呂銘守，林美君，陳鳳蓮，張光，石彥國(guó)

(哈爾濱商業(yè)大學(xué) 食品工程學(xué)院，哈爾濱 150006)

乳酸菌(lactic acid bacteria, LAB)是一類(lèi)革蘭氏陽(yáng)性、不產(chǎn)孢、不運(yùn)動(dòng)、過(guò)氧化氫酶試驗(yàn)呈陰性、耐氧且在缺少氧氣的環(huán)境中生長(zhǎng)良好的菌群，其發(fā)酵代謝的最終產(chǎn)物為乳酸[1]，在自然界中分布廣泛。乳酸菌以益生菌形式在人體健康中起著至關(guān)重要的作用，是一種重要的工業(yè)微生物。乳酸菌及其代謝產(chǎn)物已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、飼料等領(lǐng)域[2,3]。在食品行業(yè)，乳酸菌有著極其廣泛的應(yīng)用，如發(fā)酵乳制品、肉類(lèi)和蔬菜產(chǎn)品以及酒類(lèi)的生產(chǎn)[4]。某種乳酸菌生產(chǎn)的抗生素或細(xì)菌素，在食品領(lǐng)域中已經(jīng)被用作生物防腐劑[5]。隨著科技的不斷進(jìn)步，乳酸菌在發(fā)酵、生物、食品等領(lǐng)域的應(yīng)用和作用逐漸被人們注意到。因此，近年來(lái)，其相關(guān)領(lǐng)域的研究成為熱門(mén)。

代謝組學(xué)(metabolomics)又稱代謝物組學(xué)，其主要目標(biāo)是識(shí)別、表征和量化包含生物體中存在的全部代謝物的代謝體，是對(duì)不同生物體內(nèi)代謝物的綜合分析，用于檢測(cè)生物體整體水平代謝特征的組學(xué)技術(shù)，并通過(guò)代謝物組成來(lái)確定生物體系的系統(tǒng)生化譜和功能調(diào)控[6]。它的重點(diǎn)是定性和定量分析構(gòu)成代謝體的初級(jí)和次級(jí)代謝產(chǎn)物等小分子量物質(zhì)[7]。代謝組學(xué)主要研究“已經(jīng)發(fā)生的生命過(guò)程”，是對(duì)蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)方法的補(bǔ)充，也是目前組學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一[8,9]。因此，在代謝組學(xué)分析中代謝物數(shù)據(jù)庫(kù)是必不可少的，常見(jiàn)的微生物代謝數(shù)據(jù)庫(kù)有BioCyc Pathway、KEGG、NMD等。一些具有代表性的(微生物)代謝組學(xué)研究相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)及其功能見(jiàn)表1。

代謝組學(xué)的研究方法主要有靶向(targeted metabolomics)和非靶向(untargeted metabolomics)分析兩種(見(jiàn)圖1)[10]。靶向代謝組學(xué)旨在研究與假設(shè)生物學(xué)問(wèn)題相關(guān)的潛在生物標(biāo)記物或預(yù)選代謝物，是對(duì)特定目標(biāo)代謝物的檢測(cè)和分析，尤其是對(duì)單個(gè)或已知代謝途徑的檢測(cè)和分析。在敏感性、準(zhǔn)確性和絕對(duì)定量指標(biāo)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。但有通量低、需采用分析標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行準(zhǔn)確的定性定量分析的缺點(diǎn)。相反，非靶向涉及對(duì)所有內(nèi)源性代謝物進(jìn)行無(wú)偏向性的分析，具有通量高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，但在敏感性、準(zhǔn)確性和定量方面劣勢(shì)明顯，同時(shí)較依賴公共數(shù)據(jù)庫(kù)，難以發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)。發(fā)展至今，代謝組學(xué)在系統(tǒng)醫(yī)學(xué)、動(dòng)物和植物研究、微生物等領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用[11-14]。

