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小肽的研究进展
作  者
xdsp
作者单位
作者涉嫌骗取杂志社录用函,稿件作废处理
文章刊期
xdsp
入库时间
2022-09-21
阅读数量
688
【摘 要】小肽,蛋白质水解产物,具备单体氨基酸或蛋白质不具有的独特的生理活性特定生理功能,具有很高的生物效价。因此,国内外学者更加重视对小肽的研究开发与利用,本文将以蛋白质为切入点,阐述小肽的制备方法、吸收机制、功能特性及其未来的发展趋势。……
【关键词】小肽 制备方法 吸收机制 功能特性 发展趋势 ACE抑制肽
小肽的研究进展

摘要:小肽,蛋白质水解产物,具备单体氨基酸或蛋白质不具有的独特的生理活性特定生理功能,具有很高的生物效价。因此,国内外学者更加重视对小肽的研究开发与利用,本文将以蛋白质为切入点,阐述小肽的制备方法、吸收机制、功能特性及其未来的发展趋势。

关键词:小肽;制备方法;吸收机制;功能特性;发展趋势;ACE抑制肽

人体全部细胞组织器官的重要组分蛋白质,其对人体的生理功能有重要的调节作用。据现代营养学研究发现,当人体从食物中摄入蛋白质,将会通过消化系统,被相应的酶作用,之后大部分以小肽的形式被消化、吸收、利用。小肽的分子量一般在1000D以下,由2-3个氨基酸所组成。早在20世纪60年代,科学家们就提出证据,说明小肽可以直接被人体吸收,且与氨基酸的混合物在机体中的吸收率很高,由此可以说明小肽的生物效价更高【1】可以更高效的调解机体的生命活动。目前,已有相当一部分小肽类物质被广泛应用于医药学、化妆品、动物饲料、添加剂等,在小肽的制备方法、生理功能、机制等方面取得了一定的进展,本文将目前的相关研究成果进行叙述。
1.小肽的吸收特点
1.1 单胃动物体小肽的吸收机制
小肽分为功能性小肽和营养性小肽,研究者就其吸收机制进行探讨,得出小肽在单胃动物细胞中以三种转运系统特征:①在固定范围内PH的H+/Na+交换转运体系,过程中不消耗能量,Daniel等(1994)提出,在转运过程中,利用H+沿呼吸链使得细胞内的电化学质子梯度变化,为小肽提供动能向细胞内运动,同时以自由扩散的方式进入细胞,进而细胞浆的pH下降,H+/Na+通道被活化并释放出H+,使细胞内pH值恢复。②小肽通过逆浓度梯度进行转运,依赖于H+浓度或Ca2+浓度,利用电导作用的主动运转过程,要消耗能量(ATP),但据Vincenzini研究表明,在一定氢离子浓度下,囊泡膜刷状缘肽的主动转运加快。因此这种吸收方式在缺少O2或者添加抑制剂的条件下会被抑制;③依赖载体谷胱甘肽(GSH)运转体系,这种转运体系与Na+、K+、Ca²+、Mn²+、Li+的浓度梯度有关,而与H+浓度无关。
1.2 小肽吸收的特点
     邹远东等在多肽的研究中发现,哺乳动物摄入蛋白质后,在其小肠末端有大量小肽集聚,机体利用小肠粘膜中存在的肽的转运载体,促使小肽被吸收,其具有耗能低,速度快,不易饱和的特点;Bamba等(1992)报道,寡肽作为底物,可以增加刷状缘膜的氨基酸肽酶活性,同时提高氨基酸载体的数目,由此可知小肽本身可以促进游离氨基酸及残基的吸收。赵昕红(1998)研究指出,小肽可以促进寡肽自身的氨基酸被顺利吸收,对其他氨基酸、肽的转运也起推进作用。施用辉(1996)提出,精氨酸和赖氨酸具有相同的吸收位点,在吸收过程中存在颉抗,而以肽氨基酸的形式供给动物时,则没有影响。因此,小肽有助于缓解氨基酸之间因竞争吸收位点而发生的吸收抑制;肽与氨基酸的吸收优势部位有较大差别,肽可以通过十二指肠被吸收为能量、营养,之后通过血液运输到身体的各个部位。
