乳酸菌是发酵食品中常用的发酵剂,近年来,消费者对新型功能性饮料的需求增加,利用乳酸菌制备发酵功能性饮料已成为研究热点。Schleiferilactobacillus harbinensis M1是本课题组前期从自然发酵的豆腐乳清（Natural fermented tofu whey,NFTW）中分离的1株乳酸菌,研究发现该菌株具有发酵豆乳并产生良好风味的性能。因此,本论文旨在对Schleiferilactobacillus harbinensis M1的发酵性能、风味特征、代谢机理进行系统研究,期望为该菌株在发酵乳中的开发和应用奠定理论基础。首先,对NFTW中分离得到的S.harbinensis M1、Limosilactobacillus mucosae M2、Limosilactobacillus fermentum M4、Lacticaseibacillus casei M8、Lacticaseibacillus rhamnosus C1,以及开菲尔发酵剂XPL-1发酵豆浆中分离得到的Streptococcus thermophilus ST3的安全性、潜在的益生功能和发酵特性进行了研究。结果发现所有的菌株均显示出对测试抗生素的敏感性,可作为潜在的食品发酵剂。L.casei M8对模拟胃肠液的耐受性最强（<1.0 log CFU/m L损失）,并且对Salmonella typhimurium ATCC14028、Escherichia coli O157:H7 ATCC 43895、Listeria monocytogenes CMCC 54002、Enterobacter sakazakii ATCC 29544和Staphylococcus aureus ATCC 12598等5种食源性致病菌具有较强的抑制作用。所有菌株均能有效利用大豆中的主要糖类,发酵豆乳24小时的活菌数达8.85–9.20 log CFU/m L。其中,S.harbinensis M1显示出较高的糖利用能力,并在发酵豆乳中产生风味物质2,3-丁二酮（2.45±0.5 ppm）和乙偶姻（44.30±4.3 ppm）,从而提高了发酵豆乳的总体感官可接受性。在S.harbinensis M1的全基因组中预测到了乙酰乳酸合酶（als S）、α-乙酰乳酸脱羧酶（als D）和二乙酰还原酶（but A）的编码基因。最后,采用S.harbinensis M1和L.casei M8联合发酵制备具有良好风味和潜在益生功能的发酵豆乳饮料。因此,S.harbinensis M1作为豆乳发酵剂具有改善豆乳风味的潜力。其次,结合全基因组和表型研究,探究了S.harbinensis M1在发酵豆乳过程中的碳水化合物、异黄酮、蛋白质和游离氨基酸的生物转化,以及发酵豆乳的抗氧化和抗癌细胞增殖活性。研究发现大豆碳水化合物主要转化为乳酸（76.68 mmol/L）和乙酸（8.19mmol/L）,异黄酮糖苷部分转化为苷元,大豆蛋白被显著水解为寡肽和游离氨基酸,其中分子量为451-189 Da的可溶性肽组分从4.6%增至86%。通过S.harbinensis M1的全基因组测序得到了一个3592195 bp的环状染色体,含有53.02%（G+C）含量和3375个基因组测序得到了一个3592195 bp的环状染色体,含有53.02%（G+C）含量和3375个编码基因。通过代谢预测揭示了碳水化合物、丙酮酸代谢和异黄酮生物转化所需的酶,以及整个蛋白水解系统的编码基因,包括肽转运系统和66个编码蛋白酶或肽酶。此外,S.harbinensis M1显著改善了豆乳的抗氧化活性以及对Hep G2和MCF-7细胞的抗增殖作用。因此,S.harbinensis M1具有作为蛋白水解发酵剂的潜力。第三,应用凝胶过滤层析纯化S.harbinensis M1发酵豆乳的水溶性提取物获得了F1、F2、F3和F4等4个组分,并研究了各个组分的抗氧化活性、抑制癌细胞增殖活性以及免疫调节作用。研究发现组分F1-F4具有对Fe3+的还原能力以及对DPPH和ABTS+自由基清除能力,能够提高Hep G2和RAW 264.7细胞的SOD和CAT活性。同时,组分F1-F4能够通过半胱天冬酶诱导细胞凋亡从而抑制MCF-7细胞的增殖,其中F4（多肽含量900.5 mg/g）显示出最强的抑制活性。进一步研究确定了F4的免疫调节活性,F4能够调控LPS诱导的RAW 264.7巨噬细胞中TNF-α、IL-6、MCP-1和IL-10的表达以发挥抗炎作用,并通过MAPK信号通路调节正常RAW 264.7巨噬细胞中TNF-α、IL-6和IL-10的表达以发挥免疫刺激作用。从F4中鉴定出62条大豆多肽,并通过生物信息学工具预测到21条多肽具有潜在的生物活性。因此,S.harbinensis M1具有生成生物活性肽的潜力。第四,研究了S.harbinensis M1在牛奶、骆驼奶、驴奶和山羊奶等动物乳中的发酵特性。结果发现S.harbinensis M1更适宜于发酵骆驼奶和驴奶,发酵24–48小时的活菌数达到8 log CFU/m L以上,p H降至3.90–4.47。发酵48小时后显著提高了骆驼奶、驴奶和山羊奶的乳酸含量（74.83–89.48 mmol/L）,其中发酵骆驼乳的乳酸含量最高。同时,S.harbinensis M1能够降解乳品中较大分子量的蛋白,并释放出较小分子量（<15k Da）的多肽和游离氨基酸。另外,S.harbinensis M1显著提高乳品对Fe3+的还原能力以及对DPPH和ABTS+自由基清除能力,显著降低具有不愉快风味的醛类化合物,并产生风味化合物2,3-丁二酮和乙偶姻。因此,S.harbinensis M1具有发酵骆驼奶和驴奶的潜力。综上所述,S.harbinensis M1具有改善发酵豆乳和动物乳风味以及产生生物活性肽的潜力,本研究为S.harbinensis的开发利用提供了理论依据。