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为解决糖尿病患病率上升、食物保鲜需求以及合成抗氧化剂和化学防腐剂的安全隐患问题，研究人员开展了镰刀菌属真菌蛋白（Fusarium venenatum mycoprotein）自溶产物生物活性的研究。结果表明碱性自溶产物抗氧化和抗糖尿病活性显著，为功能性食品开发提供新方向。
在全球范围内，糖尿病的患病率正呈现出令人担忧的上升趋势，据估计，到 2050 年，将有多达 6 亿人受到糖尿病的困扰。这一疾病不仅给患者带来沉重的健康负担，还导致医疗费用大幅增加，严重影响人们的生活质量。与此同时，在食品领域，防止脂质氧化和自由基形成对于食品保鲜至关重要，它关系到食品的质量以及消费者的健康。然而，目前广泛使用的合成抗氧化剂和化学防腐剂却存在着诸多安全隐患，比如合成抗氧化剂可能对人体健康产生不良影响，化学防腐剂甚至具有潜在的致癌性。因此，开发安全有效的天然替代品迫在眉睫。
在这样的背景下，伊朗的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于镰刀菌属真菌蛋白（Fusarium venenatum mycoprotein），这种蛋白富含蛋白质和多糖，具备成为自溶原料、生产生物活性化合物的潜力。研究人员希望通过探究其自溶产物的生物活性，为解决糖尿病治疗和食品保鲜问题提供新的思路和方法。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员为开展此项研究，主要运用了以下几种关键技术方法：首先是制备真菌裂解物，采用改良的方法对真菌蛋白进行酸性、碱性、质壁分离和酶解处理；其次是通过多种分析方法，如 OPA 法测定水解度、高效阴离子交换色谱 - 脉冲安培检测法（HPAEC-PAD）测定糖成分、傅里叶变换红外衰减全反射（FTIR-ATR）分析结构变化等；最后利用多种体外实验评估生物活性，像 DPPH?和 ABTS?+ 自由基清除实验评估抗氧化活性，α- 淀粉酶和 α- 葡萄糖苷酶抑制实验评估抗糖尿病活性等。
研究结果如下：
- 水解度（Degree of hydrolysis，DH）：研究发现，在 48 小时内，所有自溶处理的水解程度都呈现出逐渐增加的趋势。其中，碱性处理的水解程度最高，这是因为碱性条件能够增强蛋白质的溶解性，促进蛋白酶的活性，使细胞壁成分更易被酶降解。而质壁分离处理的水解程度最低，可能是因为处理过程中的某些条件影响了酶的活性。
- 糖成分（Sugar composition）：自溶过程中从细胞壁释放出的碳水化合物数量较少。但在碱性自溶产物中，葡萄糖和氨基葡萄糖的释放量相对较高，这表明碱性条件下细胞壁成分的降解更为充分，可能是由于碱性环境更有利于葡聚糖酶和几丁质酶发挥作用。
- FTIR-ATR 分析：通过 FTIR-ATR 分析发现，碱性自溶处理后，蛋白质结构中的肽键发生了明显的降解，这从酰胺 I 和酰胺 II 区域的峰强度降低可以看出。同时，在 1068 cm-1附近的峰强度增加，说明甘露蛋白在沉淀中的浓度有所提高。此外，与细胞壁碳水化合物相关的羟基峰强度降低，表明细胞壁碳水化合物发生了分解。
- pH 和可溶性蛋白：在所有处理中，pH 值在 12 小时后都显著下降，之后各处理间差异不明显。48 小时后，所有处理的可溶性蛋白浓度都显著增加，其中碱性处理的增加最为显著。这是因为蛋白酶和脂肪酶等酶的作用，导致细胞内大分子物质降解，释放出有机酸、肽和氨基酸等，从而使 pH 值下降，同时也增加了可溶性蛋白的含量。
- 水解物的抗氧化活性：在抗氧化活性方面，碱性自溶 48 小时的样品（B48）对 DPPH 自由基和 ABTS 自由基阳离子的清除活性最高。这可能是由于水解过程中产生的短肽具有更强的抗氧化能力，同时疏水氨基酸的存在以及表面疏水性的增加也有助于提高抗氧化活性。
- 自溶产物的抗糖尿病活性：在 α- 淀粉酶抑制实验中，真菌蛋白表现出较高的抑制活性，但自溶 48 小时后，所有处理的抑制活性都显著下降。真菌蛋白对 α- 淀粉酶的抑制机制可能与其多孔结构和结构修饰有关，而自溶过程中水解酶的作用导致其抑制活性降低。在 α- 葡萄糖苷酶抑制实验中，碱性自溶产物（B36和 B48）表现出最高的抑制活性，且随着自溶时间的延长和水解度的增加，抑制活性显著增强。这表明短肽能够更有效地抑制 α- 葡萄糖苷酶的活性，可能是通过与酶的催化位点结合，改变其构象来实现的。
- 水解物的抗微生物活性：研究人员对真菌蛋白及其自溶产物进行抗微生物活性评估，发现它们对大肠杆菌（Escherichia coli）、沙门氏菌（Salmonella spp.）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、白色念珠菌（Candida albicans）和黑曲霉（Aspergillus niger）均未表现出明显的抗微生物活性。这可能是由于其氨基酸组成以及处理条件等因素，导致无法产生具有抗微生物特性的生物活性肽。
研究结论和讨论部分指出，碱性自溶是降解真菌蛋白结构、释放生物活性肽的最有效方法。该过程能够显著提高样品的抗氧化性能，同时真菌蛋白因其独特结构对 α- 淀粉酶有较高抑制活性，碱性自溶产物对 α- 葡萄糖苷酶有显著抑制活性。然而，在测试浓度下，真菌蛋白及其水解产物均未显示出抗微生物活性。这些结果表明，真菌蛋白碱性自溶产物具有作为多功能成分对抗氧化应激和高血糖的潜力，有望应用于功能性食品或营养补充剂中，减少对合成添加剂的依赖，满足消费者对天然、清洁标签产品的需求。这一研究为开发新型天然功能成分提供了理论依据和实践指导，在生命科学和健康医学领域具有重要的意义，为后续相关研究奠定了坚实的基础。