2、小肽功能特性
2.1 抗氧化性
在人体免疫调节的作用下,人体内的自由基会维持一个动态平衡,但由于一些饮食或作息的影响会导致自由基平衡被破坏,体内自由基数目增多,使机体处于亚健康状态易引发其他疾病。DPPH作为一种稳定的自由基可以捕获自由基且不会产生其他不良影响,将捕获了自由基的DPPH消灭就可以减少人体内自由基的数目,维持机体自由基稳定数目,保护机体健康。
通过测定生物体内超氧阴离子、羟基自由基的清除,以及对于DPPH自由基的清除、Fe3+铁离子的还原能力可以测得枸杞籽饼粕中的抗氧化肽的抗氧化性程度的强弱。目前,在食品行业,脂质的氧化对于食品的营养价值、风味物质都有一定的破坏和损失,而天然食源性抗氧化肽可以在防止氧化的同时保证食品的安全性和营养性。另一方面抗氧化肽在美妆抗衰老方面也更具有应用市场。
2.2 抗菌活性
抗菌肽是生物体内通过自身免疫调节产生的一种具有靶向性高效性的强抗菌小分子肽,在体内可以快速扩散,发现目标细胞后吸附于细胞膜上,在膜上形成一个能够跨膜运输的离子通道,改变膜的通透性,使得胞内物质流出细胞失活死亡,进而免疫能力增强。抗菌肽具有广谱抗菌活性,且分子较小,在整个作用过程中抗菌肽表现出其具有的高效性和定向性。
研究表明,抗菌肽不仅具有很强的抗微生物活性同时具有一定的耐药特性,在抗菌和败血病方面都有显著的成效。相较于传统抗生素,抗菌肽更加安全高效具有更强的免疫体调节功能。
2.3 抗高血压活性
抗血压肽作为一种可以调节血压使其从高值状态变为低值状态的物质在减少高血压病发有显著作用效果,血管紧张素转化酶(Angiotensin I-converting enzyme, ACE)可将无活性的血管紧张素Ⅰ水解转化生成具有很强活性的血管收缩剂血管紧张素Ⅱ,使血管的舒张压、收缩压升高从而使得血压升高,另一方面ACE影响着水解缓激肽,缓激肽即ACE抑制肽,缓激肽使得血管扩张从而达到降压效果【2】,对于人体血压调节有着不可代替的重要作用。传统的降压药价格昂贵且伴有多种副作用,虽然可以治疗疾病但在安全这一方面并没有抗血压肽更有保障,且其存在于各种食物蛋白中可通过饮食和保健食品摄入,可作为新型功能性食品对人们的健康起一定的防护作用。
2.4 免疫活性
机体自身的免疫调节是影响人体健康的重要因素,与其息息相关的便是人体内的免疫活性肽。免疫活性肽可以通过淋巴和巨噬细胞更快速有效的触发机体的免疫调节作用,增强机体对外来病原体及有害物质的抵抗作用与机体对内源细胞代谢所产生的老化细胞的清除作用。可研发为新型功能性食品来增加人体抵抗力和免疫能力来减少疾病的发生,对于维持人体健康有着极大的作用。
2.5促进蛋白质的合成
Infante用氧化小肽与合成氨基酸、蛋白质作为饲养老鼠的共同氮源,以此为基准做了一系列的测定蛋白质实验,实验结果标明以小肽为氮源的沉积最多,继而是蛋白质,最少的是氨基酸。这主要是因为这些小肽在人体血液中不仅能够通过直接参与一些机体器官蛋白质的消化合成,还会被机体器官完整地被利用,这充分说明小肽会直接促进机体蛋白质的消化合成。
