近日，岳麓山实验室蔬菜品种创制中心/湖南农业大学园艺学院宋勇教授团队在木薯叶蛋白资源化利用研究中取得重要进展。研究团队通过酶解技术与多组学分析手段，首次系统揭示了木薯叶源生物活性肽的抗氧化及疾病干预机制，相关成果为农业废弃物高值化利用及功能性食品开发提供了创新思路。该研究以 “Enzymatic Hydrolysis of Cassava Leaf Proteins Unlocks Antioxidant and Therapeutic Peptides” 为题，在国际权威期刊（Food Chemistry）在线发表。
随着全球人口增长，蛋白质资源短缺与动物源蛋白带来的环境负担日益凸显，迫切需要替代蛋白来源缓解日益增长的人口所带来的营养需求问题，植物源蛋白优势突出、需求剧增。2023年，全球木薯总产量约3.2亿吨，木薯叶作为木薯生产的主要副产物，按照木薯叶30%的保守占比推算，全球木薯鲜叶年总产量约9600万吨。木薯叶富含蛋白质、鲜叶含量约7-9%、干叶可高达38%，氨基酸组成可媲美鸡蛋，远超大豆、菠菜等常见植物蛋白源；但全球木薯叶仅5%左右用作蔬菜食用或饲料原料，绝大多数被直接丢弃，不仅造成资源浪费，还带来环境污染。随着全球农业副产物管理的日益重视和我国大食物观战略的推动，以及人们对健康饮食的关注度不断提高，木薯叶的资源化利用前景广阔。如何高效提取木薯叶蛋白并转化为功能性生物活性物质，成为农业领域亟待突破的关键问题。
该研究通过Alcalase酶解木薯叶蛋白可释放36种生物活性肽，其中8条短链疏水肽（如HPDGF、SEGGF）具显著抗氧化及多靶点调控潜力。氨基酸分析表明，酶解产物必需氨基酸占比超40%，达优质蛋白标准；分子对接显示，关键肽段与AKT1、CASP3等氧化应激靶点结合能低至-9.2 kcal/mol，可通过PI3K-Akt等通路调控细胞抗氧化防御。该研究为木薯叶废弃物高值化利用及功能食品开发提供了新路径。
图1 不同酶解对木薯叶蛋白品质的影响。
（A-D）各种水解和未水解木薯叶蛋白样品的氨基酸组成。(E)木薯叶蛋白必需氨基酸品质。
图2 木薯叶肽与抗氧化机制相关靶点的网络分析。
A展示了木薯叶肽和已知抗氧化剂靶点的交集；B展示了木薯叶肽和抗氧化剂靶点之间的相互作用关系；C突出了网络中前25个关键基因的相互作用。
图3 木薯叶肽与抗氧化相关基因的分子对接分析及配体相互作用。
A-B: ASVGF与IL1B的三维（3D）和二维（2D）对接图；C-D: HPDGF与CASP3的3D和2D对接图；E-F: HPDGF与CCND1的3D和2D对接图；G-H: SEGGF与AKT1的3D和2D对接图。
湖南农业大学为论文第一作者和通讯作者单位，园艺学院蔬菜学博士研究生张金泉和硕士研究生方雨思为共同第一作者，岳麓山实验室/湖南农业大学宋勇教授、中国热带农业科学院张振文研究员和王琴飞副研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了国家木薯产业技术体系项目（CARS-11-HNSY和CARS-11-HNZZW）、国家重点研发计划项目（2023YFD1000600）的资助。
