德式乳杆菌保加利亚亚种是广泛应用于发酵乳制品生产的乳酸菌之一,具有高效的蛋白水解系统。研究表明德式乳杆菌保加利亚亚种的蛋白水解特性存在差异性,但是德式乳杆菌保加利亚亚种菌株的蛋白水解基因型差异性、乳清蛋白的利用能力仍有待进一步研究。本文以采集自青海、四川和新疆的发酵牦牛乳和曲拉等样品的24株德式乳杆菌保加利亚亚种菌株为研究对象,进行了基因草图测序;结合NCBI公布全基因组、染色体组及基因草图测序的39株德式乳杆菌的基因序列,进行包括同源进化分析、核心基因与泛基因分析和蛋白水解体系关键基因的分布等比较基因组学的研究。结果表明德式乳杆菌的泛基因组呈现开放型,仍在进行菌株的进化。COG功能注释结果表明菌株的附属&特有基因组与核心基因组相比具有更多的功能基因,蛋白水解体系关键基因分析结果表明菌株编码寡肽转运系统的OppA最具菌株多样性,编码部分肽酶的PepD、PepQ、PepO和PepI在菌株之间存在多样性,而编码胞壁蛋白酶的基因高度保守。依据基因组学的分析结果,选择了处于不同进化分支且蛋白水解相关基因差异较大的8株德式乳杆菌保加利亚亚种菌株,对其在乳清蛋白培养基中的肽酶活力和主要乳清蛋白的利用情况进行测定。在12 h的发酵过程中,3种肽酶活力均表现出先升高后降低的变化趋势,但不同菌株的肽酶活力之间存在差异性。8株菌株均表现出对α-乳白蛋白较强的水解能力(26.93%~31.33%),但对于β-乳球蛋白的水解能力存在菌株差异性,β-乳球蛋白的变异体A和B的水解率分别是10.56%~22.82%和9.04%~23.83%。菌株的氨肽酶活力与β-乳球蛋白的水解能力之间存在一定相关性,菌株DQHXNS8L6和DQHXNS15M2在3 h内即能达到最高的氨肽酶活力并有效水解β-乳球蛋白;PepD、OppA和OppB的基因数量与菌株的三种肽酶活力以及β-乳球蛋白的水解能力之间也表现出一定的相关性。对8株德式乳杆菌保加利亚亚种菌株进行乳清蛋白-乳糖体系发酵实验,结果表明菌株产肽能力(相对分子质量<2000)存在差异性,选取了产肽能力较强的菌株DQHXNS1L2和DQHXNS8L6,对其在4种不同初始pH值条件下(7.0、6.5、6.0和5.5)的产肽能力进行测定,结果表明初始pH值6.0条件下2株菌株具有最高的产肽能力。初始pH为6.0和6.5时,半胱氨酸肽酶和脯氨酸特异性肽酶活力较高且具有菌株差异性,而胞壁蛋白酶、金属肽酶活力在选取的pH范围内基本不受影响。对2株菌株水解产物中的多肽进行鉴定,发现菌株DQHXNS8L6比DQHXNS1L2拥有更多的切割位点。在菌株DQHXNS8L6的水解物中鉴定出5种来自β-乳球蛋白的生物活性肽,分别是LDAQSAPLR、DAQSAPLRVY、ILAEKTKIPAVF、IDALNENK和LSFNPTQ,其中4种含有Pro残基。综上所述,德式乳杆菌保加利亚亚种菌株在蛋白水解系统上存在基因型和表型的差异性,菌株的产肽能力与半胱氨酸肽酶和脯氨酸肽酶活力具有一定的相关性,且其均受到体系pH值的影响。