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母乳是一种理想食品,乳清蛋白是母乳中最重要的成分之一。乳清蛋白在胃肠道中消化酶解为活性多肽,从而赋予乳特殊的性质,满足婴儿生长发育需要。为使配方乳制品更接近母乳,则需深入了解母乳的组成。研究人乳和牛乳中的小分子蛋白肽组成,不仅为揭示人乳与牛乳蛋白的差异和生理功能提供理论依据,且为母乳化产品研制提供有益探索。实验采用人乳和牛乳为原料,以膜通量为指标,分别考察梯度压力、时间、温度、pH值对超滤效果的影响,优化小分子蛋白肽制备工艺;利用超滤法对小分子蛋白肽进行分离纯化;进一步研究小分子蛋白肽的稳定性、抗消化性、体外抗氧化及抗菌活性;采用超滤技术、Tricine-SDS-PAGE结合质谱技术分离鉴定人乳和牛乳中的小分子蛋白肽,通过Gene Ontology (GO)功能注释和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)代谢通路分析两者在生物过程中的差异与生理功能。主要结果如下:(1)从牛乳中分离小分子蛋白肽的最佳工艺参数为:操作温度为25℃,压力为0.25MPa,时间30min,pH值为7.0,膜通量可达到14.24 L/m2·h。通过对比研究,1KDa超滤法为最佳纯化法,此时,纯化小分子蛋白肽含量为1.32±0.06mg/mL。人乳采用同样工艺制备,纯化小分子蛋白肽含量为2.37±0.11mg/mL。(2)人乳和牛乳小分子蛋白肽的氨基酸均为14种。牛乳小分子蛋白肽的疏水性氨基酸含量高,质量百分比为24.26%;人乳小分子蛋白肽的必需氨基酸含量高,质量百分比为21.08%。二者小分子蛋白肽均具有较好的热与酸碱稳定性;采用胃蛋白酶和胰蛋白酶模拟人体胃肠道环境分析发现,均有较好的抗消化性。(4)人乳小分子蛋白肽(浓度为10mg/mL)对还原力、羟自由基、超氧自由基及DPPH·清除率分别为69.00%、67.91%、47.86%和60.28%,是VC的0.85,0.82,0.76和0.72倍,表现出较强的抗氧化能力;相比而言,牛乳小分子蛋白肽(浓度为10mg/mL)对还原力、羟自由基、超氧自由基及DPPH·清除率分别为55.00%、56.32%、38.95%和51.63%,比人乳的较差。牛津杯法衡量小分子蛋白肽的抑菌效果研究表明:人乳小分子蛋白肽对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果较好,浓度为10mg/mL时,抑菌圈直径分别为15.02±0.13mm和14.29±0.46mm;牛乳小分子蛋白肽对二种病原菌的抑菌效果较差,浓度为10mg/mL时,抑菌圈直径分别为9.42±0.19mm和10.34±0.45mm。(4)研究利用超滤技术和Tricine-SDS-PAGE电泳结合质谱技术分离鉴定人乳和牛乳中的小分子蛋白肽。结果表明:人乳与牛乳小分子蛋白肽分别为28种和24种,二者含有18种相同蛋白肽;差异蛋白肽:人乳含有10种,如谷胱甘肽S-转移酶P、DRB1移植抗原、结合珠蛋白、金属硫蛋白等,牛乳含有6种,如分泌球蛋白3A家族1、分泌球蛋白1D家族2、牛αs1-酪蛋白等。GO功能注释分析发现,在生物过程中,人乳小分子蛋白肽发挥的作用要高于牛乳小分子蛋白肽,尤其体现在免疫过程中的作用;在分子功能上,二者主要分子功能是结合作用,其中人乳小分子蛋白肽的结合作用强,而牛乳小分子蛋白肽参与的转运活性的分子功能大于人乳小分子蛋白肽;在细胞组成上,二者均参与了细胞与细胞膜的组成。通过KEGG代谢通路分析可知,人乳小分子蛋白肽参与酪氨酸和抗原的加工和呈递2个代谢通路,而牛乳小分子蛋白肽仅参与系统性红斑狼疮代谢通路。