江苏师范大学生命科学学院的李贺讲师（第一作者）和哈尔滨工业大学医学与健康学院的马莺教授（通信作者）采用LC-ESI-MS/MS分析酸凝乳TP800和酶凝乳E300HS工艺所得乳清蛋白的蛋白质组和肽谱。通过生物信息学分析，深入了解乳清蛋白的潜在生物功能，并揭示酸凝乳和酶凝乳乳清蛋白之间的具体差异。这项研究拓展了对乳清蛋白组成的认识，并为乳清蛋白的生物活性提供重要信息。

乳清蛋白是从奶酪生产过程中产生的乳清液中提取的，经过凝乳酶和酸凝乳法进行精细处理。酸凝乳乳清蛋白浓缩物（WPC）是通过在pH 4.6下使用启动培养物或酸沉淀酪蛋白得到的，无需凝乳酶参与。它具有高蛋白质含量和相对较低的矿物质含量。而酶凝乳WPC是通过酶解酪蛋白生成的，产生分子质量较小的蛋白质片段。这些蛋白质浓缩物在运动营养、膳食补充剂和功能性食品等领域具有独特的营养特性。乳清蛋白中的活性成分包括β-乳球蛋白、α-乳白蛋白、牛血清白蛋白、免疫球蛋白、乳铁蛋白（LF）、乳过氧化酶和其他次要成分，对身体健康有益，是优质蛋白质的重要来源。乳清蛋白富含必需氨基酸，如亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸和半胱氨酸，对新陈代谢、神经功能和体内平衡发挥关键作用。特别是亮氨酸作为重要的信号分子，调节骨骼肌蛋白质合成。此外，乳清蛋白中的生长因子和细胞因子可刺激细胞生长和分化，对多种生物过程至关重要。

乳清蛋白的营养和生物活性主要归功于其中蕴含的活性肽。这些肽可以通过胃肠消化或食品加工中的酶解过程释放出来。根据它们的氨基酸序列，这些肽表现出不同的功能特性，如矿物质结合、免疫调节、抗菌、抗氧化、抗血栓和降压等。与原始蛋白相比，乳清蛋白的水解产物具有更高水平的生物活性，如抗氧化、抗菌和免疫调节等。最近，研究人员利用液相色谱-电喷雾离子化-串联质谱（LC-ESI-MS/MS）和分子对接技术，研究了胃蛋白酶和胰蛋白酶降解乳清蛋白时产生的小分子肽。这些肽具有穿过肠道屏障并参与调控脂肪酸和尿酸代谢途径的能力，对缓解糖尿病、肥胖症、高尿酸血症和高血压等代谢性疾病具有潜在作用。因此，食品加工过程可能会对食品中的肽的生物活性特性产生影响。目前对于不同生产工艺所得酸凝乳和酶凝乳乳清蛋白的成分和生物活性差异的研究还相对较少。

乳清蛋白质的组成对其功能性和营养价值至关重要。本研究探索了酸凝和酶凝过程中乳清蛋白质的组成（表1），结果显示E300HS和TP800具有不同的总蛋白质含量（29.37%和76.66%）。然而，两者的乳清蛋白质组成相似，占总蛋白质的大部分（>80%）。酶凝过程导致乳清中酪蛋白和乳铁蛋白含量较低，而酸凝过程中酸性环境阻碍了这些蛋白质的降解和释放。酶凝还降低了乳清中牛血清白蛋白的含量。此外，乳清中还存在一些未知蛋白质。这些发现强调了凝固机制和环境条件对乳清蛋白质组成的影响，为工艺优化和提高乳制品工业中乳清蛋白质的质量和功能性提供了指导。

采用LC-ESI-MS/MS技术对乳清蛋白样品进行了无标记和胰蛋白酶消化肽段的分析，配对使用MASCOT和Uniport进行鉴定。共鉴定出216 种蛋白质和162种肽段。其中，E300HS和TP800涉及的蛋白质种类分别为202 种和192 种，肽段种类分别为154种和129种。E300HS中蛋白质和肽段的数量较多，这是由于其制备过程中使用了酶水解。与之相反，TP800采用酸凝技术制备，其中肽段的主要来源是蛋白质的酸性水解。

