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Foods：生物活性食物蛋白——连接营养与功能益处的可持续蛋白来源

已有 93 次阅读 2026-3-26 22:24 |系统分类:论文交流

研究背景

近年来，全球食品系统正面临人口增长、气候变化与健康转型的多重挑战。蛋白质不仅是维持生命的必需宏量营养素，更逐渐被发现蕴含可调控生理功能的生物活性肽序列。

发表于 Foods 的综述文章“Bioactive Food Proteins: Bridging Nutritional and Functional Benefits with Sustainable Protein Sources”系统整合了蛋白质生物活性机制、可持续替代蛋白来源、加工技术影响及市场与监管趋势，为未来功能食品与可持续营养体系构建提供了重要参考。

主要内容

该综述旨在提供一个关于生物活性蛋白与肽的综合视角，内容主要围绕以下几个方面：

全面概述从传统到前沿的蛋白质来源，不仅包括植物、昆虫，也深入探讨了微生物发酵、细胞培养肉等生产方式。

分析生物活性肽如何在人体内发挥作用，包括酶抑制、受体信号调节、免疫调控、抗氧化与抗菌等机制。

评估传统与现代加工技术 (如发酵、高压处理、超声波辅助提取) 如何影响蛋白质的结构，从而释放或增强其生物活性。

展示生物活性蛋白在功能食品、营养补充剂以及临床营养等领域的应用前景。

研究成果

本研究系统梳理了蛋白质来源的发展演进路径。除传统的动物源和植物源蛋白外，昆虫蛋白 (蛋白质含量约为40~75%) 以及其他新兴高技术来源蛋白正逐渐成为具有重要潜力的替代资源，展现出广阔的应用前景与研究价值。

微生物蛋白：通过发酵技术，不仅能提升原料营养，还能直接生产高纯度蛋白质。更重要的是，它可以利用农业工业废料 (如咖啡废水) 作为培养基，实现废弃物的资源化利用，生产出蛋白质含量高达38%的生物质。

基于对WIPO数据库过去15年相关专利数据的系统分析 (见图1)，结果表明，自2021年以来，替代蛋白领域的专利申请数量显著增长，并在2023年和2024年达到阶段性峰值，反映出该领域在近年呈现出快速发展的趋势。

其中，植物基蛋白相关专利数量最多 (72项)，在全部专利布局中占据主导地位；微生物蛋白相关专利数量为31项，位居其后，体现出较为活跃的技术研发与创新趋势。从地域分布来看，韩国、美国、中国和日本为该领域专利产出的主要专利产出国家。

文章解释了生物活性肽的作用原理。生物活性蛋白的核心活性来自其水解产生的短肽 (2~20个氨基酸)，其活性具有剂量依赖性和序列依赖性。此外，肽段的链长、氨基酸组成、空间构象直接决定其活性，微小序列变化即可改变功能方向。

例如，ACE抑制肽常含有疏水性氨基酸和脯氨酸；抗氧化肽则富含酪氨酸、半胱氨酸等能清除自由基的残基；

多靶点协同：一个肽段可能同时具备抑制ACE、抗氧化和抗炎的功能，这种多功能性使其健康益处产生“1+1>2”的协同效应。

研究通过对4368篇近五年科研文献的关键词分析 (图1A)，揭示了未来发展方向：

红色 (发酵与微生物)：聚焦通过真菌、细菌、酵母发酵生产特定蛋白质 (如细菌素、酶)。

绿色 (食品工业应用)：关注蛋白质在肉制品、烘焙等领域的应用，以及质构分析等工艺研究。

蓝色 (替代蛋白与消费者)：探寻昆虫、微藻等新蛋白来源，并研究消费者偏好、接受度及“食物新奇恐惧症”等心理因素。

黄色 (健康益处与补充剂)：验证膳食补充剂的抗氧化、抗炎功效及其对肠道菌群的影响。

紫色 (环境与价值化)：聚焦循环经济，研究如何利用副产物生产高附加值产品。

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图1. 基于VOSviewer 1.6.20版本绘制的2020-2026年替代蛋白研究网络图 (Scopus数据库，检索日期：2025年7月24日)。(A) 替代蛋白质研究领域研究信息的聚类分布；(B) 2020年至2026年间的时间分布。

研究总结

本综述系统性整合了“生物活性蛋白的健康价值”与“可持续蛋白来源的生产潜力”两大研究方向，填补了当前领域的研究缺口。研究证明，生物活性食物蛋白不仅是人体必需的营养物质，更能通过多种分子机制发挥健康调控作用，而植物、昆虫、微生物、细胞培养等新型蛋白来源，结合传统与现代加工技术，可兼顾环保与功能需求。

未来，随着精准加工技术的升级、副产物资源化利用的推进，以及法规体系的完善和消费者教育的深入，生物活性蛋白将成为构建可持续、促健康食品系统的核心载体。其发展趋势将聚焦三个方向：一是精准设计肽段结构，实现靶向健康调控；二是优化新型蛋白来源的规模化生产，降低成本；三是推动个性化营养应用，适配不同人群的健康需求。尽管目前仍面临诸多挑战，但生物活性蛋白的应用前景广阔，将为食品行业创新和全球营养健康事业发展提供重要支撑。

阅读英文原文：https://www.mdpi.com/2304-8158/14/17/3035