益生菌降解蛋白质获得特异性多肽

近日，墨西哥的科阿韦拉自治大学化学学院食品研究部在Heliyon上发表了一篇关于利用微生物的蛋白水解系统来水解亲本蛋白方法从苋菜中获得的多肽，研究发现所获得的蛋白质水解产物具有多种生物活性，具有抗氧化、抗高血压和抗菌活性。

近年来，蛋白质水解产物由于其营养特性和生物活性作用而变得越来越重要，是生物活性肽的有前途的来源。当前的问题是越来越多的微生物对抗生素产生了耐药性，导致感染增加。目前的抗生素很难治疗，这源于保护微生物的固有抗性，例如革兰氏阴性菌的外膜，或者源于由于基因突变通过不同机制赋予微生物这种特性而产生的获得性抗性。从动植物食品蛋白质中获得含有生物活性肽的蛋白质水解产物已成为当前趋势。苋菜是一种伪谷物，是脂质、膳食纤维、维生素和抗氧化剂的良好来源。与其他谷物相比，它的蛋白质含量较高，视为生物活性分子来源的巨大潜力。研究发现通过酶水解技术可以从苋菜中提取蛋白质水解产物和生物活性肽，但发酵技术却鲜为人知。

1. 发酵获得蛋白质水解产物的优点

与酶水解方法相比，该方法的某些优点是微生物蛋白酶的多样性更大，并且蛋白酶活性水平高，因为所有微生物自身的蛋白酶都起作用，而不仅仅是一种；成本较低，因此具有成本效益；它为所用基质提供了附加值，因为它们证明可以改善基质的营养成分，减少抗营养素的含量并改善感官特性；此外，它也被认为是比酶水解更环保的方法。

2.益生菌的选择——总蛋白降解的测定

微生物负责产生蛋白水解酶，必须给予其足够的环境条件来促进其生长（温度、时间、aw、pH）。乳酸菌（LAB）是通过发酵获得蛋白质水解产物和生物活性肽最相关的微生物之一，因为它们具有高度专业化的蛋白水解系统，由启动降解的细胞包膜蛋白酶、运输系统和细胞内肽酶组成。此外，它们还具有一定的优势，例如易于适应动物和植物基质，某些类型被FDA认为是GRAS，并且易于使用。蛋白水解活性LAB 的特点是菌株依赖性，这导致蛋白水解活性的高度多样性，因为它甚至在同一物种的菌株之间也存在差异。芽孢杆菌属物种可以产生大量非特异性蛋白酶以增强水解作用。此外，它们具有较高的生长性能，因为它们消耗低成本的碳源，并在营养物质有限或无法获得的恶劣环境中生长。有些菌株具有 GRAS 状态，例如枯草芽孢杆菌，它通过发酵大豆产生具有多种生物活性的肽。

图1最佳总蛋白质降解的分离株的系统发育树。

（基于推导的氨基酸序列，通过邻接和最大似然推导系统发育树。进化枝 I：肠球菌，进化枝 II：芽孢杆菌，进化枝 III：植物乳杆菌，进化枝 IV：肠膜明串珠菌。）

在该研究中，菌株在测试中必须显示出较高的蛋白质降解率，这种具有高蛋白水解活性的微生物可以获得蛋白质水解产物，该蛋白质水解产物可以含有具有合适特性的氨基酸序列的肽，表现出高生物活性。其中，屎肠球菌-LR9和肠膜明串珠菌-18C6是尚未广泛用于获得蛋白质水解产物甚至生物活性肽的菌株。因此，该项研究可用于功能性食品或营养保健品中，作为预防各种疾病的替代品。

参考文献：

Dora Elisa Cruz-Casas, Cristobal ´ N. Aguilar, Juan A. Ascacio-Vald´es, et al. Bioactive protein hydrolysates obtained from amaranth by fermentation with lactic acid bacteria and Bacillus species [J]. Heliyon, 2023, e13491.