2.6 提高矿物质的吸收利用率
施用晖等(1996)报道,小肽食物添加到玉米鸡蛋黄等粮食中,血浆蛋白中铁、锌的平均含量和形成蛋壳膜的强度都有所提高。通过研究发现对人体有益的含金属微量元素都可以和小肽形成螯合物来增加可溶性,说明小肽能够提高矿物质的吸收利用率。
2.7对瘤胃微生物的作用
小肽在瘤胃微生物的生长周期中起着关键作用,它可以通过增强其的再生率从而缩短生长周期,在发酵糖和淀粉的微生物生长中有着优异的成果表现,但在纤维素物质的缓慢发酵中并没有很好的作用。因为肽能够提高微生物蛋白加速合成,影响氨基酸在瘤胃微生物在小肠内的氨基酸组成,提高微生物生长速度。
2.8提高动物生产性能
高欣等(2000)实验研究表明,将小肽添加到饲料中喂养仔猪可以提高它对营养物质的吸收率,从而提高了其生产性能。
将小肽适当加入粮食到那些具有良好生产保护性能且需要被充分利用的哺乳动物上,生产力的性能显著可以得到有效提高。如奶牛产奶、乳猪肺部增长发育增强消化,也是综合利用到小肽能够促进蛋白质合成优于氨基酸。
3.小肽的制备方法
3.1酶解法
酶解法是利用蛋白酶水解富含蛋白质的物质获得小肽的方法。酶解法作用条件温和,操作过程安全易控制,制备效率高,不会产生有毒有害物质,且成本较低,是人们用来制备小肽的一个重点研究对象。
不同酶水解位点不同,得到的小肽种类、大小、作用以及生物活性都不同,同时酶的作用效果也与底物浓度、PH、加酶量、酶解温度、时间等有关。罗鹏【3】在葵花籽ACE抑制肽的研究中,使用多种蛋白酶,得到水解蛋白质的最优工艺条件,使酶解液的ACE抑制率达到65.23±0.58%。
3.2 微生物发酵
微生物发酵法是采用可降解蛋白质的菌株,通过生化反应将大分子蛋白质转化为小分子肽的一种方法。微生物发酵法制备小肽要求原料富含蛋白质,目前我国对于豆类的发酵制品和其他发酵制品的研究较多。微生物发酵法目前应用的微生物有枯草芽孢杆菌、放线菌、黑曲霉、米曲霉、乳酸菌等。李响【4】等采用乳酸菌、霉菌和枯草芽孢杆菌发酵大豆蛋白制备小肽,通过研究发现该小肽有一定的ACE抑制活性,其中利用保加利亚乳杆菌发酵大豆蛋白得到的小肽ACE抑制活性最高,还在试验中发现ACE抑制活性与小肽含量呈正比关系。
微生物发酵法制备多肽的另一个重要原料就是饼粕,我国的饼粕资源十分丰富,有亚麻籽、葵花籽、芝麻籽饼粕等,在宁夏回族自治区,枸杞籽饼粕也是一个重要的饼粕类资源,它们都是经榨油后的片状或粉末状产物,是优质的蛋白质资源。王雪峰【5】使用枯草芽孢杆菌和雅致放射毛霉发酵菜籽饼粕,菜籽肽得率为6.72%。还了解到像豆粕、菜籽粕、棉籽粕等经微生物发酵可以降低或消除饼粕中的抗营养因子,增加了小肽含量,提高其营养价值和消化率,作为优质饲料重复利用,实现资源的可持续发展。
3.3人工合成
3.3.1化学合成
化学合成包括固相合成法和液相合成法等,多肽合成是从氨基酸C端到氨基酸N端的缩合反应,是氨基酸重复添加的过程。莫金秋等采用9-芴甲基氧羰基(Fmoc)法,使用Wang树脂作为载体,HOBt/DIc作为缩合剂,制得纯度>98.2%的软刀素肽,含量为26.3%,将用于抗H1型病毒的药物研究。
3.3.2基因工程法
