁中的适用性，也没有提示其发酵对果汁中的蔗糖以及活性成分的影响。公开号为cn116426405a的中国发明专利公开了一株发酵乳杆菌，能够发酵苹果、芒果、葡萄汁产生甘露醇，但未涉及柑橘果汁，且未验证其对柑橘高酸环境的耐受性。截至目前，国内外尚无专门针对柑橘果汁发酵减糖，能同步代谢果糖和蔗糖且提升生物活性成分的野生乳酸菌菌株的报道，也未见有明串珠菌leuconostoc suionicum用于发酵果汁相关技术的公开。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一株明串珠菌sg02及其在发酵减糖柑橘果汁中的应用，明串珠菌sg02能够高效代谢果糖、蔗糖，提升营养活性成分，具有良好的耐酸性和底物利用广谱性，并能应用于减糖柑橘果汁的原位发酵，在有效降低柑橘果汁中果糖、蔗糖，同步产生丰富的甘露醇以及烟酰胺等活性物质，从而获得减糖且富含营养物质的柑橘果汁。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一株明串珠菌（leuconostoc suionicum）sg02，其保藏在广东省微生物菌种保藏中心，地址在广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，其微生物保藏号是gdmcc no.67913，保藏日期为2026年03月11日。

4、所述明串珠菌sg02的菌落形态呈近圆形，菌落直径小于2.0mm，表面光滑，乳白色，不产生任何色素，全基因组大小为1.96mb。其为兼性亲果糖乳酸菌，能代谢果糖、蔗糖和葡萄糖；并且具有柠檬酸耐受性。

5、所述明串珠菌sg02是从桑葚中分离、筛选得到的。从多株果糖耐受性良好的菌株中进一步通过发酵测定糖消耗量，最终筛选出减糖的菌株sg02。经生理生化鉴定和分子生物学鉴定，确定该菌株为明串珠菌leuconostoc suionicum。

6、所述明串珠菌sg02在20%果糖浓度下表现出非常高的果糖耐受性，达117.95%；即使在50%果糖浓度的培养条件下，该菌株的耐受率仍保持在100%以上。在含10g/l果糖的fyp培养基中，于35℃发酵48小时，能代谢果糖9.37±0.12g/l，且可以产生5.26±0.16g/l的甘露醇。

7、所述明串珠菌sg02在含有10g/l柠檬酸的培养基中培养48小时，菌落数不低于3.6×107cfu/ml，表明其具有良好的柠檬酸耐受性。

8、第二方面，本发明提供了一种减糖柑橘果汁的制备方法，包括：将柑橘类水果的果肉榨汁得到纯果汁，再加入榨汁残留果渣的5%混合均匀，然后接种体积百分比为3%的所述明串珠菌sg02于35℃原位发酵48小时。

9、发酵过程中采用以下任意一种方式提高糖消耗量和甘露醇产量：

10、（1）将果汁ph调节至6.5；（2）添加2g/l的酵母提取物；（3）添加0.1g/l的蔗糖转化酶。

11、第三方面，本发明提供了一种通过所述明串珠菌sg02原位发酵得到的减糖且富含多种活性成分的柑橘果汁；发酵后果汁总糖降低45%以上，果糖降低率最高达87%，且最高产生47.98±2.17g/l的甘露醇，同时提升了生物活性成分。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

13、（1）明串珠菌sg02分离自野生桑葚果实，未经任何基因工程改造，符合食品安全要求，可直接用于食品发酵。

14、（2）明串珠菌sg02优先代谢果糖，其次代谢蔗糖，还消耗少量的葡萄糖，并以果糖为底物时甘露醇产率达80.13%；当果糖与葡萄糖比例为2:1时，甘露醇产率提升至97.73%，显著优于现有报道的乳酸菌。

15、（3）在含10g/l柠檬酸（ph约4.62）的培养基中，sg02的菌落数仍可达3.6×107cfu/ml，能够适应柑橘果汁的高酸环境，保证发酵顺利进行。

16、（4）将明串珠菌sg02接种至柑橘果汁，无需外源营养物质或复杂调控，即可在48小时内使果汁总糖降低45%，果糖降低80%以上，蔗糖降低50%以上，同时产生高达47.98g/l的甘露醇。低热量、零升糖指数的甘露醇可以弥补糖分减少带来的甜味损失，同时提升了羟基酪醇和烟酰胺等多种活性成分的相对含量，这些特性赋予了果汁健康功能性。

17、（5）采用原位发酵工艺制备减糖柑橘果汁，无需额外添加化学试剂，保留了柑橘果汁的天然风味和营养成分；仅通过一次乳酸菌发酵即可完成减糖，羟基酪醇和烟酰胺等多种活性成分提升，操作简便、成本低廉，易于实现工业生产，具有良好的市场前景和产业高价值。

1.一株明串珠菌（leuconostoc suionicum）sg02，其保藏于广东省微生物菌种保藏中心，地址在广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，保藏编号为gdmcc no.67913；保藏日期为2026年03月11日；

2.根据权利要求1所述的一株明串珠菌sg02，其特征在于，所述明串珠菌sg02从野生桑葚中分离获取。

3.根据权利要求1所述的一株明串珠菌sg02，其特征在于，所述明串珠菌sg02在含10g/l果糖的fyp培养基中，于35℃发酵48小时，能代谢果糖9.37±0.12g/l，且产生5.26±0.16g/l的甘露醇。

4.根据权利要求1所述的一株明串珠菌sg02，其特征在于，所述明串珠菌sg02能以蔗糖为碳源生长，并代谢蔗糖产生甘露醇。

5.根据权利要求1所述的一株明串珠菌sg02，其特征在于，所述明串珠菌sg02在含有10g/l柠檬酸的培养基发酵48小时，其菌落数不低于3.6×107cfu/ml。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的一株明串珠菌sg02在发酵减糖柑橘果汁中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，包括：将柑橘类水果的果肉榨汁得到纯果汁，再加入榨汁残留果渣的5%混合均匀，然后接种体积百分比为3%的所述明串珠菌sg02，于35℃原位发酵48小时，获得减糖柑橘果汁；

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，发酵时采用以下任意一种方式提高果糖消耗量和甘露醇产量：