通过GO分析发现，差异表达的乳清蛋白质在生物过程和分子功能上呈现多样性。在细胞组分方面，乳清蛋白质主要分布在细胞膜和细胞外区域，表明它们在细胞间相互作用和对外界环境的响应中起重要作用。在分子功能方面，它们参与离子结合、蛋白质结合、受体结合、核酸结合等多种功能。在生物过程方面，乳清蛋白质参与运输、免疫应答、代谢过程、补体激活、防御应答、水解作用和血管生成等重要过程。这些结果揭示了差异表达蛋白质（E300HS vs. TP800）在细胞过程中的关键作用，以及在食品科学领域的潜在应用意义。

通过LC-ESI-MS/MS分析，发现E300HS和TP800乳清样品在蛋白质和肽段表达上存在显著差异。E300HS中有18个蛋白质和12个肽段显著上调，包括过氧化物酶、β-2微球蛋白、乳铁蛋白等，具有抗菌、免疫刺激和代谢调节等功能（表2）。

TP800中有14 个蛋白质和21 个肽段明显下调，主要与骨重塑、细胞增殖和炎症反应等过程有关（表3）。这些结果表明，E300HS对新生儿和青少年更适合，而TP800则更适合老年人群，有助于预防骨质疏松、肌萎缩和癌症等老年相关疾病。这些发现对乳清产品的选择和应用具有重要意义。

乳清蛋白中的活性肽在多种生理活动中发挥重要作用，如抗氧化、免疫刺激和抗炎。采用LC-ESI-MS/MS分析酸凝乳和酶凝乳工艺所得乳清蛋白肽的差异。结果显示，在E300HS中相比于TP800，产生一些上调的肽（表4）。其中，乳铁蛋白（No. 1）和乳凝集素（No. 4~6）的肽在E300HS中丰度较高。乳铁蛋白肽具有显著的抗菌活性，而乳凝集素肽在吞噬作用、动脉粥样硬化、血管生成和病毒保护等方面发挥重要作用。此外，我们还观察到Perilipin-2（No. 2和3）肽在E300HS中高密度存在。Perilipin-2参与调节脂质储存，与肥胖和脂肪肝等疾病有关。

表5显示了E300HS和TP800之间鉴定出的21 个显著下调的肽。值得注意的是，与E300HS相比，TP800含有更多与酪蛋白肽相似的肽序列。其中，一些肽具有抗菌和拮抗效应。例如，Casocidin-1是从αs2-酪蛋白中获得的抗菌肽，能够抑制细菌生长。此外，Casoxin是一类源自牛κ-酪蛋白的类阿片肽，具有拮抗活性。Isracidin是源自αs1-酪蛋白的肽，能够抑制特定细菌的生长。这些肽与防御应答和血管生成等生物过程相关。因此，这些发现揭示了生产工艺对乳清蛋白肽组成和功能的影响，为进一步研究其生物活性提供了重要线索。

本研究使用LC-ESI-MS/MS技术比较了来自牛乳源（E300HS和TP800）的乳清蛋白组成。鉴定出216 种蛋白质，其中32 种显示显著差异。E300HS中钙结合蛋白、乳过氧化物酶和乳黏附素表达较高。肽段分析发现162 种肽段，其中12 种在E300HS中上调，14 种下调。E300HS富含乳铁蛋白衍生肽段，而TP800含有更多类似酪蛋白的肽段。这些蛋白质和肽段具有多种生物功能，包括抗癌、抗微生物和骨重塑活性。本研究结果扩展了对乳清蛋白质组学的认识，突出了了解蛋白质组成对功能应用的重要性。对乳清蛋白的深入了解有助于揭示其在生物过程中的潜在应用。

马莺 教授

哈尔滨工业大学医学与健康学院

马莺，女，哈尔滨工业大学医学与健康学院教授、博士生导师，主要从事食品科学的基础理论研究、食品化学、乳品化学、食品生物大分子的改性技术。主持国家自然科学基金、科技支撑计划项目、省市重大重点科技支撑项目30余项；获省（部）级科技进步一等奖2 项、三等奖3 项；授权发明专利30余项；发表SCI论文120余篇，主编和参编中英文著作近30 部。

第一作者介绍

李贺 讲师

江苏师范大学生命科学学院

李贺，男，工学博士，现为江苏师范大学生命科学学院讲师，主要研究方向为乳源活性肽的挖掘及其肠道互作机制研究、乳蛋白及活性肽对骨骼肌健康的调控作用。在国内外期刊公开发表学术论文30余篇，其中以第一作者/通信作者在Food Chemistry、Food & Function、Journal of Dairy Science等期刊发表SCI收录10 篇，发明专利1 项。