圖1 代謝組學(xué)與代謝物組學(xué)及其分類(lèi)研究?jī)?nèi)容

鑒于乳酸菌在與人類(lèi)生活密切相關(guān)的重要領(lǐng)域都具有很高的應(yīng)用價(jià)值，眾多學(xué)者在乳酸菌相關(guān)研究中，已嘗試使用代謝組學(xué)技術(shù)，并在菌種鑒定、研究代謝路徑和代謝產(chǎn)物以及評(píng)價(jià)發(fā)酵食品等方面取得了一定的成果。本文就乳酸菌代謝組學(xué)的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，以期進(jìn)一步推動(dòng)代謝組學(xué)在乳酸菌研究領(lǐng)域的應(yīng)用。

表1 (微生物)代謝組學(xué)研究相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)

1 代謝組學(xué)在乳酸菌分類(lèi)和鑒定中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的乳酸菌分類(lèi)方法需要做大量的生理生化試驗(yàn)，且過(guò)程繁瑣，結(jié)果不穩(wěn)定[15]。隨著分子生物學(xué)的飛速發(fā)展，基于基因型進(jìn)行菌種分類(lèi)的方法得到了廣泛的應(yīng)用，但是，由于基因復(fù)雜性，這類(lèi)分類(lèi)方法可能會(huì)產(chǎn)生一定的錯(cuò)誤或者對(duì)遺傳關(guān)系近的菌株的區(qū)分效果不好。而代謝物是細(xì)胞生命活動(dòng)的終端產(chǎn)物，通常基因上的微小變化都會(huì)產(chǎn)生明顯不同的代謝表型，所以利用代謝組學(xué)分析方法研究微生物代謝物譜的差異可以實(shí)現(xiàn)不同菌株的表型分類(lèi)。

熊萍等[16]采用1H-NMR代謝組學(xué)方法研究了變異鏈球菌、血鏈球菌和嗜酸乳桿菌的胞外代謝產(chǎn)物，結(jié)果表明：代謝組學(xué)方法能夠檢測(cè)不同菌株的差別，在微生物鑒定中有良好的應(yīng)用前景；Samelis等[17]采用傅里葉變換紅外光譜(Fourier transform infrared, FTIR)方法獲得了傳統(tǒng)希臘Graviera奶酪中乳酸菌胞外代謝物的紅外光譜圖，通過(guò)與數(shù)據(jù)庫(kù)比較實(shí)現(xiàn)了乳酸菌的鑒定；Yang等[18]將三重四極質(zhì)譜儀(MS)與線性離子阱-軌道雜交質(zhì)譜(MS)相結(jié)合，利用靶向和非靶向代謝組學(xué)技術(shù)，研究了它們?cè)谄谱g4個(gè)密切相關(guān)的乳桿菌/菌株中細(xì)微代謝差異方面的能力和性能。實(shí)驗(yàn)通過(guò)檢測(cè)到的代謝物數(shù)量、變異系數(shù)(CV)分布、信號(hào)強(qiáng)度分布等進(jìn)一步評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)質(zhì)量。在相同的生長(zhǎng)條件下，所建立的平臺(tái)最終被用于區(qū)分4種乳酸菌。

長(zhǎng)期以來(lái)，人們認(rèn)識(shí)到乳酸菌的生理生化鑒定的復(fù)雜和不確定性?，F(xiàn)有的DNA-DNA雜交技術(shù)是一種費(fèi)時(shí)費(fèi)力的方法，甚至阻礙了我們對(duì)乳酸菌物種分類(lèi)關(guān)系的認(rèn)識(shí)。此外，乳酸菌種類(lèi)間營(yíng)養(yǎng)需求的相似性也妨礙了傳統(tǒng)方法的鑒定。代謝組學(xué)方法分析速度快、靈敏度高、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)使其在細(xì)菌檢測(cè)和鑒定中的應(yīng)用成為可能。此外，組合代謝組學(xué)方法在快速鑒別與人類(lèi)健康密切相關(guān)的乳酸菌菌株方面具有巨大的潛力，在今后的研究中對(duì)它們?cè)诟鼜?fù)雜的細(xì)菌生長(zhǎng)條件下的效用進(jìn)行驗(yàn)證。

2 代謝組學(xué)在發(fā)酵工程中的應(yīng)用

乳酸菌在不同的環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物，主要是碳水化合物、揮發(fā)性的醇、酮、氨基酸、短鏈有機(jī)酸、長(zhǎng)鏈脂肪酸和一些復(fù)雜的成分(抑菌物質(zhì)、肽類(lèi)等)，所以監(jiān)測(cè)乳酸菌代謝過(guò)程中產(chǎn)物的變化尤為重要。

