发酵红扁豆蛋白源生物活性肽对肠道菌群的调控作用：一项动态体外研究及其营养健康意义

本研究针对植物蛋白消化性及对肠道微生态影响机制不清的问题，通过SHIME?体外动态肠道模型，系统评估发酵红扁豆蛋白分离物（FRLPI）与未发酵样品（RRLPI）对肠道菌群结构、短链脂肪酸（SCFAs）产生及生物活性肽（BPs）释放的调控作用。结果表明发酵显著提升蛋白消化率（IVPD）至94.5%，促进乳酸杆菌属（Lactiplantibacillus）等有益菌增殖，并刺激丁酸盐等SCFAs生成，为开发功能性植物蛋白原料提供重要理论依据。

　　

随着全球对可持续蛋白质需求的日益增长，植物蛋白因其环境友好性和健康益处受到广泛关注。红扁豆（Lens culinaris）作为重要的植物蛋白来源，富含蛋白质、膳食纤维和微量营养素，但其应用受到抗营养因子（ANCs）和较低蛋白质消化率的限制。特别是蛋白酶抑制剂、植酸等物质会降低蛋白质的生物利用度，可能引起过敏或肠道不适。此外，虽然肠道菌群在宿主健康中扮演核心角色，但膳食蛋白质及其衍生物对肠道微生物生态系统的影响机制仍不明确。

为解决这些问题，由Federica Mastrolonardo领衔的研究团队在《Future Foods》上发表了一项创新研究，通过发酵生物加工技术改良红扁豆蛋白分离物（RLPI），并利用动态体外肠道模型（SHIME^?）系统评估其消化特性、生物活性肽释放及对肠道菌群的调控作用。

研究人员采用的主要技术方法包括：利用Hanseniaspora uvarum SY1对RLPI进行液态发酵；通过氨基酸分析仪和体外蛋白质消化率（IVPD）测定评估蛋白品质；采用SHIME^?系统（接种健康成人粪便菌群）模拟近端结肠（PC）和远端结肠（DC）环境；使用气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析短链脂肪酸（SCFAs）；通过超高效液相色谱-高分辨率质谱（UHPLC/HR-MS2）鉴定低分子量肽（LMWP）；并结合16S rRNA测序分析微生物群落结构。

3.1. RLPI消化性

发酵显著改变了RLPI的氨基酸谱：硫氨基酸（Cys+Met）和亮氨酸（Leu）在未发酵样品（RRLPI）中较高，而苏氨酸（Thr）和谷氨酸（Glu）在发酵样品（FRLPI）中显著增加。FRLPI的体外蛋白质消化率（IVPD）达到94.5%，显著高于RRLPI（92.5%）。尽管色氨酸（Trp）仍是第一限制氨基酸，但FRLPI的氨基酸评分（AAS）和蛋白质消化率校正氨基酸评分（PDCAAS）均略有提高。

3.2. SCFAs产生的调控

两种蛋白处理均显著提高了结肠中乙酸、丙酸和丁酸浓度。FRLPI喂养在近端和远端结肠中引起了更显著的丁酸盐增加，且在处理后一周（T3）仍维持较高水平。RRLPI则导致更高的乙酸产量，尤其在远端结肠。

3.3. 肠道生态系统中肽和生物活性肽的时序动态

FRLPI摄入显著增加了结肠中低分子量肽（4-30AA）的总丰度。在4-7AA的生物活性肽（BPs）中，FRLPI处理组检测到更多具有潜在抗氧化和ACE抑制活性的序列（如AGDDAPR、VIEPR）。火山图分析显示，FRLPI特异性促进了诸如PAGHP、KIGRH等肽段的积累。

3.4. RL处理与微生物组成、多样性及功能的相互作用

微生物群落分析表明，FRLPI喂养显著促进了乳酸杆菌属（Lactiplantibacillus）和Furfurilactobacillus的相对丰度，这些菌群与丁酸盐生产和生物活性肽释放正相关。RRLPI则与Blautia和Collinsella等属的富集有关。主坐标分析（PCoA）显示结肠微生物群落结构在处理期间发生明显时序演变，且FRLPI引起的变化在洗脱期后表现出更好的恢复趋势。

该研究通过多角度数据整合表明，发酵处理不仅优化了红扁豆蛋白的营养品质，还通过调节肠道菌群结构和代谢活性，增强了其功能性。FRLPI促进的乳酸杆菌和丁酸盐产生菌的增殖，与抗炎、屏障增强等健康效应相关。此外，发酵衍生的生物活性肽可能通过微生物代谢进一步释放出具有ACE抑制、抗氧化和降血糖潜力的肽段，为代谢性疾病的膳食干预提供了新思路。

尽管本研究基于体外模型，未能完全模拟人体内环境的复杂性，但其结果首次系统揭示了发酵植物蛋白通过微生物-宿主互作发挥健康效益的潜力，为开发下一代功能性食品和精准营养策略提供了重要科学依据。