高压均质预处理增强藜麦蛋白水解物中黄酮释放与生物活性肽生成:基于体外与计算机模拟的生物活性分析

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Innovative Food Science & Emerging Technologies 6.3

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  本研究针对藜麦蛋白水解物生物活性提升的技术瓶颈,创新性地采用高压均质(HPH)预处理结合酶解技术,系统探究了不同压力(50-180 MPa)对蛋白溶解度、水解度(DH)、ACE抑制活性(ACEI)及抗氧化活性(AA)的影响。研究发现50 MPa HPH预处理(QPH50)显著提升黄酮含量(10.1 mg/100 g)并鉴定出27种预测生物活性肽,其中SPGYYDGR和AGLQFPVGR具有多重功能潜力。该研究为植物蛋白高值化利用提供了新策略,成果发表于《Innovative Food Science》。

  

藜麦作为"超级食物"近年来备受关注,其蛋白质不仅富含必需氨基酸,更被证实是生物活性肽的优质来源。这些活性肽具有降压(通过抑制ACE)、抗氧化、抗炎等多重健康功效。然而,传统酶解技术存在效率低、活性肽释放不充分等问题。与此同时,藜麦中的黄酮类化合物虽具有显著抗氧化能力,但在蛋白水解过程中常被忽视。如何通过技术创新同步提升蛋白水解物中肽段与酚类物质的生物活性,成为食品科学领域亟待突破的难题。

来自圣保罗研究基金会等机构的研究团队创新性地将高压均质(High-pressure homogenization, HPH)这一非热加工技术引入藜麦蛋白预处理环节。通过对比50/100/180 MPa不同压力处理效果,发现50 MPa预处理(QPH50)虽使水解度(Degree of hydrolysis, DH)从15.98%降至13.53%,但显著提升了3 kDa以下小肽比例。更令人振奋的是,该方法使水提物总酚含量和抗氧化活性达到峰值,ACE抑制率高达92.6%(IC50=0.04 mg/mL)。通过肽组学分析鉴定出236条肽序列,其中27条经计算机模拟(in silico)预测具有生物活性。相关成果为功能性食品开发提供了新思路。

研究采用三大关键技术:1)高压均质预处理(50-180 MPa压力梯度设置);2)Alcalase酶解结合超滤分离(3 kDa分子量截留);3)整合液相分析与质谱的肽组学平台。样本采用巴西产白藜麦(Ancient Balance?)商业面粉,蛋白含量13%。

Profiles of SPC and protein in quinoa protein hydrolysates
研究发现水解导致可溶性蛋白(SPC)从13.16 g/100 g骤降至2.49-3.43 g/100 g,SDS-PAGE证实>25 kDa球蛋白被有效水解,<5 kDa小肽显著增加。这与传统认知形成有趣对比,提示HPH可能通过改变蛋白构象影响酶切位点可及性。

Conclusion
研究证实HPH预处理能协同增强酶解效果:50 MPa处理使QPH50的黄酮含量提升至10.1 mg/100 g,其3 kDa渗透物展现91.5-93.2% ACE抑制率。肽段SPGYYDGR和AGLQFPVGR经预测具有多重生物活性,这为开发抗高血压功能性食品提供了分子基础。

该研究的突破性在于首次系统阐明HPH预处理对植物蛋白水解物"酚-肽协同效应"的调控机制。相比超声、高压静水压等技术,HPH更具产业化优势。作者Ludmilla de Carvalho Oliveira指出,该方法可推广至其他谷物蛋白加工,为清洁标签功能性配料开发开辟新途径。未来研究可进一步探究活性肽的体内效价及作用通路,推动研究成果向临床营养领域转化。

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