蛋白水解肽促进益生菌生长机制研究取得新进展

近日，广东省科学院微生物研究所食品安全团队在食品科学领域国际权威期刊Critical Reviews in Food Science and Nutrition上发表综述论文，题为 “The growth-promoting effects of protein hydrolysates and their derived peptides on probiotics: structure-activity relationships, mechanisms and future perspectives”。该研究系统总结了蛋白水解物及其衍生肽促进益生菌生长的来源特征、结构-活性关系及作用机制，为新型益生元和高活性益生菌制剂的开发提供了重要理论依据。该论文第一作者为黄兰燕博士、吴毓薇博士，通讯作者为吴清平院士和陈谋通研究员。

图1 乳酸菌的蛋白水解系统图

益生菌在维持肠道微生态平衡和促进人体健康方面发挥着重要作用，但在工业化生产、储存和体内定植过程中，益生菌常面临生长缓慢、活菌数下降等问题。传统益生元主要以低聚糖为主，易引发胃肠不适，亟需探索新的、温和且高效的益生菌生长促进因子。近年来研究发现，蛋白经酶解产生的小分子肽可作为益生菌优选的氮源，在体外培养和体内模型中均表现出显著的促生长潜力，但其作用规律和分子基础尚缺乏系统总结。

针对上述科学问题，研究团队系统梳理了来源于植物、动物及微生物的蛋白水解物和肽类物质在促进乳酸菌、双歧杆菌及酵母等益生菌生长方面的研究进展。研究指出，益生菌依赖其特有的蛋白水解系统对外源蛋白进行分解、转运和利用，其中小分子肽（尤其是分子量低于3000 Da 的寡肽）更易被益生菌吸收并用于生长代谢，是发挥促生长作用的关键组分。

机制分析表明，肽的促生长效果与其分子量分布、氨基酸组成及序列特征密切相关。不同益生菌由于蛋白酶、肽转运系统及胞内肽酶组成存在差异，对肽类营养的选择性利用具有明显的菌株特异性。研究进一步指出，肽的水解程度并非越高越好，关键在于是否形成适宜益生菌吸收和代谢的特定结构肽段，从而实现高效的生长促进效果。

该研究从营养分子结构与微生物代谢协同的角度，深化了对蛋白水解肽作为“肽型益生元”作用机制的认识，提出了基于肽结构精准调控益生菌生长的新思路。相关成果为高密度益生菌发酵、功能性发酵食品开发以及新一代益生元和合生元产品的设计提供了重要理论支撑和技术参考。

该研究得到了国家自然科学基金(32222068, 32072326)、广东省基础与应用基础研究基金 (2022B1515020068)、广州市科技计划 (2024A04J6592)、广东省科学院创新驱动发展能力建设专项资金 (2021GDASYL-20210103012)等项目资助。