《Food Chemistry: X》：Decoding the bioactive peptides and metabolic fingerprints of whey derived from dairy fan processing by-products
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乳清富含营养素及具有健康益处的生物活性化合物，但乳扇加工产生的乳清（Dairy fan whey，DFW）中功能性肽与代谢物仍鲜有探究。因此，研究人员通过肽组学、非靶向代谢组学及体外实验解析DFW营养轮廓与生物活性。结果显示，鉴定出多种生物活性肽，包括抗氧化肽
乳清富含营养素及具有健康益处的生物活性化合物，但乳扇加工产生的乳清（Dairy fan whey，DFW）中功能性肽与代谢物仍鲜有探究。因此，研究人员通过肽组学、非靶向代谢组学及体外实验解析DFW营养轮廓与生物活性。结果显示，鉴定出多种生物活性肽，包括抗氧化肽与血管紧张素转化酶（ACE）抑制肽。四条抗氧化肽经氢键与盐桥作用于Keap1，发挥抗氧化效应并调控Keap1-Nrf2/ARE通路。体外实验确证DFW可清除DPPH、ABTS及羟基自由基，呈现强抗氧化活性。此外，于DFW与常规乳清（W）中鉴定出919种代谢物，含γ-氨基丁酸、组胺、吡哆醇等15种特征化合物，这些特征代谢物具抗氧化、抗炎及免疫调节活性。相较W，DFW含更丰富特征营养素。综上，本研究为DFW高值化利用提供理论基础。
研究背景方面，乳清作为奶酪及其他乳制品加工的大量副产物，富含蛋白质、乳糖、必需氨基酸、维生素与矿物质，其中的乳清蛋白（主要由β-乳球蛋白、α-乳白蛋白、免疫球蛋白与乳铁蛋白组成）具有免疫调节、抗菌抗病毒及预防骨质疏松等作用，同时含有氨基酸及其衍生物、生物活性肽、乳酸、柠檬酸等有益小分子代谢物，可调节血糖、血压、脂质代谢并维护肠道健康。然而云南三大民族乳制品之一的乳扇（“中国奶酪”）在加工过程中产生占原料乳体积85%–95%的乳扇乳清（DFW）副产物，大理地区年产量约9000–13500吨，多数未被有效处理而排放或掩埋，造成环境污染，且其特征营养素不明，限制高值利用。鉴于乳源与加工方式差异会改变副产物乳清组成，研究人员开展本研究以系统表征DFW并揭示其肽与代谢轮廓。
研究人员以云南大理洱源乳品厂提供的中国荷斯坦牛乳制成的DFW与经典法提取的常规乳清（W）为材料，采用肽组学与非靶向代谢组学结合体外实验开展工作。样本方面，收集8批DFW副产物乳清配对合并为4组生物学重复，W按pH 4.6–4.8静置离心取上清冻干；另设4组DFW与4组W进行小分子代谢物分析。技术方法上，关键包括：①分子量<3 kDa组分经10 kDa超滤膜超滤、C18固相萃取脱盐后，使用Easy nLC纳流高效液相串联Q-Exactive质谱（LC-MS/MS）鉴定肽段，MaxQuant比对Bos taurus数据库，BIOPEP、MBPDB、PeptideRanker预测活性，AutoDock Vina 1.2.3对Keap1（PDB 2FLU）行分子对接；②DPPH、ABTS、羟基自由基清除实验评价抗氧化；③25 mg样品经甲醇:乙腈:水=2:2:1（含同位素内标）提取，Vanquish UHPLC串联Orbitrap Exploris 120质谱正负离子模式采集，SIMCA 18.0.1做对数转换与中心化，以FC<0.5或>2.0且p<0.05筛差异代谢物；④SPSS 27.0 Duncan检验与Origin 2021可视化。
研究结果部分，3.1节“乳清功能生物活性肽谱”通过LC-MS/MS在DFW与W中分别检出3559与2884条肽，DFW肽数更多，长度3–25残基，分子量331.21–3101.53 Da（W为331.21–3113.74 Da），酸热处理使高分子蛋白水解为更小肽；BIOPEP注释显示DFW肽覆盖26类活性，二肽基肽酶IV抑制、二肽基肽酶III抑制、α-葡萄糖苷酶抑制、抗癌、抗炎及血压调节（ACE抑制相关）计数均高于W，表明发酵与酸热协同释放更多样生物活性肽。3.2节“乳扇乳清与常规乳清差异肽”经标准（FC≥1.2或≤0.83，p<0.05）筛选获1451条差异肽，其中DFW上调51条、下调207条，4316条总鉴定肽中DFW独有1432条、W独有757条、共有2127条，证实两者组成显著差异。分子对接显示4条抗氧化肽以氢键与盐桥结合Keap1（PDB 2FLU），介入Keap1-Nrf2/ARE通路。体外抗氧化实验中DFW对DPPH、ABTS、羟基自由基均有清除力，IC50值证实其强抗氧化活性。3.3节“乳清小分子代谢物分析”在DFW与W中共鉴919种代谢物，筛选15种特征物（含4-氨基丁酸、组胺、吡哆醇），DFW特征营养素更丰，具抗氧化、抗炎、免疫调节功能。
讨论与结论翻译：研究人员指出，乳扇加工中自然发酵酸乳清诱导酸凝、加热拉伸等步骤使乳蛋白在微生物酶与酸热共同作用下水解，释放比常规乳清更多且多样的ACE抑制、DPPH/ABTS/羟基自由基清除肽，并通过Keap1-Nrf2/ARE轴发挥抗氧化作用；非靶向代谢组学补充了γ-氨基丁酸、组胺、吡哆醇等特征代谢物矩阵。结论为：DFW并非废水，而是载有抗氧化肽（含ACE抑制肽）与特征功能代谢物的高值资源，本研究解码其肽组与代谢指纹，为乳扇产业副产物向功能性食品配料、保健品基质转化提供理论依据，对缓解大理地区乳清排放污染、提升民族乳制品附加值具实际意义。论文发表于《Food Chemistry: X》。
