研究背景与问题

食品发酵在食品工业中占据重要地位，乳酸菌作为食品发酵中的关键微生物，其生理代谢活动对发酵产品的品质和安全性具有显著影响。群体感应系统（Quorum Sensing，QS）是乳酸菌等微生物的一种通讯机制，能够调控其群体行为和生理代谢。LuxS基因编码的自诱导物-2（Autoinducer-2，AI-2）信号系统作为QS的重要组成部分，在乳酸菌的发酵过程中发挥着关键作用。然而，目前关于AI-2/LuxS群体感应系统如何调控食品乳酸菌发酵特性的研究尚不充分，特别是针对特定菌株如保加利亚乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus）的研究相对较少。

研究方法

本研究选取了保加利亚乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus）作为研究对象，通过分子生物学、发酵学以及生物信息学等方法，对AI-2/LuxS群体感应系统在乳酸菌发酵过程中的调控作用进行了深入研究。具体方法包括：1）通过PCR、RT-qPCR等分子生物学技术检测LuxS基因及其相关调控基因的表达水平；2）通过发酵实验评估AI-2/LuxS系统对乳酸菌生长、代谢产物生成以及发酵产品品质的影响；3）利用生物信息学手段分析AI-2/LuxS系统在乳酸菌基因组中的功能与调控网络。

核心结果

本研究结果表明，LuxS基因在保加利亚乳杆菌的发酵过程中发挥着关键作用。通过LuxS基因的敲除，我们发现AI-2/LuxS系统的缺失显著影响了乳酸菌的生长速率、乳酸产量以及发酵产物的生物活性。此外，LuxS基因的过表达实验也证实了AI-2/LuxS系统在提高乳酸菌发酵效率、改善发酵产品质量方面的积极作用。生物信息学分析揭示了AI-2/LuxS系统在乳酸菌基因组中的调控网络，为深入理解该系统在发酵过程中的作用机制提供了理论依据。

结论与意义

本研究首次揭示了AI-2/LuxS群体感应系统在保加利亚乳杆菌发酵过程中的调控作用，为优化食品乳酸菌发酵工艺提供了新的理论依据和技术支持。研究结果表明，通过调控AI-2/LuxS系统，可以有效提高乳酸菌的发酵性能，为食品工业提供更优质、更安全的发酵产品。此外，本研究还为后续相关研究提供了新的思路和方法，有助于推动食品发酵领域的发展。

文章来源：《食品科技》 网址: http://www.spkjzzs.cn/qikandaodu/2026/1027/328.html

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