Suzanne等[19]采用綜合二維氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜代謝物譜分析方法(GC×GC-TOF/MS)，進(jìn)行揮發(fā)性和非揮發(fā)性化合物的非目標(biāo)檢測(cè)，測(cè)定了布赫內(nèi)氏乳桿菌LA1147厭氧發(fā)酵黃瓜腐爛以及自然微生物繁殖腐敗過(guò)程中發(fā)生的變化。單因素方差分析與層次聚類(lèi)分析相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)92個(gè)代謝物在腐爛過(guò)程中發(fā)生了變化。大多數(shù)代謝物的變化先于乳酸的利用，表明乳酸不是發(fā)酵黃瓜厭氧腐壞菌的首選基質(zhì)。研究檢測(cè)乳酸利用前的生化變化的能力顯示，瓜氨酸、海藻糖和纖維二糖作為化合物，在任何顯著的產(chǎn)品降解之前，都可能表明布赫內(nèi)氏乳桿菌菌株的代謝活性；Satoru等[20]采用核磁共振和固相微萃取-GC/MS兩種代謝組學(xué)方法，對(duì)54個(gè)水溶性化合物和62個(gè)揮發(fā)性化合物進(jìn)行了化學(xué)成分分析。此研究分析了日本Kiso地區(qū)以蘿卜葉為原料生產(chǎn)的一種傳統(tǒng)的無(wú)鹽乳酸發(fā)酵泡菜Sunki的組成特征。主成分分析表明，根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品加工廠和生產(chǎn)年份的不同，樣品具有不同的組成。這種差異是由于Sunki泡菜自發(fā)發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的乳酸細(xì)菌群落和蘿卜葉初始營(yíng)養(yǎng)成分的差異所致；Li等[21]通過(guò)氨基酸、膽汁、脂肪酸、葡萄糖等代謝途徑，證實(shí)了植物乳桿菌NCU116對(duì)高脂血癥大鼠的改善作用。他們采用超高效液相色譜-四極飛行時(shí)間質(zhì)譜(UPLC-QTOF/MS)的代謝組學(xué)方法，研究了植物乳桿菌NCU116對(duì)高脂飼料喂養(yǎng)高脂血癥大鼠模型代謝產(chǎn)物的影響，鑒定了9種潛在的生物標(biāo)志物(泛酸、5-羥基吲哚乙醛、甘膽酸、膽綠素IX、L-亮氨酸、2-苯乙醇葡萄糖醛酸、牛膽堿、吲哚丙烯酸和2-花生四烯醇甘油)，并利用質(zhì)譜軟件(MPP)分析了其途徑特征。

發(fā)酵工藝的監(jiān)控和優(yōu)化需要檢測(cè)大量的參數(shù)，利用代謝組學(xué)研究工具可以減少實(shí)驗(yàn)數(shù)量，提高檢測(cè)通量，并有助于揭示發(fā)酵過(guò)程的生化網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，從而有利于理性優(yōu)化工藝過(guò)程。此外，通過(guò)對(duì)代謝動(dòng)力學(xué)的相關(guān)研究，可以掌握代謝途徑以及代謝網(wǎng)絡(luò)中的酶動(dòng)力學(xué)關(guān)鍵參數(shù)，這對(duì)于關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)控對(duì)代謝工程的優(yōu)化將產(chǎn)生直接的促進(jìn)作用?？梢?jiàn)，代謝組學(xué)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使系統(tǒng)分析或控制復(fù)雜的發(fā)酵過(guò)程成為可能。

