蛹虫草源MR-10肽通过维持膜完整性和促进生物膜形成增强副干酪乳杆菌R21的耐热性

针对益生菌副干酪乳杆菌(L. paracasei)热敏感性导致的加工存活率低问题，华南农业大学团队从蛹虫草(C. militaris)中分离出分子量5-10 kDa的麦谷蛋白水解肽，鉴定出核心肽段MR-10(MAVNLVPFPR)，证实其通过ABC转运体介导的肽转运、生物膜形成及脂肪酸合成途径维持细胞膜完整性，使菌株在65℃处理下存活率提升2.05 log CFU/mL，为益生菌热保护剂开发提供新策略。

　　

在食品和制药领域，副干酪乳杆菌(Lacticaseibacillus paracasei)因其卓越的益生特性备受青睐，但热敏感性严重制约其应用——65℃处理即可导致细胞膜破裂、DNA损伤等致命伤害。传统保护剂如乳清蛋白(WPI)虽有一定效果，但存在分子量大、作用机制不明确等局限。蛹虫草(Cordyceps militaris)作为药食同源真菌，其蛋白水解物被报道具有免疫调节和抗菌活性，但具体功能肽段及作用机制仍是未解之谜。

华南农业大学精准营养与健康实验室团队在《Microbiological Research》发表的研究中，通过分级提取蛹虫草麦谷蛋白并酶解获得5-10 kDa肽段，经LC-MS/MS鉴定出核心肽MR-10(MAVNLVPFPR)。研究发现，1%浓度该肽段可使副干酪乳杆菌R21在65℃/20 min处理下存活率提升2.05 log CFU/mL，其中0.5% MR-10单独作用即可提高0.89 log CFU/mL。倒置荧光显微镜和扫描电镜显示，MR-10能显著缓解热应激导致的细胞膜皱缩和穿孔。多组学分析揭示其通过三重机制发挥作用：激活ABC转运体加速肽摄取、促进epsB基因介导的生物膜形成、上调fabH/fabF基因驱动的脂肪酸合成，共同增强膜稳定性。

关键技术包括：1) 蛹虫草ZA17-C4菌株的麦谷蛋白分级提取与胰酶水解；2) 超滤分离不同分子量(>10 kDa、5-10 kDa、<5 kDa)肽段；3) 基于LC-MS/MS的活性肽鉴定；4) 膜完整性检测(PI/ SYTO 9双染)；5) 整合蛋白质组学和代谢组学的多组学分析。

【Effect of varying molecular weights and concentrations of protein hydrolysates】
研究发现5-10 kDa麦谷蛋白水解物(GH)效果最优，1%浓度处理使活菌数从对照组的3.21 log CFU/mL提升至5.26 log CFU/mL，显著优于同浓度白蛋白水解物(AH)的4.12 log CFU/mL。

【Discussion】
比较基因组显示L. paracasei R21含有完整的eps基因簇，MR-10通过上调epsB表达促进胞外多糖分泌，使生物膜厚度增加1.8倍。脂肪酸组学检测到C_16:0和C_18:1含量分别提升37.2%和29.5%，显著降低膜相变温度。

【Conclusions】
该研究首次阐明蛹虫草肽通过"膜修复-生物膜屏障-脂肪酸重构"协同机制增强益生菌耐热性，不仅为热敏感菌株的工业应用提供新型保护剂，也为理解微生物应激响应网络提供新视角。研究涉及的ABC转运体调控和脂肪酸合成通路，可能成为未来益生菌性能优化的新靶点。