《Measurement: Food》：Aguamiel enriched with whey proteins (WPC-80) as a probiotic vehicle with an inhibitory effect on DPP-IV
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本研究旨在开发一种基于富含乳清蛋白浓缩物（WPC-80）的龙舌兰蜜汁（aguamiel）的功能性益生菌发酵饮料，并评估其对二肽基肽酶IV（DPP-IV）的抑制效果。研究人员使用Lacticaseibacillus rhamnosus GG作为益生菌菌株，采用P
本研究旨在开发一种基于富含乳清蛋白浓缩物（WPC-80）的龙舌兰蜜汁（aguamiel）的功能性益生菌发酵饮料，并评估其对二肽基肽酶IV（DPP-IV）的抑制效果。研究人员使用Lacticaseibacillus rhamnosus GG作为益生菌菌株，采用Plackett–Burman实验设计评估接种量大小和WPC-80浓度的影响。研究人员对龙舌兰蜜汁进行了理化表征，并在42°C下发酵36小时。监测了微生物活力、pH、可滴定酸度、游离氨基基团和DPP-IV抑制活性。结果表明，该饮料保持了高益生菌活力（8.1 log CFU/mL），同时酸度增加（0.95%）而pH降低（3.4）。游离氨基基团的变化表明发酵过程中发生了活跃的蛋白水解，提示生物活性肽的形成。发酵饮料表现出37.3%的DPP-IV活性抑制。这些发现表明，富含WPC-80的龙舌兰蜜汁可作为有前景的益生菌递送系统，具有潜在的功能特性。然而，观察到的生物活性应在复合发酵系统的背景下进行解释。
**论文解读：龙舌兰蜜汁与乳清蛋白复合发酵体系作为益生菌载体及其DPP-IV抑制活性研究**
**研究背景与目的**
龙舌兰蜜汁（aguamiel）是源自墨西哥多种龙舌兰（如Agave salmiana）的汁液，传统上用于制作发酵饮料普尔克（pulque）。尽管龙舌兰蜜汁富含低聚果糖（FOS）、维生素、矿物质和蛋白质，具有较低的血糖指数（33%）和促进肠道益生菌生长的潜力，但近年来普尔克消费量显著下降，导致龙舌兰蜜汁作为原料的价值被低估。因此，重新评估龙舌兰蜜汁的功能特性并开发新型增值产品具有重要的科学意义。乳清蛋白浓缩物（WPC-80）作为优质氮源，可与龙舌兰蜜汁中的碳水化合物联合，为乳酸菌（LAB）的发酵提供平衡环境，促进蛋白水解并产生生物活性肽，尤其是具有抗糖尿病潜力的二肽基肽酶IV（DPP-IV）抑制肽。然而，目前缺乏将龙舌兰蜜汁与乳清蛋白结合作为益生菌载体并系统评估其DPP-IV抑制活性的研究。本研究旨在开发一种以富含WPC-80的龙舌兰蜜汁为基础的功能性益生菌发酵饮料，使用Lacticaseibacillus rhamnosus GG作为益生菌菌株，通过Plackett–Burman实验设计优化发酵条件，并评估其DPP-IV抑制活性。该研究发表于《Measurement: Food》。
**主要技术方法**
研究人员采用Plackett–Burman实验设计，以接种量（4%）和WPC-80浓度（2%）为变量，优化发酵条件。龙舌兰蜜汁样本采集自墨西哥伊达尔戈州Zempoala市San Gabriel Azteca社区（Agave salmiana），由当地“tlachiquero”在清晨采集。发酵在42°C进行36小时，期间监测微生物活力、pH、可滴定酸度、游离氨基基团（TNBS法）和肽段分布（SDS-PAGE）。DPP-IV抑制活性通过分光光度法（基于Gly-Pro-p-硝基苯胺底物）测定。
**研究结果**
**3.1 龙舌兰蜜汁的理化表征**
理化分析显示，龙舌兰蜜汁呈浅黄色（L*=83.89，a*=1.70，b*=5.58），黏度为15.6 cP，pH为4.38，总可溶性固形物约13°Bx，还原糖浓度为190.72 mg/L。这些参数与新鲜龙舌兰汁的典型特征一致，支持其作为功能性原料的适用性。
**3.2 碳水化合物大小分布**
HPLC分析显示，龙舌兰蜜汁中二糖占主导（约61%），单糖约28%，低聚糖约9%。该分布表明其同时含有快速发酵的单糖和持续发酵的低聚糖，有利于益生菌的阶段性代谢。
**3.3 益生菌饮料生产的优化**
Plackett–Burman设计运行中，益生菌活力范围为1.0×10?至9.8×101? CFU/mL。Pareto分析显示，接种量对活力的标准化效应大于WPC-80浓度，但两者均未达到统计显著性（p>0.05）。这提示龙舌兰蜜汁基质本身已能充分支持益生菌生长。
**3.4 发酵动力学**
在优化条件（4%接种量，2% WPC-80）下，36小时发酵后活力从7.9 log CFU/mL升至8.1 log CFU/mL，乳酸从0.29%增至0.95%，pH从4.8降至3.4。活力在24小时短暂下降后恢复，表明L. rhamnosus GG具有高酸耐受性。
**3.5 游离氨基基团的TNBS测定**
游离氨基基团浓度从初始的988.9 mg NH?/L在12小时降至885.4 mg NH?/L，随后在36小时回升至967.5 mg NH?/L。这一非线性变化表明早期微生物摄取氨基酸，后期通过蛋白水解和细胞自溶释放肽段。
**3.6 SDS-PAGE肽段分离**
电泳图谱显示，0小时以高分子量乳清蛋白为主，12小时出现中间肽段，24小时肽段多样性增加，36小时以低分子量肽段（<2 kDa）为主，证实了发酵过程中蛋白水解的逐步深化。
**3.7 发酵过程中的DPP-IV抑制**
DPP-IV抑制活性从0小时的6.4%显著上升至36小时的37.3%（p<0.05），与游离氨基基团和肽段分布的变化趋势一致，表明发酵促进了具有DPP-IV抑制活性的低分子量肽的生成。
**讨论与结论**
讨论部分指出，DPP-IV抑制活性的增强与蛋白水解进程密切相关，但该生物活性应归因于龙舌兰蜜汁与WPC-80的复合发酵系统，而非单一组分。由于缺乏无WPC-80对照或仅含WPC-80的对照，无法单独确认各成分的贡献。研究结论强调，龙舌兰蜜汁与WPC-80的发酵显著提升了功能特性：保持高益生菌活力，产生有效酸化，并通过蛋白水解生成低分子量肽，从而获得约37%的DPP-IV抑制活性。然而，这仅代表2型糖尿病管理的潜在机制之一，需进一步通过模拟消化、细胞模型和体内实验验证其生理相关性。总体而言，该研究为龙舌兰蜜汁的增值利用提供了初步证据，但后续需通过适当对照系统、肽段鉴定和营养评估来阐明具体机制和健康效益。