3 代謝組學(xué)在評(píng)價(jià)發(fā)酵食品中的應(yīng)用

許多發(fā)酵食品中既有營(yíng)養(yǎng)成分又有非營(yíng)養(yǎng)成分，它們具有調(diào)節(jié)人類(lèi)健康的潛力。代謝組學(xué)在食品科學(xué)領(lǐng)域被用于監(jiān)測(cè)原材料和最終產(chǎn)品的質(zhì)量、加工、安全和微生物學(xué)，以提高消費(fèi)者的健康和信心。世界上90%的天然發(fā)酵食品是在傳統(tǒng)條件下發(fā)酵產(chǎn)生的[22]。根據(jù)原料的不同，利用特定、生態(tài)位適應(yīng)的乳酸菌屬和物種進(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)各種發(fā)酵食品和飲料，如酸奶、發(fā)酵乳、泡菜等。參與發(fā)酵的乳酸菌在發(fā)酵過(guò)程中起主導(dǎo)作用，能夠提高發(fā)酵食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[23]，同時(shí)，乳酸菌本身代謝也能產(chǎn)生核酸、腺苷、鳥(niǎo)嘌呤、次黃嘌呤等，使其發(fā)酵的食品產(chǎn)生獨(dú)特的風(fēng)味[24]，基于以上乳酸菌的生物學(xué)特性，使其在食品發(fā)酵中被廣泛應(yīng)用。乳酸菌發(fā)酵食品的實(shí)例和所涉及的菌種見(jiàn)表2[25]。此外，在評(píng)定發(fā)酵食品的感官和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面，代謝組學(xué)也發(fā)揮著重要的作用。

表2 乳酸菌在發(fā)酵食品及飲料中的應(yīng)用

續(xù) 表

Frank等[26]利用氣相色譜/飛行時(shí)間質(zhì)譜(ultrafast gas chromatography coupled to time of flight mass spectrometry,ultrafast GC/TOF-MS)聯(lián)用儀構(gòu)建揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的指紋圖譜，同時(shí)采用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)的代謝組學(xué)方法研究個(gè)別乳酸菌菌株以及不同乳酸菌菌株組合對(duì)于發(fā)酵乳風(fēng)味的影響；Sarn等[27]采用固相微萃取-氣相色譜/質(zhì)譜和1H-NMR輔助代謝組學(xué)方法，分別鑒定出37種揮發(fā)性代謝物和43種非揮發(fā)性代謝物。結(jié)果表明，鼠李乳桿菌GG和動(dòng)物雙歧桿菌BB-12均不影響乳酸的酸度和關(guān)鍵香氣揮發(fā)性代謝產(chǎn)物。然而，在貯藏過(guò)程中，鼠李糖的存在對(duì)酸奶的非揮發(fā)性代謝物譜有一定的貢獻(xiàn)；李汴生等[28]利用植物乳桿菌LP-115 400B對(duì)幾種不同果蔬汁進(jìn)行發(fā)酵，并通過(guò)靜態(tài)-頂空固相微萃取(headspace solid-phase microextraction,HS-SPME)和氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)分析各果蔬汁發(fā)酵前后揮發(fā)性風(fēng)味和滋味物質(zhì)的變化，同時(shí)結(jié)合定量描述分析(quantitative descriptive analysis, QDA)方法進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，探討了乳酸菌發(fā)酵對(duì)果蔬汁風(fēng)味感官品質(zhì)產(chǎn)生的影響和適配性問(wèn)題，結(jié)果表明，乳酸菌發(fā)酵代謝對(duì)不同果蔬汁風(fēng)味影響差異較大。

利用發(fā)酵食品中代謝物譜的研究，觀察發(fā)酵過(guò)程中代謝物的變化，以及預(yù)測(cè)發(fā)酵終產(chǎn)物感官和營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。代謝組學(xué)可以作為一種重要的信息工具，適合于快速選擇菌株/底物組合，并能夠同時(shí)增加發(fā)酵食品的感官和健康促進(jìn)特性。

4 代謝組學(xué)在評(píng)價(jià)乳酸菌益生效果方面的應(yīng)用

近年來(lái)，益生菌的研究在全球范圍內(nèi)已經(jīng)形成熱潮，益生作用已被國(guó)際公認(rèn)并不斷發(fā)現(xiàn)新的功能[29]。乳酸菌是乳酸菌群的主要屬，在人體中起著重要的作用。它們是重要的微生物群，可在許多人體部位被發(fā)現(xiàn)。許多乳酸菌種常被用作益生菌，在適當(dāng)?shù)膭┝肯驴梢杂幸嬗谒拗鞯慕】怠＝陙?lái)，乳酸菌對(duì)健康的作用持續(xù)受到了國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。

