江南大学陈坚院士团队：引入纳豆芽孢杆菌和费氏丙酸杆菌改善发酵豆乳品质及蛋白消化特性

近日，Food Chemistry在线发表了江南大学未来食品科学中心陈坚院士团队研究成果“Introducing Bacillus natto and Propionibacterium shermanii into soymilk fermentation: A promising strategy for quality improvement and bioactive peptide production during in vitro digestion” (Wu et al., Food Chemistry, 2024, 445, 139585)。江南大学2023级博士研究生吴晓慧为论文第一作者，刘潇助理研究员为论文通讯作者。

成果介绍

日益增长的环境可持续性需求助推以豆乳为代表的植物基乳制品的快速发展。利用发酵技术生产功能性豆乳（如具有抗肥胖、抗炎和免疫调节等功能性作用）被认为是未来制造营养强化豆乳的最有潜力的方向之一。枯草芽孢杆菌纳豆亚种为传统纳豆发酵的发酵剂，近年来还被用于开发具有溶栓活性的功能性纳豆酸奶和冰淇淋。费氏丙酸杆菌是一种奶酪辅助培养菌株，在生物增强豆制品的营养成分方面潜力巨大。在发酵过程产生的众多营养物质中，大豆衍生的活性肽（通常源于大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白）因其高吸收率、抗癌活性和其他益生活性而值得特别关注。基于计算机的生物信息学模拟算法提供了一种评估和发现潜在生物活性肽的合理方法。鉴于食物结构在营养物质（如活性肽和多酚）从复杂食物系统释放到肠道中的关键作用，需要进一步研究揭示用不同菌株发酵豆乳的真实消化特性。

针对上述问题，江南大学食品合成生物学与生物制造团队研究人员比较了由四种菌株（植物乳酸菌、嗜热链球菌、费氏丙酸杆菌和纳豆芽孢杆菌）单独或组合发酵豆乳的多酚含量、微观结构和质地特性。此外，基于动态人胃肠消化系统（DIVHS-IV）建立成人体外动态仿生消化模型，通过多肽组学鉴定了发酵豆乳在体外动态胃肠消化后释放的多肽差异。结果表明，共发酵豆乳具有更高的体外蛋白质消化率和PDCAAS评分。此外，通过引入纳豆芽孢杆菌或费氏丙酸杆菌的共发酵工艺可以增加没食子酸、咖啡酸和GABA含量。在发酵豆乳的胃肠消化产物中鉴定出具有ACE、DPP IV和α-葡萄糖苷酶抑制和抗氧化活性的生物活性肽，而费氏丙酸杆菌和植物乳酸菌联合发酵可能释放出相对数量最多的生物活性肽。鉴于以上有益结果，应进一步研究这些潜在生物活性肽的实际胃肠道吸收率和生物利用度。

本研究的结果对优化豆乳发酵菌株、开发营养功能性豆乳产品具有指导意义。上述研究得到了江苏省自然科学基金（BK20210673）的资助。

图1 发酵豆乳的物理形态和CLSM图像

图2 发酵豆乳流变学特性。(A)发酵豆乳的振幅扫描；(B)三种商品大豆酸奶样品的振幅扫描

图4 由消化释放的生物活性肽的组成。(A)胃肠道消化产生的生物活性肽的相对数量；(B)经胃肠道消化后从不同发酵豆乳中鉴定出的生物活性肽组成变化的韦恩图