羊肚菌属为药食两用真菌，含 15.7%-36.2% 蛋白质，富含必需氨基酸，七妹羊肚菌（Morchella septimelata）是优势商用种，含高半胱氨酸（促抗氧化肽释放）这一特性有助于促进抗氧化肽的释放。此前无研究探索羊肚菌属蛋白质的胃肠水解过程，且蛋白质消化中结构动态变化与抗氧化活性关联未明确，限制其功能食品应用。

中南林业大学梁盈团队在食品科学领域国际权威期刊《Food Chemistry》（IF: 9.8）上发表了题为“Mechanistic insights into structural disassembly and antioxidant peptiderelease from Morchella septimelata proteins during simulatedgastrointestinal digestion”的研究性文章。

该研究以七妹羊肚菌（Morchella septimelata） 为对象，通过体外模拟胃肠消化、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、肽组学及生物信息学技术，探究其蛋白质结构拆解与抗氧化肽释放的机制。

七妹羊肚菌蛋白质在体外胃肠消化的两个阶段（胃、肠）中，结构与理化性质发生了哪些关键差异变化？

胃消化阶段（胃蛋白酶作用）：结构上，蛋白质发生结构松散，FT-IR 显示酰胺 I 带从 1649.1cm⁻¹ 红移至 1651.4cm⁻¹，α- 螺旋 +β- 折叠含量降 7.23%，β- 转角与无规卷曲增加；粒径从 600-1400nm 降至 259.3nm，Zeta 电位从 8.3 降至 3.5（电荷中和）。化学性质上，游离巯基（SHᵠ）降 38.87%，总巯基（SHᵀ）仅降 0.51%，酸性环境抑制巯基电离并促使其氧化形成二硫键。影响：结构松散暴露酶切位点，为肠阶段肽段断裂奠定基础，同时保留部分活性残基（如半胱氨酸），利于后续抗氧化肽生成。

肠消化阶段（胰蛋白酶作用）：结构上，肽段进一步断裂，粒径降至 167.2nm，PDI 持续下降（均一性提升），酰胺 I 带蓝移至 1639.4cm⁻¹，α- 螺旋 +β- 折叠含量再降 1.72%；Zeta 电位升至 12.4（暴露亲水基团，静电斥力抗聚集）。化学性质上，SHᵠ再降 13.95%，SHᵀ降 19.13%，二硫键显著增加（胰蛋白酶切割暴露半胱氨酸，中性环境促巯基电离成键）。

图 1 不同消化阶段消化产物的傅里叶变换红外光谱（FT-IR）及去卷积 FT-IR 光谱

（A）七妹羊肚菌蛋白质（MSP）、胃蛋白酶消化七妹羊肚菌蛋白质（MSPP）及胰蛋白酶消化七妹羊肚菌蛋白质（MSPT）的 FT-IR 光谱（B）经高斯变换处理的 MSP 光谱（C）经高斯变换处理的 MSPP 光谱（D）经高斯变换处理的 MSPT 光谱

图 2 不同消化阶段消化产物中巯基与二硫键的含量及产物疏水性变化

（A）巯基与二硫键的含量。其中，SHF代表游离巯基，SHT代表总巯基，S–S 代表二硫键。（B）疏水性变化。柱形图上不同的小写字母表示与对照组相比存在显著差异（P<0.05）。

肽段的进一步断裂虽提升了整体体系的疏水性与稳定性，但过度水解也可能破坏部分关键的抗氧化肽序列结构。同时，消化产物表面电荷过高引发的强分子间斥力，可能干扰其与自由基的有效接触，‌ 这些因素共同导致肠消化产物（MSPT）的整体抗氧化活性反而低于胃消化产物（MSPP）。

图 3 不同消化阶段消化产物的体外抗氧化活性

（A）氧自由基吸收能力（ORAC）荧光衰减曲线（B）氧自由基吸收能力（ORAC）曲线下面积（C）ABTS 自由基清除率（D）亚铁离子还原能力柱形图上不同的小写字母表示存在显著差异（P<0.05）。

肽组学与生物信息学分析

肽段特征：MSPP 鉴定 124 条肽，MSPT 鉴定 183 条肽，分子质量集中 1200-1400Da，60% 含 11-14 个氨基酸，疏水氨基酸占比超 40%（疏水氨基酸提升自由基清除能力）；共鉴定 31 条共有肽，246 条独特肽（胃蛋白酶靶向疏水残基，胰蛋白酶靶向 Lys/Arg，酶切特异性致差异）。

图 4不同组分鉴定的肽段分析

（A）胃蛋白酶消化七妹羊肚菌蛋白质（MSPP）中肽段的分子量分布（B）胰蛋白酶消化七妹羊肚菌蛋白质（MSPT）中肽段的分子量分布（C）MSPP 中肽段的长度分布（D）MSPT 中肽段的长度分布（E）MSPP 中肽段的氨基酸分布（F）MSPT 中肽段的氨基酸分布

差异肽与功能富集：差异肽：267 个差异表达肽，MSPP 中 166 个下调、101 个上调，MSPT 中 9 个上调、13 个下调；

GO 分析：MSPP 聚焦谷胱甘肽合成（生物过程）、Fe²⁺/Cu⁺螯合（分子功能）；MSPT 侧重 Nrf2-Keap1 通路（87 个 GO 术语）、线粒体靶向（89% 成分定位于线粒体膜）；KEGG 核心通路：氧化磷酸化（-lg (p)>15）、戊糖磷酸途径（-lg (p)=18.7，NADPH 合成率升 3 倍）、半胱氨酸代谢（-lg (p)=12.3，促谷胱甘肽前体合成）。

抗氧化肽筛选：经 AnOxPePred-1.0（活性评分 > 0.6）、ToxinPred 筛选，得 19 种候选肽，固相合成后活性验证显示肽 14（VEEDHPIPEE） 最优；肽 14 优势：pI=3.91（低）、亲水性 = 1.12（高）、分子量 = 1193Da（小），含双组氨酸金属螯合基序，通过电子捐赠、金属螯合、氢原子转移三重机制发挥作用。

图 5不同消化阶段鉴定的差异肽数量、基因本体（GO）功能分析及京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析

（A）消化后组分中差异肽的统计柱形图（B）所有差异肽的二级 GO 功能分类统计柱形图（C）MSPP 的二级 GO 功能分类统计柱形图（D）MSPT 的二级 GO 功能分类统计柱形图（E）所有差异肽的 KEGG 通路富集图（F）MSPP 的 KEGG 通路富集图（G）MSPT 的 KEGG 通路富集图其中，BP 代表生物学过程（biological process），CC 代表细胞组分（cellular component），MF 代表分子功能（molecular function），C 代表细胞过程（cellular processes），G 代表遗传信息处理（genetic information processing），M 代表代谢（metabolism）。

结论

七妹羊肚菌蛋白质胃肠消化呈双相动力学，胃蛋白酶致结构松散、胰蛋白酶促肽段断裂；MSPP 因可控暴露活性基团、保留抗氧化结构域，抗氧化活性优于 MSPT；19 种抗氧化肽中肽 14 活性最优，关键基序含谷氨酸与疏水残基。该研究不仅从机理层面揭示了七妹羊肚菌蛋白质在消化过程中的动态变化与抗氧化活性产生的关联，‌ 为其作为天然抗氧化剂在肉制品、乳制品等富含脂质的食品中用于防腐保鲜提供了坚实的理论依据，‌同时也为通过精准控制消化工艺来优化其他蛋白源生物活性肽的释放，提供了创新的研究范式和方法学参考。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.145739