《Food Chemistry》：Chemical drivers of bioactivity in fermented whey and pea proteins assessed by proteomics
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发酵重塑了乳清（whey）与豌豆（pea）蛋白的化学组成。蛋白质组学（proteomics）将底物利用与代谢物形成联系起来。培养基影响发酵途径：同型发酵（homofermentative）与异型发酵（heterofermentative）。底物依赖性蛋白水解产
发酵重塑了乳清（whey）与豌豆（pea）蛋白的化学组成。蛋白质组学（proteomics）将底物利用与代谢物形成联系起来。培养基影响发酵途径：同型发酵（homofermentative）与异型发酵（heterofermentative）。底物依赖性蛋白水解产生不同的肽谱。代谢转变驱动功能结果：抗氧化（antioxidant）、血管紧张素转化酶抑制（ACE-inhibitory）、抗微生物（antimicrobial）特性。研究人员以 Lacticaseibacillus paracasei AF43 为模型，在乳清介质（WM）、豌豆介质（PM）与混合介质（WPM）中整合蛋白质组学、代谢物分析与生物活性评价，以关联代谢通路、特定化合物形成及其生物活性。底物组成强烈影响微生物代谢；然而蛋白发酵中底物驱动代谢适应、化合物形成与生物活性之间的机制联系仍不清楚，尤其在复杂食物样系统中。蛋白质组学可在分子水平研究微生物代谢，但既有研究多基于简化实验室培养基，少有同时以植物与动物来源蛋白底物整合上述方法。因此研究人员旨在揭示 Lb. paracasei AF43 在乳清、豌豆及杂交蛋白底物中的代谢适应，并将代谢通路与发酵蛋白系统中的特定化合物及抗氧化、ACE-inhibitory、antimicrobial 等生物活性相链接。
研究背景方面，可持续食品系统转型推动豌豆蛋白等植物蛋白与乳清等乳业副产物作为互补蛋白资源，乳酸菌（lactic acid bacteria, LAB）发酵可生成有机酸、游离氨基酸与肽，从而改变理化性质和生物活性。Lacticaseibacillus paracasei 具有代谢可塑性，但底物驱动代谢适应、化合物形成与生物活性间的机制联系在复杂食品基质中仍不清楚；既有蛋白质组学研究多基于简化培养基。该研究发表于《Food Chemistry》，研究人员以 Lb. paracasei AF43 为对象，在乳清介质（WM）、豌豆介质（PM）和乳清-豌豆混合介质（WPM）这些发酵饮料模型系统中，整合蛋白质组学、代谢物谱与生物活性评价，揭示底物如何驱动代谢并重编程至功能性质。
主要关键技术方法方面，研究人员使用从半硬质生乳奶酪分离的 Lb. paracasei AF43，在 WM、PM、WPM 三类蛋白底物中培养；以生长曲线测定生理响应，稳态期细胞用于无标记液相色谱串联质谱（label-free LC-MS/MS）蛋白质组学，细胞上清用于糖/有机酸高效液相色谱（HPLC）、尺寸排阻高效液相色谱（SE-HPLC）蛋白水解与肽释放、游离氨基酸分析和抗氧化、ACE抑制、抗微生物活性评价，蛋白质组学数据用 MaxQuant 与 DEP 包做差异表达和 KEGG 通路汇总。
3.1. Growth of Lb. paracasei AF43 in different media 研究人员通过微孔板浊度生长监测发现，PM 和 WPM 中菌快速进入指数和稳定期，WM 中生长延迟；WPM 酸化最快，PM 稳定期 pH 最低，WM 酸化最弱，说明底物可及性决定生理激活速度。
3.2. Proteome overview: focus on the main metabolisms 稳态期共检出 1006 个蛋白组，111 个介质间显著差异，23 条 KEGG 通路差异，核糖体代谢在 PM/WPM 上调、WM 下调，显示营养丰富时资源投向蛋白合成，乳糖底物则伴代谢约束与生存导向重分配。