Hong等[30]采用1H-NMR和多元數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的方法，對(duì)雄性小鼠糞便提取物進(jìn)行代謝譜分析，評(píng)價(jià)益生菌對(duì)結(jié)腸炎癥的影響。結(jié)果表明，益生菌不僅可以促進(jìn)細(xì)胞因子表達(dá)，還可以提升血漿中部分短鏈脂肪酸、氨基酸、核苷酸、碳水化合物和乳酸含量；感染性乳腺炎是泌乳婦女的常見(jiàn)疾病，以葡萄球菌和鏈球菌為主要病因。在這方面，從母乳中分離出的一些乳酸菌株似乎對(duì)治療乳腺炎有良好的效果，因此，是抗生素治療的一種有吸引力的選擇。基于核磁共振的代謝組學(xué)的應(yīng)用使人們能夠確定益生菌消費(fèi)對(duì)患乳腺炎婦女的總體影響，并強(qiáng)調(diào)了這種方法在評(píng)估益生菌消耗成果方面的潛力。Rosa等[31]采用1H-NMR代謝組學(xué)方法，檢測(cè)女性乳腺炎患者服用益生菌株(唾液乳桿菌PS2)后代謝組學(xué)差異。此外，Huynh等[32]研究了以半乳糖(GOS)和植物乳桿菌7-40菌株組成的飼糧共生體對(duì)凡納濱對(duì)蝦(Litopenaeusvannamei)免疫應(yīng)答、免疫相關(guān)基因表達(dá)及對(duì)溶藻弧菌(Vibrioalginolyticus)的抗藥性的協(xié)同效應(yīng)。采用1H-NMR代謝組學(xué)分析方法，對(duì)肝胰臟代謝產(chǎn)物進(jìn)行了研究，并用反相高效液相色譜(RP-HPLC)和分光光度法對(duì)肝胰臟和血漿中的代謝產(chǎn)物進(jìn)行了鑒定。

代謝組學(xué)是研究益生菌對(duì)宿主健康影響的有力工具。通過(guò)結(jié)合宿主蛋白質(zhì)組學(xué)和基因組學(xué)的研究，可以提供有關(guān)益生菌對(duì)消費(fèi)者健康影響的新信息。此外，代謝組學(xué)還可以提供有關(guān)使用益生菌株對(duì)健康受試者和患有不同疾病的人的代謝行為影響的信息。

5 代謝組學(xué)在乳酸菌代謝物淬滅和提取的研究進(jìn)展

微生物代謝組學(xué)中沒(méi)有關(guān)于微生物代謝活性瞬間淬滅、代謝物綜合提取和相關(guān)代謝物分析的標(biāo)準(zhǔn)，因此細(xì)胞內(nèi)代謝物的有效和可靠定量一直受到阻礙。雖然快速過(guò)濾法和微分法能有效地抑制代謝活性[33,34]，減少滲漏，但這些方法都是微生物特異性的[35]，無(wú)法防止代謝物的泄漏。因此，在制定精準(zhǔn)定量細(xì)胞內(nèi)代謝物的淬滅方案時(shí)，由于不同生物體細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和膜組成的固有差異，人們不得不為每1種實(shí)驗(yàn)微生物確定最佳的淬滅或提取方法。

最常用的淬滅方法是在-40 ℃左右使用60%(V/V)的甲醇(MeOH)水溶液。該方法最初是針對(duì)釀酒酵母開(kāi)發(fā)的[36]，并廣泛應(yīng)用于其他微生物，無(wú)需優(yōu)化或驗(yàn)證。然而，在低溫和高濃度MeOH引起冷沖擊和嚴(yán)重泄漏后[37,38]，出現(xiàn)了較溫和的淬滅方法，但各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)并未進(jìn)行系統(tǒng)的對(duì)比。

