食品界

中国农业科学院食品营养与功能因子利用创新团队在Cell子刊《iScience》发表植物蛋白降胆固醇

2021-12-15作者：来源：食品科学杂志责任编辑：食品界字体A+AA-

近日，中国农业科学院食品营养与功能因子利用创新团队在Cell旗下新创建交叉学科子刊iScience上（首个完整IF: 5.458）发表了一篇名为《Plant protein reduces serum cholesterol levels in hypercholesterolemia hamsters by modulating the compositions of gut microbiota and metabolites》的文章，王凤忠研究员为通讯作者，佟立涛研究员和肖天真同学为共同第一作者。研究得到了现代农业产业技术体系（CARS-02、CARS-08）和中国农业科学院创新工程（125161015000150013）的支持。

植物蛋白有利于降低心脑血管疾病相关的死亡率，但是其作用机制尚不清楚。团队选择大米、燕麦、大豆、豌豆四种植物蛋白，鸡肉作为白肉蛋白，牛肉和猪肉作为红肉蛋白，对比分析不同种类蛋白质对于高胆固醇血症地鼠血清脂质和肠道菌群的影响。选用广泛消费的猪肉蛋白和新兴的豌豆蛋白进行对比分析改善胆固醇代谢的作用机制，设计了运用抗生素消除主要肠道菌群后动植物蛋白降血脂作用效果的差异，验证是否通过肠道菌群起作用。进一步将猪肉蛋白组和豌豆蛋白组进行为期两个月的饮食交叉事实验，通过对比分析交叉前后脂质代谢、肠道菌群和代谢物分析来阐明作用机制。

结果显示摄入不同种类蛋白质对血清胆固醇水平的调节作用存在显著差异。当使用抗生素处理后，豌豆蛋白组和猪肉蛋白组间的血清胆固醇水平的差异消失，表明蛋白质对血清胆固醇的调节必须通过肠道菌群发挥作用。饮食交叉实验结果显示，地鼠血清胆固醇水平随饮食交换而发生逆转，肠道菌群及其代谢产物相应地发生改变。结果表明，豌豆蛋白对血清胆固醇水平的抑制作用是由Muribaculaceae引起的，而猪肉蛋白对血清胆固醇水平的升高作用是由Erysipelotrichaceae引起的。另外，代谢组学结果显示，补充摄入豌豆蛋白可改变精氨酸/组氨酸代谢通路、初级胆汁酸生物合成代谢通路、短链脂肪酸和其他参与胆固醇代谢的类脂分子。

以上结果表明肠道菌群在豌豆蛋白和猪肉蛋白调节胆固醇代谢中的起因性作用，一些显著相关的肠道微生物可作为潜在的高脂血症的治疗靶点。饮食蛋白质降胆固醇的作用是可逆的，即改变饮食蛋白质类型后，可以重塑肠道菌群，进而调节胆固醇代谢。豌豆蛋白通过影响特定菌群的生长，通过蛋白本身和微生物的代谢产物共同调节氨基酸代谢和胆汁酸代谢，从而降血宿主的血清胆固醇水平。该文章为下一步降血脂功能食品开发提供了理论依据。

通信作者简介

王凤忠研究员

中国农业科学院农产品加工研究所所长

王凤忠，博士，博士生导师，研究员，现任中国农业科学院农产品加工研究所所长，兼任农业农村部农产品质量安全收贮运管控重点实验室主任、农业农村部农产品加工质量安全风险评估实验室（北京）主任、国家大豆产业技术体系加工岗位专家。

曾任农业部蜂产品检测中心质量负责人，中国农科院蜜蜂研究所产品系副主任，中蜜公司副总经理，研究生院培训服务中心副主任，学位办副主任，专业学位教育处处长，培训中心副主任、主任，西藏自治区农牧科学院农产品加工与食品科学研究所所长。兼任国家食药同源产业联盟理事长、马铃薯主食产业化联盟理事长等。1995年获山东大学微生物学理学学士，1998年获中国农科院微生物学理学硕士，2005年获IOWA大学MBA硕士学位，2011年获中国农科院农产品加工与安全博士学位。多年从事微生物、农产品加工、营养健康与功能食品研究、高等教育与培训工作。

主要研究领域：先后主持及参与创新工程、科技部基础性专项、农业部财政专项、863、科技支撑项目、948重大专项、农业行业标准、农产品风险评估专项、西藏自治区农产品加工重大专项及多项科企对接项目等十余项。完成多项关于蜂产品、解酒护肝产品、石斛产品、葛根产品等的生产标准、技术规范制定等研究；完成系列大豆、青稞、牦牛、蜂产品、石斛、葛根、枸杞、松茸等产品的开发及其功能验证研究；开展降尿酸食品因子研究、抗抑郁食品研发、延缓衰老产品研制和降血糖、降血脂食品研究；完成色素、“三剂”等在农产品加工过程中的应用标准制定和风险评估相关研究。

主持、参加课题情况：主笔参加了西藏自治区十三五农产品加工规划、西藏青稞产业扶贫产业规划、亳州市食品制造与农产品加工业发展规划、栾川市农产品加工业发展规划的制定工作。发表研究论文70余篇，其中SCI文章20篇，授权专利44项，培养研究生15名。

食品营养与功能因子利用创新团队介绍

团队首席：王凤忠，所长/研究员，博士生导师

　　现任中国农业科学院农产品加工研究所所长，兼任农业农村部农产品质量安全收贮运管控重点实验室主任、农业农村部农产品加工质量安全风险评估实验室（北京）主任、国家大豆产业技术体系加工岗位专家。2016年-2019年任西藏自治区农牧科学院农产品加工与食品科学研究所所长（援藏干部）。兼任国家食药同源产业联盟理事长、马铃薯主食产业化联盟理事长等。1995年获山东大学微生物学理学学士，1998年获中国农科院微生物学理学硕士，2005年获IOWA大学MBA硕士学位，2011年获中国农科院农产品加工与安全博士学位。多年从事微生物、农产品加工、营养健康与功能食品研究、高等教育与培训工作。

主要任务：

针对四省藏区青稞、杂粮杂豆、中药材原料，开展加工专用原料筛选、灭酶杀菌、全组分利用、降“三高”营养健康新产品开发等加工关键技术与装备创新及产业化应用。

大豆异黄酮、麻繁素（CBD）、黄花菜黄酮、石斛碱、杂粮杂豆γ-氨基丁酸（GABA）等功能因子的挖掘、富集、高效制备、功效评价、作用机制研究，及其神经调节功能性食品的研发。

围绕大豆、中药材、食用豆及其典型加工制品，针对不同品种、不同产地、不同采收期、不同部位的营养、食用、加工、安全等“多维”品质开展系统性、全方位“时空”品质评价。

团队产出：

承担科技部基础性专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金、农业部财政专项、863、科技支撑项目、948重大专项、农业行业标准、农产品风险评估专项、西藏自治区农产品加工重大专项等各类国家及省部级项目40余项。西藏优势农产品产业化加工关键技术及新产品创制等成果获得西藏自治区科学技术二等奖，西藏农牧科学院一等奖、二等奖等省部级和社会力量奖10余项。发表论文200余篇，其中SCI/EI论文超过110篇，授权发明专利60余项，培养博士后、硕博士研究生及留学生50多人。出版专著20余部，研发青稞产品、大豆深加工产品、石斛与葛根食药同源产品等150余种营养健康新产品。相关技术成果在30余家大型企业转化应用，推动产业发展的同时带动农民脱贫致富，产生了显著的经济和社会效益。