《Food Chemistry: X》：Soybean paste functional peptides: Fermentation-driven formation, characterization, classification, structure-activity relationships, and multi-omics insights
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豆酱功能肽（Soybean paste functional peptides, SPFPs）作为调控豆酱感官品质与健康价值的核心物质，其形成由微生物发酵驱动。本研究系统总结了SPFPs的提取、分离、纯化及表征的主流技术手段，并对SPFPs在体内的稳定性、吸收
豆酱功能肽（Soybean paste functional peptides, SPFPs）作为调控豆酱感官品质与健康价值的核心物质，其形成由微生物发酵驱动。本研究系统总结了SPFPs的提取、分离、纯化及表征的主流技术手段，并对SPFPs在体内的稳定性、吸收特性及生物利用度进行了系统分析。此外，研究人员指出多组学（multi-omics）方法可推动SPFPs研究并指导其未来高值化应用。
论文解读：豆酱功能肽的发酵驱动形成、表征、分类、构效关系及多组学解析
一、研究背景与科学问题
豆酱（又称黄豆酱）是中国传统发酵谷物调味品的代表，拥有超过两千年的食用历史，与日本味噌（miso）和韩国大酱（doenjang）同源。其生产主要经过制曲、活性发酵和后熟阶段，涉及大豆、面粉、盐和水等原料。随着现代食品工业发展，豆酱生产正从传统手工发酵向标准化、低盐化、智能化和功能化方向演进。然而，豆酱发酵本质上是复杂微生物群落驱动的多底物生物转化过程，其中大豆蛋白是功能肽的主要前体。尽管已有研究表明，发酵产生的功能肽分子量多低于6 kDa，高活性寡肽通常小于1 kDa，但粗提物中存在多种杂质和不同分子量的肽段，导致结构表征和作用机制研究困难。因此，如何高效提取、分级分离和纯化均一的SPFPs，并进行系统的结构表征和活性验证，成为该领域的关键瓶颈。此外，SPFPs在体内消化、肠道转运、吸收特性及整体生物利用度的研究仍十分有限，这制约了体外活性向体内功效的转化。基于此，本综述旨在系统梳理近十年来豆酱原位微生物发酵产生的肽类体系，围绕蛋白水解-肽形成-风味与生物活性双重功能的逻辑主线展开论述。
二、主要关键技术方法
研究人员采用了多学科交叉的技术策略。在样品前处理方面，使用了水提法（aqueous extraction, AE）、超声辅助提取（ultrasound-assisted extraction, UAE）等方法获取粗肽液。在分离纯化环节，综合运用了超滤（ultrafiltration, UF）、固相萃取（solid phase extraction, SPE）、凝胶过滤色谱（gel filtration chromatography, GFC）、离子交换色谱（ion exchange chromatography, IEC）和反相高效液相色谱（reversed-phase high-performance liquid chromatography, RP-HPLC）等技术进行分级和精纯。在结构表征层面，主要依赖液相色谱-串联质谱（liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS/MS）、核磁共振（nuclear magnetic resonance, NMR）和Edman降解法。在生物信息学预测方面，使用了分子对接（molecular docking）、分子动力学模拟（molecular dynamics simulation, MD）、定量构效关系（quantitative structure-activity relationship, QSAR）模型及人工智能辅助筛选。此外，多组学技术（包括微生物组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学）被用于解析发酵过程中的微生物演替规律、关键酶基因表达谱和代谢调控网络。