3.2.1. Carbohydrate metabolism PM 中磷酸酮醇酶途径（phosphoketolase pathway）元件 Zwf、Pgl、Gnd、Xfp 强上调，葡萄糖消耗少、乳酸低而乙酸和柠檬酸积累，呈异型发酵倾向；WM 中乳糖/半乳糖途径 PTS-Lac、LacA/B/C/D 上调，乳糖消耗、乳酸高，呈同型乳酸发酵；WPM 中 PtsG 上调、PTS-Lac 下调，葡萄糖优先消耗，乳酸最高，以同型发酵为主但兼杂异型特征。
3.2.2. Protein metabolism 研究人员鉴定到 PrtP 蛋白酶及 16 种肽酶和寡肽转运系统（oligopeptide transport system, Opp）。PepO、PepE、PepN 在 WM 下调、WPM 上调；PM/WPM 蛋白水解酶总表达更高。SE-HPLC 显示 PM 水解率最高但小肽积累少，WM 水解率中等却积累最多 6–3 kDa 与 <3 kDa 肽，说明胞内进一步降解与胞外肽积累平衡受底物调控；氨基酸谱中脯氨酸（proline）在各发酵后介质均升高，提示富含脯氨酸的生物活性肽前体释放。
3.3. Biological properties of the fermentates
3.3.1. Antioxidant activity 未发酵 WM 还原力和自由基清除本底最高；发酵后 PM 的 FRAP 升高而 DPPH 下降，与柠檬酸螯合和氧化还原调节有关；WM 发酵后 FRAP 下降而 DPPH 稳定，关联肽和赖氨酸（lysine）等氨基酸组成；WPM 发酵后 DPPH 明显降低。
3.3.2. ACE-inhibitory activity PM 发酵后 ACE 抑制率下降，WM 略升，WPM 从 45.74% 升至 59.28%，说明底物组成决定 ACE-inhibitory 肽谱形成与保留。
3.3.3. Antimicrobial activity 发酵 WM 对单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、肠球菌（Enterococcus spp.）等革兰阳性菌显著延长滞后期、降低最大比生长速率（μmax）和终生物量；PM/WPM 影响有限；革兰阴性菌中 WM 发酵液也降低 Escherichia coli 与 Salmonella enterica 的 μmax，提示 WM 发酵代谢产物具有更强调节靶菌生长的能力。
讨论部分总结：研究人员指出生长动力学反映底物营养可及性，核糖体分配体现增殖与胁迫生存权衡；PM 启动磷酸酮醇酶途径并积累柠檬酸，可能服务矿物螯合、抗氧化与风味；WM 走乳糖-半乳糖-糖酵解轴并产生乳酸，代谢更同型；WPM 存在碳分解代谢物阻遏（carbon catabolite repression），葡萄糖先于乳糖消耗。蛋白水解系统通过 PrtP、Opp 与多种肽酶塑造肽和氨基酸可用性，WM 积累低分子量肽、PM/WPM 水解强但小肽被继续降解，各体系均积累 proline。功能上，抗氧化来自柠檬酸螯合/还原或肽-氨基酸自由基清除两条机制，ACE-inhibitory 与抗微生物活性均由底物依赖的肽/有机酸/氨基酸组合驱动。
研究结论部分翻译：发酵底物组成决定 Lb. paracasei AF43 的碳水化合物与蛋白代谢重编程，进而决定发酵产物的化学构成与生物活性；PM 倾向异型发酵、柠檬酸与 proline 富集及还原力增强，WM 倾向同型乳酸发酵、低分子量肽与赖氨酸样氨基酸富集并具更强抗微生物效应，WPM 则兼具两者特征并提升 ACE-inhibitory 活性；蛋白质组学联合代谢物与功能评价可把底物利用、代谢通路、特定化合物形成和生物活性建立机制性关联，为乳清-植物杂交发酵饮料的蛋白转型与功能化设计提供依据。
