综述：将副产品转化为健康：发酵驱动生产用于心血管疾病预防的生物活性化合物

这篇综述系统阐述了如何通过发酵技术将农业副产品转化为具有心血管保护作用的生物活性化合物（如Monacolin K、GABA、多酚等），重点探讨了其生产策略、作用机制（如抑制HMG-CoA还原酶、ACE等）及可持续性优势，为功能性食品开发提供了创新思路。

　　

引言

心血管疾病（CVDs）是全球死亡的首要原因，其风险因素包括代谢异常和不健康生活方式。功能性食品中的生物活性化合物通过多靶点作用（如降压、降脂、抗氧化）展现出预防潜力。发酵技术因其可持续性和成本效益，成为生产这些化合物的理想方法，而农业副产品的利用进一步提升了资源效率。

从副产品到食品

根据欧盟废弃物框架指令，农业副产品（如蔬果加工残渣）可通过发酵转化为高价值产物。这些副产品的化学组成（如植物源富含多酚，动物源富含蛋白质）直接影响发酵产物的生物活性，但需注意潜在污染物（如霉菌毒素）的控制。

心血管疾病与功能性食品

CVDs包括动脉粥样硬化、高血压等，预计2050年患病人数将翻倍。饮食干预是关键预防策略，而功能性食品（如含膳食纤维、多酚的补充剂）能补充传统饮食不足。例如，红曲米中的Monacolin K通过抑制HMG-CoA还原酶降低LDL-C，其效果与合成他汀类药物相当但副作用更少。

Monacolin K

作用机制：Monacolin K（MK）是红曲米发酵的核心活性成分，结构与洛伐他汀相似，可减少胆固醇合成并提升LDL受体活性。临床研究表明，每日3 mg MK可显著改善血脂谱。
生产优化：传统水稻基质碳排放高，而小麦麸、芝麻渣等副产品通过固态发酵（SsF）能高效产MK。例如，Monascus sanguineus在小麦麸中产量达0.4 mg/g。湿度和碳氮比是关键参数，部分菌株（如Eurotium cristatum）的MK产量甚至可达1.24 mg/g。

生物活性肽

功能多样性：短肽（如VPP、IPP）通过抑制ACE或结合胆汁酸发挥降压、降胆固醇作用。疏水氨基酸和芳香族结构决定其抗氧化活性。
副产品转化：乳清发酵释放的β-乳球蛋白衍生肽（如YLL）具有ACE抑制活性，而番茄籽经B. subtilis发酵产生的VPPLYPN肽抗氧化能力突出。微生物蛋白酶的特异性是肽谱差异的主因。

γ-氨基丁酸（GABA）

健康效应：GABA通过GABA_B受体调节去甲肾上腺素释放，80 mg剂量即可降低轻度高血压患者的血压。
发酵策略：乳酸菌（如L. brevis）是主要生产者，但需添加前体L-谷氨酸（L-Glu）。椰枣渣经纤维素酶预处理后，GABA产量提升至2.89 g/L。双菌分步发酵（如C. rugosa+L. futsaii）可避免前体添加，产量达16 g/L。

酚类化合物

心血管保护：多酚（如花青素）通过清除ROS和抑制炎症因子改善血管功能。蓝莓多酚可使老年受试者收缩压降低7 mmHg。
释放技术：真菌（如Aspergillus）产生的纤维素酶和酯酶能解离细胞壁结合多酚。葡萄渣固态发酵的总酚含量比液态高30%，且生物利用度提升。

其他生物活性物质

辅酶Q₁₀（CoQ₁₀）通过改善线粒体功能减轻他汀类副作用，而纳豆激酶能降解纤维蛋白预防血栓。大豆渣发酵产生的异多糖（含半乳糖、阿拉伯糖）具有剂量依赖性抗氧化活性。

结论与展望

发酵技术结合农业副产品可规模化生产多种心血管保护剂，但需优化菌种组合（如混菌发酵提升MK产量）和工艺参数（如pH、温度）。未来研究应关注工业化放大和副产物协同利用，以推动循环经济与精准营养的融合。