Jensen等[39]提出了一種測(cè)定乳酸乳球菌胞內(nèi)磷酸化糖濃度的實(shí)驗(yàn)方法。先將小體積的生長(zhǎng)介質(zhì)快速取樣到60%(V/V)的甲醇中，預(yù)冷卻到-35 ℃，使所有代謝活動(dòng)迅速完全停止。而后氯仿在-25 ℃條件下進(jìn)行液體-液體萃取，確保細(xì)胞膜對(duì)所需代謝物的總滲透性，以及可改變酶水平的失活。最后使用與磷酸化組分具有高度親和力的柱進(jìn)行固相萃取。但是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中當(dāng)乳酸乳球菌與冷甲醇接觸時(shí)其代謝物就會(huì)從細(xì)胞中漏出，并存在于介質(zhì)中和淬火后的生物質(zhì)中；植物乳桿菌(L.plantarum)作為一種與人類(lèi)密切相關(guān)的微生物，其代謝產(chǎn)物的研究卻很少受到重視。Faijes等通過(guò)比較了4種不同的水淬液(均含60%甲醇)的效率，發(fā)現(xiàn)只有含有70 mmol/L HEPES或0.85%(W/V)碳酸銨(pH 5.5)的溶液可以顯著地減少細(xì)胞內(nèi)代謝物的滲漏。研究人員同時(shí)比較了冷甲醇、高氯酸、煮沸乙醇、氯仿/甲醇(1∶1)和氯仿/水(1∶1)的5種不同提取方法，并對(duì)具有代表性的細(xì)胞內(nèi)代謝物進(jìn)行定量測(cè)定，結(jié)果表明，冷甲醇、沸騰乙醇和高氯酸的提取效果最好；Yang等[40]采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)，對(duì)乳發(fā)酵中常用的重要乳酸菌ZS2058的淬滅和提取工藝進(jìn)行了評(píng)價(jià)。定量評(píng)價(jià)了8種不同濃度MeOH、乙醇Etoh、GOC和二甲基亞砜DMSO在不同溫度下的淬滅方法，并分別用碘化丙啶(PI)和系統(tǒng)能荷(EC)法評(píng)價(jià)了它們對(duì)細(xì)胞膜完整性和代謝失活的影響。此外，對(duì)甲基特丁基醚(MTBE)/MeOH/水、乙腈(ACN)/水、ACN/MeOH/水等溶劑的萃取效率進(jìn)行了評(píng)價(jià)。研究?jī)?yōu)化了植物ZS2058代謝物的分析方法，可為植物ZS2058代謝物特異性生物標(biāo)志物的鑒定和代謝特性的分析提供依據(jù)。

乳酸菌代謝組學(xué)中關(guān)于乳酸菌代謝物的淬滅、提取方法和技術(shù)僅限于特定單一的菌株，且僅是能夠?qū)⒋x物泄露降到最低，并不能從根本上解決泄露問(wèn)題。同時(shí)，由于乳酸菌種中代謝物的復(fù)雜性，很難通過(guò)單一的方法對(duì)全部代謝物進(jìn)行提取，因此未來(lái)的發(fā)展可以將多種組學(xué)技術(shù)和多種提取方法相結(jié)合進(jìn)行深入研究。

6 展望

首先，微生物領(lǐng)域正在出現(xiàn)許多代謝組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，但它們僅限于特定的微生物(酵母菌和大腸桿菌)。由于微生物代謝物的多樣性和復(fù)雜性，目前關(guān)于許多微生物包括乳酸菌的標(biāo)注代謝數(shù)據(jù)庫(kù)目前還沒(méi)有完善。

其次，哺乳動(dòng)物的代謝途徑似乎不能完全應(yīng)用于微生物，因?yàn)椴溉閯?dòng)物中不存在許多微生物反應(yīng)，例如次級(jí)代謝物的生物合成。由于現(xiàn)有的途徑數(shù)據(jù)不能完全滿足微生物代謝組學(xué)的需要，因此有必要為微生物識(shí)別建立特定的代謝途徑和網(wǎng)絡(luò)。

最后，目前的微生物代謝組學(xué)研究大多只關(guān)注代謝物，很少考慮代謝物的來(lái)源。例如，來(lái)自微生物和宿主的葡萄糖在化學(xué)上是相同的，但其生物學(xué)意義和導(dǎo)致它們差異調(diào)節(jié)的機(jī)制各不相同。因此，對(duì)微生物和宿主的代謝變化進(jìn)行不同的研究，尤其是對(duì)微生物與宿主相互作用的研究具有重要意義。

總之，隨著代謝組學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其在乳酸菌研究中將發(fā)揮更重要的作用。