Lactiplantibacillus paraplantarum L-ZS9发酵重塑Houttuynia cordata酚类谱并减轻Fenton诱导的肌原纤维蛋白氧化损伤

《Food Chemistry: X》：Lactiplantibacillus paraplantarum L-ZS9 fermentation enriches Houttuynia cordata polyphenols and protects myofibrillar proteins from oxidative damage

　　

Lactiplantibacillus paraplantarum L-ZS9发酵富集Houttuynia cordata多酚，并保护肌原纤维蛋白（myofibrillar proteins, MPs）免受氧化损伤。L. paraplantarum L-ZS9发酵重塑了H. cordata的酚类谱；发酵显著提高了总多酚；发酵H. cordata在保护MPs免受氧化方面优于Trolox；FHC6（H. cordata发酵6 d浓缩物）的保护作用可能涉及活性氧（reactive oxygen species, ROS）清除和醌-硫醇共价结合。

研究背景方面，肌原纤维蛋白（myofibrillar proteins, MPs）占肌肉总蛋白的60–70%，决定肉制品的功能与质构特性。但MPs在加工和贮藏中易受活性氧（reactive oxygen species, ROS）攻击，ROS可来自脂质过氧化、Fenton反应和酶促途径，导致蛋白质羰基化、巯基耗竭和结构破坏，进而引起蛋白聚集、水分损失和质构硬化。合成抗氧化剂和天然抗氧化剂均可用于缓解氧化，但消费者对清洁标签产品的需求推动了植物源替代物的发展。植物多酚可通过自由基清除、金属螯合以及与蛋白相互作用稳定构象、掩蔽易氧化位点。已有研究显示，绿原酸、槲皮素、儿茶素和EGCG等酚类化合物以结构依赖方式影响MP交联和凝胶化。乳酸菌（lactic acid bacteria, LAB）发酵可提高植物基质酚含量和生物活性，LAB具有糖苷水解酶（β-葡萄糖苷酶、β-半乳糖苷酶），可释放抗氧化活性更强的游离苷元；有机酸降低pH并促进细胞壁多糖酸催化水解，释放包埋酚类。La. paraplantarum L-ZS9分离自发酵肉，CICC No. 6262，GenBank CP013130，具环境适应性和食品发酵剂潜力，但其转化植物酚类的能力尚未充分研究。Houttuynia cordata为药食两用植物，具抗氧化、抗菌、抗炎和免疫调节等活性，但直接应用存在挥发性成分腥味、单宁涩味以及多酚多以糖苷或细胞壁结合形式存在导致生物利用度欠佳等问题。已有研究发现La. plantarum发酵可提高H. cordata总酚、总黄酮、槲皮素和抗氧化活性，并改变quercitrin与hyperoside水平，但发酵所致酚类变化是否转化为对MP氧化的保护及机制尚不清楚。因此，研究人员用L-ZS9发酵H. cordata，旨在表征发酵过程中pH、微生物生长和酚组成变化，评估发酵提取物抗氧化能力及其对Fenton诱导MP氧化的保护作用，并探讨自由基清除和酚-蛋白相互作用机制，以支持发酵H. cordata作为肌肉食品清洁标签抗氧化剂的应用。

关键技术方法方面，研究人员采用三个独立发酵批次，鱼腥草叶来自成都郫都区红光市场，清洗均质后按1:2（w/v）于36 ± 1 °C发酵；L-ZS9为CICC No. 6262，GenBank CP013130，经MRS活化至约10⁶ CFU/mL。猪背最长肌来自成都本地超市，宰后24 h内取样，三个独立猪肉批次。测定pH、活菌数、总糖和还原糖、可溶性蛋白、总多酚、总黄酮、RP-HPLC个体酚、DPPH、ABTS、羟自由基和超氧阴离子清除能力。MPs提取后以Fenton体系（FeCl₃ 0.01 mmol/L、抗坏血酸0.1 mmol/L、H₂O₂ 5 mmol/L）于4 °C氧化24 h，设Trolox 1 mg/mL阳性对照及FHC0、FHC6不同浓度。随后测定羰基、总巯基、溶解度、表面疏水性、UV二阶导数、内源荧光和Zeta电位，并以ANOVA、Duncan检验和Pearson相关分析进行统计。