基因工程法是以DNA重组技术为基础,选择合适的DNA片段,导入宿主细胞经复制、转录、翻译表达出特定的多肽。基因工程法合成的多肽有明确的氨基酸序列、功能化片段和准确的相对分子质量,很多应用在基因医疗、肿瘤治疗、药物释放和荧光成像等方面,但是由于它难分离,产率较低,不能大规模生产。                
4.小肽的应用趋势
4.1禽类中的应用
王碧莲等人(2000)以鸡蛋饲料中添加大量鸡蛋小肽的乳制品为例,调查了蛋鸡产卵后期对饲养鸡蛋和产卵效率、蛋重、料蛋比的影响。结果表明针对小肽生物制品应用可有效提高哺乳蛋鸡后期的消化生产率和性能。
4.2反刍动物生产中的应用
根据李利等(2000)的试验结果,肽可提高瘤胃微生物对粗饲料的利用程度。因为小肽在反刍动物可以发挥它促进蛋白质合成的营养作用来提高动物生长速度被利用程度。
4.3食品中的应用
在食品加工行业植物饼粕是植物种子榨油后的产物,含有大量的蛋白质可以通过酶解获得小肽物质。例大豆饼粕、菜籽饼粕、枸杞籽饼粕等。这些饼粕中富含的大量有机植物性蛋白质,含量一般都在30%以上,可通过酶水解获得功能小肽,同时,可利用植物蛋白的水解物,通过美拉德反应合成肉香味获得肉味香料,也是对蛋白质的高附加值综合利用是未来的的发展趋势。
4.4医药中的应用
目前,生物活性肽在我国的中医药行业被广泛研究使用,因其具有抗慢性病毒、抗癌、抗血栓、抗高血压、免疫系统功能的平衡调整、激素新陈代谢功能调节、抑菌、降低坏死性胆固醇等作用。且生物活性肽中的微血管紧张素可转化为肽酶(ACE)调节高血压。人们还在蔬菜、花生、玉米、瘦肉、鱼虾、豆类等食物中不断研究发现新的ACE抑制肽。表明ACE抑制肽广泛存在于食品中。小分子肽具有抑制ACE活性、不易与其他肠道内磷酸蛋白酶反应、与其它活性物质并存、刺激巨噬细胞的吞噬、提高毛细管通透性等功能。
4.5各饼粕中小肽的应用
在食品加工行业,植物饼粕是植物种子榨油后的产物,含大量的蛋白质可通过酶解获得小肽物质。植物饼粕中富含的大量有机植物性蛋白质,含量一般都在30%以上,可以通过酶水解获得功能小肽。
李明亮研究证明当大豆肽与小麦肽的比例为2:1复合组减少小鼠氧化损伤,增加体内抗氧化能力,达到抗疲劳作用。王振斌等人开发了芝麻饼粕酶法抑制血管紧张素转化酶(ACE)的技术,实现了降血压活性最高的芝麻饼粕ACE抑制多肽技术。王海凤【6】等研究表明,以葵花籽饼粕为原料提取蛋白质,然后酶解制备寡肽产品,对其抗氧化性和延缓衰老的作用进行了研究,结果多肽分子可清除特定的自由基,降低血清提高体内体外抗氧化活性,延缓皮肤衰老。
枸杞籽饼粕中含有4%~30%的蛋白质,经过蛋白质水解得到高附加值植物的ACE抑制肽也有提高枸杞籽饼粕附加值芝麻饼粕制备ACE抑制肽的研究。
5.结束语
综上所述,植物蛋白可以通过酶解获得功能小肽,具有一定的生物活性,在体内发挥着特定的生理功能,在人体消化吸收中有一定的高效性,其营养价值渐渐被人们认可。同时可以通过水解获得具有高附加值的植物ACE抑制肽,在人体中产生的降血压作用。
参考文献:
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[6]王海凤;王常青;许洁;吕鹏;张国华.葵花籽粕多肽抗氧化与延缓衰老作用的研究[J].食品工业科技,2010,31(07):92-94.

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