水牛β-酪蛋白亚型体内消化及生物活性肽释放机制的研究

Dairy buffalo farming is one of the pillars of Southern farmers, however, the raising cost lead to dropping benefit. Therefore, deeply development nutrition value and improving the value added of buffalo milk is a key point of current research. Beta-casein is an important components of milk protein, and also a mainly source of bioactive peptides. Significantly differences were found between Holstein β-casein genotypes and bioactive peptides in previous study. However, the relationship between buffalo β-casein polymorphism and bioactive peptides is still unclear. Furthermore, Characteristics of enzymatic hydrolysis of β-casein during the digestion and the mechanism of biological active peptide releasing are also not yet proven. We are plan to continue research based on the result of water buffalo β-casein genotypes (A, B, C); first, purified genotypes of β-casein are made by separation and purification; then, protein digestibility is evaluated by in vitro digestion model; after that, the action mechanism of enzyme is confirmed by the secondary and tertiary protein structure and enzyme active sites analysis; then, releasing mechanism of biological active peptides is explained by bioactive analysis of digestive fluid and peptides identification; at last, the results are conformed by animal experiments. This study aimed to clarify the relationship between buffalo β-casein polymorphisms and protein digestibility, and the mechanism of biological active peptides release during the digestion. Results of this study could be used for buffalo dairy products deep processing, and could provide theoretical basis and technical support for the development of functional dairy products.

奶水牛养殖是南方地区农户的支柱产业之一，但目前养殖成本上升、效益下降。因此深入开发水牛乳营养价值，提高产品附加值是现阶段研究重点。β-酪蛋白是乳蛋白的重要组分，也是生物活性肽的重要来源。研究发现荷斯坦的β-酪蛋白亚型与肽的生物活性间存在显著关联，但水牛乳β-酪蛋白亚型与活性肽的关系尚不清楚，且β-酪蛋白的酶解特征及生物活性肽释放机制尚未探明。本研究拟根据我们前期探明的水牛β-酪蛋白多态性（A，B，C），分离纯化得到3种亚型单体；采用体外消化模型评价各亚型的消化性能；并根据蛋白的二、三级结构及酶解位点解析β-酪蛋白消化酶作用机制；通过对酶解液的生物活性分析及活性肽的鉴定来阐明活性肽的释放机制；最后采用动物模型进行验证。本研究旨在阐明水牛β-酪蛋白多态性与消化性能的关联及生物活性肽释放的影响机制。本研究结果不仅可为水牛乳制品的深加工提供指导，也可为功能性乳制品的开发提供理论依据和技术支撑。

水牛是南方地区的重要产业之一，在目前养殖成本上升，效益下降的背景下，如何提升水牛乳的价值是现阶段的重要课题之一。乳蛋白多态性与奶牛泌乳性能，产品加工以及生物活性等密切相关。本项目主要内容基于我们前期的水牛乳蛋白多态性的分析结果，通过分析建立乳蛋白多态性与乳中各种蛋白质含量的关联；并对水牛β-CN的多态性亚型进行分离纯化，采用圆二色谱，荧光光谱等分析蛋白的二级和三级结构。采用体外消化模型分析不同蛋白亚型的消化速度，通过动物模型验证，并对胃肠道消化产生的多肽进行鉴定和分析。.主要研究结果如下：采用高效液相鉴定160头水牛β-CN的多态性（AA,AB,BB），其中A基因型占总量的21.50%，B基因型所占比重较大为78.50%。通过SAS软件分析发现β-CN多态性与乳蛋白和脂肪含量存在显著相关，且与酪蛋白胶束粒度显著相关；采用蛋白分离系统分离纯化到纯的蛋白AA，BB和复合AB型蛋白。采用圆二色谱、红外光谱、和荧光光谱分析了不同蛋白的二级、三级结构。BB型在α折叠和β螺旋均高于AA型，三种β-酪蛋白在280 nm以及295 nm激发波长下的荧光光谱有显著差异。β-酪蛋白的消化性能结果显示AA亚型 比BB亚型容易；抗氧化性结果显示，β-酪蛋白中AA亚型的DPPH清除能力要优于BB亚型；BB亚型的·OH自由基清除能力要优于AA亚型；BB亚型的还原性能力要优于AA亚型。采用多重液质联用鉴定消化产生的生物活性肽，发现里面含有多种抗氧化肽、抗ACE肽、抗菌肽及抗癌等活性肽，可进一步开发利用。.本项目发现了不同β-CN亚型的蛋白在酪蛋白结构、消化性能、和生物活性肽产生方面存在显著差别，研究结果一方面可以用于水牛品种筛选，选取高蛋白或者产奶量及特殊活性的牛乳用于特殊需求牛乳制品的开发；另一方面其水解产生的多种生物活性肽，可进一步筛选、纯化和功能验证，为进一步开发功能性产品提供思路。研究结果可用于提高水牛的附加值，提升产品的品质。