结果部分，3.1. Changes in physicochemical properties during fermentation：L-ZS9发酵前3 d使pH由3.95降至3.70，之后稳定；活菌数24 h内由6.0升至8.2 log CFU/mL并维持至第6天；总糖下降，还原糖先由1.6降至0.35 mg/mL后部分恢复，可溶性蛋白由约200降至125 μg/mL，后期波动。3.2. Phenolic compounds：总多酚由1.02升至2.50 mg GAE/mL，提高2.45倍；总黄酮第5天达1.12 mg RE/mL，第6天略降至1.02 mg RE/mL；个体酚热图显示isoquercitrin、rutin和quercitrin显著增加，hyperoside下降，quercetin增加，catechin和epicatechin下降，chlorogenic acid和caffeic acid相对稳定。3.3. Antioxidant activity：ABTS^+·清除约由75升至150 μmol Trolox/L，超氧阴离子清除增加68%，DPPH^•增加63%，羟自由基清除增加61%；Pearson相关显示isoquercitrin和rutin与抗氧化活性强正相关。3.4. Effect of FHCE on sulfhydryl and carbonyl content of MPs：Fenton对照羰基最高为3.70 ± 0.24 nmol/mg，未氧化Blank为1.89 ± 0.11 nmol/mg；FHC6剂量依赖降低羰基，10%时与Blank无显著差异；FHC0–10%保护弱于FHC6–10%。总巯基由Blank的46.8 ± 1.7 nmol/mg降至Control的25.9 ± 1.4 nmol/mg，FHC6进一步剂量依赖降低，25%时降至14.2 ± 0.8 nmol/mg，研究人员提出这与酚-蛋白相互作用及醌-硫醇Michael加成可能有关。3.5. Effect of FHCE on solubility of MPs：溶解度由Blank的93.2 ± 1.1%降至Control的43.8 ± 1.5%，FHC6–25%恢复至90.1 ± 0.8%，优于Trolox的85.3 ± 1.2%；FHC0–10%仅恢复至62.7 ± 1.8%。3.6. Effect of FHCE on surface hydrophobicity of MPs：表面疏水性由Blank的78.9 ± 1.3 μg升至Control的96.2 ± 0.9 μg，FHC6–25%降至72.1 ± 1.1 μg，低于Blank；研究人员认为糖苷化黄酮醇等亲水性酚类与蛋白表面相互作用可能屏蔽疏水斑块。3.7. UV second-derivative absorption spectra analysis：零阶UV吸收顺序为Blank > FHC6–10% > FHC0–10% > Control，Control在280 nm附近吸收偏低，提示Trp和Tyr发色团氧化降解；二阶导数中Peak I约289 nm、Peak II约294 nm，R = I/II由Blank的0.82升至Control的0.91，FHC0–10%为0.91，FHC6–10%降至0.87，FHC6各剂量R值介于0.83–0.88且非单调。3.8. Intrinsic fluorescence spectroscopy analysis：Blank荧光强度最高，Control降至约418 × 10³ a.u.；FHC6–10%显著高于FHC0–10%；FHC6 10–15%与1 mg/mL Trolox相当，25%达417,296 a.u.，与Blank无显著差异。3.9. Zeta potential analysis：Blank为?12.4 mV，Control向中性偏移至?7.0 mV；FHC6–10%优于FHC0–10%；15–20%与Trolox无显著差异；25%恢复至?12.3 mV，优于Trolox，研究人员认为除自由基清除外，酚-蛋白相互作用引入酚羟基可能增强静电排斥和稳定性。

讨论部分总结认为，L-ZS9发酵通过LAB糖苷酶和酸催化水解释放结合态酚类，选择性重塑H. cordata酚类谱；总多酚和特定黄酮苷增加与抗氧化活性增强一致。FHC6对Fenton诱导MP氧化的保护表现为羰基减少、溶解度保持、表面疏水性降低和内源荧光恢复，机制可能由ROS清除和酚-蛋白相互作用共同贡献，其中醌-硫醇共价结合可解释巯基进一步下降；有机酸和其他代谢物也可能参与。特定糖苷酶和酚-蛋白共价加合物仍需直接验证，未来需评估实际肉制品加工贮藏中的保护效果、稳定性、感官影响和放大可行性。

研究结论翻译：L-ZS9发酵显著改变了H. cordata的酚类谱，使总多酚含量提高2.45倍，并促进isoquercitrin、rutin和quercitrin富集，同时抗氧化活性增加61–100%。相关分析显示，isoquercitrin和rutin与抗氧化活性增强关系最密切。发酵液对Fenton诱导的肌原纤维蛋白氧化表现出剂量依赖性保护作用，表现为羰基形成减少、蛋白质溶解度保持、表面疏水性降低以及内源荧光恢复。综合理化与光谱结果，研究人员认为ROS清除和酚-蛋白相互作用可能共同参与这种保护作用，但参与酚类转化的特定糖苷酶和酚-蛋白共价加合物仍需直接验证。此外，发酵液中的有机酸和其他代谢物也可能对所观察到的效应有贡献。未来研究将进一步评估发酵液在实际肉制品加工和贮藏中的保护效果，以及其稳定性、感官影响和放大可行性。总体而言，L-ZS9发酵的H. cordata显示出作为肌肉食品清洁标签天然抗氧化剂的潜力。