三、主要研究结果
2. 形成机制： 研究发现，大豆蛋白中的主要贮藏蛋白——大豆球蛋白（glycinin, 11S）和β-伴大豆球蛋白（β-conglycinin, 7S）占总蛋白约70%。7S结构稳定性较低，在制曲和早期发酵阶段易解离，成为早期可溶性功能肽的主要来源；而11S富含二硫键，降解缓慢，在中后期才释放低分子量寡肽。微生物蛋白酶的作用呈现阶段性特征：米曲霉（Aspergillus oryzae）分泌的复合蛋白酶启动初级降解，芽孢杆菌（Bacillus spp.）的中性和碱性蛋白酶进一步促进蛋白水解，乳酸菌和酵母则通过特异性肽酶和氨基酸代谢途径修饰肽谱并调控风味。发酵条件如温度、盐浓度、pH和水分活度对肽释放具有交互影响，需采用多因素优化设计（如响应面法）来平衡目标肽富集与感官可接受性。
3. 提取、分离、纯化与表征： 针对豆酱高盐、高黏度和成分复杂的基质特点，研究人员建立了多步联用的纯化策略。水提法虽简便但回收率有限；超声辅助提取可提高效率但需严格控制参数以避免肽氧化降解；超滤可实现快速分子量分级，1-3 kDa组分是功能肽富集的主要区域；固相萃取用于脱盐和除杂；凝胶过滤色谱和离子交换色谱提供尺寸和电荷选择性分离；反相高效液相色谱实现高分辨率精细纯化。在表征方面，LC-MS/MS结合数据库搜索和从头测序（de novo sequencing）是主流方法，但需注意非特异性搜索带来的假阳性风险；NMR适用于高纯度肽的结构验证；Edman降解可用于N端序列测定但受限于封闭修饰；基因序列推断仅能提供前体蛋白信息，不能直接确定实际肽产物。
3.3 生物信息学预测： 研究人员系统评估了各类计算工具的应用边界。BIOPEP-UWM数据库和PeptideRanker可辅助候选肽优先级排序，但序列相似性不等同于活性等价。分子对接能够模拟肽与血管紧张素转换酶（angiotensin converting enzyme, ACE）、α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶和二肽基肽酶IV（dipeptidyl peptidase IV, DPP-IV）等靶标的结合模式，但预测结果需经体外实验验证。分子动力学模拟可评估复合物的动态稳定性和结合自由能，但不能单独证明抑制活性。QSAR模型的准确性高度依赖训练数据集的质量，AutoPeptideML研究显示阴性集选择和同源性感知划分会显著影响预测性能评估。
4. 分类： SPFPs被划分为风味肽和生物活性肽两大类，两者并非完全独立。风味肽包括鲜味肽、酸味肽、甜味肽、苦味肽、咸味肽和浓厚感（kokumi）肽，它们通过与相应的味觉受体（如T1R1/T1R3、OTOP1、T1R2/T1R3、TAS2Rs、TRPV1/ENaCs、钙敏感受体CaSR）相互作用来调控豆酱的风味轮廓。生物活性肽主要包括抗氧化肽、抗高血压肽、抗炎肽和降血糖相关肽，通过清除自由基、抑制ACE、调节糖脂代谢相关酶活性或调控炎症信号通路发挥生理效应。部分肽段兼具风味增强和生理调节活性，体现了SPFPs的双重价值。
四、讨论与结论
研究结论指出，豆酱功能肽的形成是大豆蛋白底物结构、微生物酶系、发酵条件和肽稳定性共同作用的结果。现有研究在体外活性评价方面取得了进展，但SPFPs经口服后在胃肠道内经历复杂的结构降解、二次酶解和分子重排，仅少部分完整或片段化肽能穿透肠屏障进入体循环发挥生物学功能。因此，消化稳定性、跨膜转运机制、体内组织分布、代谢清除率和生物利用度是决定SPFPs体内生物活性的关键因素。多组学技术的集成应用能够准确分析发酵过程中的微生物演替模式、关键酶基因表达谱和代谢调控网络，有助于识别负责肽合成、风味形成和生物活性产生的核心生物标志物，阐明风味肽与生物活性肽之间的分子偶联机制，并揭示体内肽干预后的代谢和肠道菌群应答。在此基础上，研究人员提出AI辅助筛选、靶向低盐发酵和定向肽富集等策略，以解决体外活性与体内功效之间的脱节问题，从而推动双功能豆酱功能肽的工业化开发。
