《Food Research International》：Effects of fermentation on protein digestion and peptide release in an
in vitro adult digestion model
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本研究针对发酵乳蛋白消化机制不明确的问题，通过体外成人消化模型（INFOGEST）比较发酵乳与巴氏杀菌乳的消化特性，发现发酵显著提升蛋白质水解度并改变胃消化阶段肽谱特征，生成更多长链肽及活性肽，同时降低致敏表位强度，为发酵乳制品的营养功能优化提供理论依据。
牛奶作为重要的营养来源，其蛋白质的消化吸收效率直接影响人体健康。发酵乳制品如酸奶不仅保留了牛奶的营养价值，还因乳酸菌的发酵作用被赋予功能性食品的特性。然而，发酵过程如何改变蛋白质的消化特性，特别是在消化过程中活性肽的生成规律及其与过敏原性的关联，尚未得到系统阐明。
为了解决这一问题，来自荷兰瓦赫宁根大学食品质量与设计组的Qing Ren等人开展了深入研究，成果发表于《Food Research International》。研究团队采用国际通用的体外成人消化模型（INFOGEST），对比分析巴氏杀菌全脂乳（W）与两种发酵乳样品——添加动物双歧杆菌（Bifidobacterium animalis subsp. lactis）和保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）发酵的Y1、以及仅用保加利亚乳杆菌发酵的Y2在胃肠消化过程中的蛋白质水解程度、肽谱特征、生物活性肽和过敏表位的动态变化。
关键技术方法包括：使用INFOGEST标准化体外消化流程模拟胃肠环境；通过邻苯二甲醛（OPA）法测定蛋白质水解度；运用液相色谱-质谱联用（LC-MS/MS）技术进行肽组学分析；采用主成分分析（PCA）等多维统计方法解析肽谱差异；通过生物信息学工具比对牛奶生物活性肽数据库（MBPDB）和免疫表位数据库（IEDB）鉴定功能肽段。
3.1. 蛋白质水解程度
研究显示，发酵乳样品（Y1、Y2）在胃消化（G120）和肠消化（I120）阶段均表现出显著高于全脂乳（W）的蛋白质水解度。这种增强的消化效率归因于发酵过程中乳酸菌产生的蛋白酶对牛奶蛋白质的预水解作用，特别是保加利亚乳杆菌的细胞膜蛋白酶（CEP）和动物双歧杆菌的脯氨酸特异性酶，能够有效破解消化酶对富含脯氨酸的酪蛋白切割的局限性。
3.2. 消化物蛋白质组成
未消化（G0）时，发酵乳中的蛋白质主要存在于沉淀物中，而全脂乳中则可溶性酪蛋白和乳清蛋白仍较多。经过120分钟胃消化后，酪蛋白被降解为小于15 kDa的肽段，而乳清蛋白在加热预处理（95°C，5分钟）后也基本被完全消化。至肠消化阶段，所有蛋白质均被分解为肽和氨基酸。
3.3. 肽强度分布与蛋白质来源
肽组学分析表明，发酵乳消化物中肽的总强度显著高于全脂乳，尤其是在肠消化阶段。肽段主要来源于β-酪蛋白，其次是αs1-酪蛋白、κ-酪蛋白和β-乳球蛋白。各样品间肽的长度分布、疏水性（GRAVY值）及整体切割位点模式相似，但发酵乳在肠消化阶段显示脯氨酸（P）和异亮氨酸（I）前切割位点的肽段强度更高。
3.4. 样品间肽段差异
3.4.1. PCA分析
PCA结果显示，胃消化样品（G120）与肠消化样品（I120）在PC1（78.5%方差）上明显分离，而发酵乳与全脂乳的胃消化样品在PC2（7.4%方差）上区分，表明发酵主要影响胃消化阶段的肽谱。至肠消化阶段，样品间差异显著缩小。
3.4.2. 胃消化阶段差异肽段分析
火山图分析识别出在发酵乳胃消化物中显著富集或特有的肽段，这些肽段通常较长（最长25个氨基酸），而全脂乳中富集的肽段则多集中在8-14个氨基酸。进一步分析显示，这些长肽主要来源于κ-酪蛋白等，可能与发酵引起的蛋白质解离和凝胶结构变化有关。
3.4.3. 差异肽段的切割位点
全脂乳富集肽段多在赖氨酸（K）、亮氨酸（L）、谷氨酸（E）、苯丙氨酸（F）后切割，或在丝氨酸（S）、甘氨酸（G）、脯氨酸（P）、苏氨酸（T）前切割；而发酵乳富集肽段则更多在脯氨酸（P）、酪氨酸（Y）、谷氨酰胺（Q）前切割，或在亮氨酸（L）、丝氨酸（S）、天冬酰胺（N）后切割，反映了细菌蛋白酶的切割偏好。
3.5. 生物活性肽与表位比较
3.5.1. 生物活性肽
在胃消化物中，发酵乳样品检测到更多种类（Y2:20种，Y1:18种，W:16种）和更高强度的生物活性肽，其变化趋势与总肽一致。至肠消化阶段，差异不再明显。
3.5.2. 线性表位
肠消化后，全脂乳消化物中表位（尤其是β-乳球蛋白来源的表位VEELKPTPEG）的总强度高于发酵乳，提示发酵乳可能具有较低的潜在过敏性，但需进一步实验验证。
本研究系统揭示了发酵通过预水解和改变蛋白质结构，显著影响牛奶蛋白质在胃阶段的消化动力学和肽段释放特性，生成更多长链肽和生物活性肽。虽然肠道消化最终削弱了这种差异，但胃阶段产生的特异性肽谱可能对后续吸收和功能产生重要影响。发酵乳在肠消化后表位强度降低的趋势为其低过敏性提供了新的科学依据。该研究不仅深化了对发酵乳消化特性的理解，也为开发具有特定营养和健康功能的发酵乳制品奠定了理论基础。
