[科普中國]-生物活性肽

概述

現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：人類攝食蛋白質(zhì)經(jīng)消化道的酶作用后，大多是以低肽形式消化吸收的，以游離氨基酸形式吸收的 比例很小。進(jìn)一步的試驗(yàn)又揭示了肽比游離氨基酸消化更快、吸收更多，表明肽的生物效價(jià)和營養(yǎng)價(jià)值比游離氨基酸更高。這也正是活性肽的無窮魅力所在。

生物活性肽(Bioact ive Peptide s ,BA P)就是對(duì)生物機(jī)體的生命活動(dòng)有益或是具有生理作用的肽類化合物, 是一類相對(duì)分子質(zhì)量小于6000Da , 具有多種生物學(xué)功能的多肽。其分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不一，是介于氨基酸與蛋白質(zhì)之間的分子聚合物，小至由兩個(gè)氨基酸組成，大至由數(shù)十個(gè)氨基酸通過肽鍵連接而成，而且這些多肽可通過磷酸化、糖基化或酰基化而被修飾1。

生物活性肽有多種多樣的生理功能, 如激素作用、免疫調(diào)節(jié)、抗血栓、抗高血壓、降膽固醇、抑菌、抗病毒、抗癌作用等2。這些功能是原蛋白質(zhì)或組成氨基酸所不具備的獨(dú)特的生理機(jī)能， 且許多活性肽的組成氨基酸并不一定是必需氨基酸，這就為利用蛋白質(zhì)資源， 特別是那些原本認(rèn)為生物效價(jià)不高的蛋白質(zhì)資源利用提供了新的機(jī)遇，是當(dāng)前國際食品界最熱門的研究課題和極具發(fā)展前景的功能因子。20世紀(jì)末，科學(xué)家在破解基因的秘密的同時(shí)，也對(duì)存在于生物體內(nèi)的另一類奇妙物質(zhì)的研究發(fā)生極大的興趣。這類物質(zhì)就是生物活性肽，或稱功能肽，由氨基酸組成，是一種小分子的蛋白質(zhì)，比如胰島素，就是一種多肽，再如在日本應(yīng)用廣泛的促進(jìn)鈣吸收的CCP，在歐美風(fēng)靡一時(shí)的促進(jìn)生長的HGH……。

分類生物活性肽的分類可按保健功能來劃分。按照功能來分有生理活性肽、食品感官肽等多種3。以下是常見的幾種生物活性肽的簡介：

1.生理活性肽

抗菌肽

又稱抗微生物肽，廣泛分布于自然界，在原核生物和真核生物中都存在。如植物、微生物、昆蟲和脊椎動(dòng)物在微生物感染時(shí)迅速合成而得，也可采用基因克隆技術(shù)生產(chǎn)，如乳鏈菌肽（Nisin）即具有很強(qiáng)殺菌作用?？咕囊话憔哂写碳ぞ奘杉?xì)胞增長、提高免疫力和抗細(xì)菌侵襲的功能4。

神經(jīng)活性肽

神經(jīng)活性肽包括類鴉片活性肽如腦啡肽， 以及其它神經(jīng)活性肽如生長激素抑制劑、舒緩激肽和促甲狀腺釋放激素等5， 能夠作為激素和神經(jīng)遞質(zhì)與體內(nèi)的μ、δ、γ-受體相互作用，可起到鎮(zhèn)痛、調(diào)節(jié)呼吸及體溫等功能1。神經(jīng)活性肽主要存在于牛乳、鮪魚、大豆及其它豆類等許多食品蛋白質(zhì)的水解物中，能夠調(diào)節(jié)神經(jīng)的信息傳遞。

免疫活性肽

免疫活性肽是繼從牛乳提取物中發(fā)現(xiàn)阿片樣肽后第24片肽類中內(nèi)啡肽、腦啡肽、強(qiáng)啡肽等對(duì)免疫系統(tǒng)有重要的調(diào)節(jié)作用。免疫活性肽具有多方面的生理功能， 不僅能增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力, 在動(dòng)物體內(nèi)起重要的免疫調(diào)節(jié)作用；而且還能刺激機(jī)體淋巴細(xì)胞的增殖和增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬能力，提高機(jī)體對(duì)外界病原物質(zhì)的抵抗能力1。

抗氧化肽

抗氧化肽不僅具有清除體內(nèi)自由基的功能，而且對(duì)紫外線引起的線粒體的損傷和自由基誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化具有明顯的保護(hù)作用6。此外，抗氧化肽的作用機(jī)理還包括給抗氧化酶提供氫、螯合金屬離子等。肌肽(Camo sine , β-A la-His)是存在于動(dòng)物肌肉中的一種天然二肽，能抑制體外由鐵、血紅素、脂氧合酶和單線態(tài)氧催化的脂肪氧化，也能抑制蒸煮肉在冷藏時(shí)的氧化酸敗7。

2.食品感官肽

呈味肽

呈味肽包括甜味肽、酸味肽、咸味肽和苦味肽等，這些肽類添加到食品中能夠明顯改變食品原有的口感。同時(shí)這些肽類如咸味肽, 由于可作為無鈉調(diào)味劑，能為糖尿病患者和高血壓患者所利用，所以可作為保健食品的基料5。

表面活性肽

從酪蛋白、乳清蛋白、大豆蛋白和面筋蛋白水解物中獲得的多肽， 如一酪蛋白多肽段：α-S1-CN(1-23)、β-CN(193-209)和β-CN(1-25)，它們?cè)谑称分芯哂斜砻婊钚詣┑淖饔?，有很好的穩(wěn)定性和乳化能力，從而改善了酪蛋白的功能性質(zhì)。此外，對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行適度水解，還可以提高其起泡性。

營養(yǎng)肽

針對(duì)營養(yǎng)不良或消化吸收有問題的病人，配方食品中的多肽或蛋白質(zhì)水解物已經(jīng)逐漸取代氨基酸作為氮源使用，并且已經(jīng)證明二肽或三肽的消化吸收率較氨基酸高7。

它們具有廣泛的生理活性，如：免疫調(diào)節(jié)、預(yù)防高血壓、抗凝血和調(diào)節(jié)礦物質(zhì)的吸收等， 因此乳制品中的肽成分既是營養(yǎng)品， 又是生理活性物質(zhì)8。

生產(chǎn)方法生物活性肽的制備方法可分為直接提取法、人工合成法和蛋白質(zhì)降解法三種9。

直接提取法就是利用各種分離純化技術(shù)， 直接從自然界生物體中提取出各種生物活性肽。由于這些生物活性肽是生物體本身所含有的，并且在生物體中含量很低，如果要把這些活性肽從生物體中分離出來獲得較高純度的產(chǎn)物，成本很高。

人工合成生物活性肽的途徑主要有三條：化學(xué)合成法、酶合成法和重組DNA 技術(shù)。化學(xué)合成途徑主要是固相合成法和液相合成法，化學(xué)合成法的缺點(diǎn)：具有消旋化和副反應(yīng)；需要對(duì)肽側(cè)鏈中的基團(tuán)進(jìn)行保護(hù)；需要過量的鏈接試劑和?；d體；鏈接試劑的毒性殘留影響制品質(zhì)量和環(huán)境8。酶合成法相對(duì)有很多優(yōu)點(diǎn)，如反應(yīng)溫和, 酶催化位置有方向性等，但反應(yīng)副產(chǎn)物多，產(chǎn)率過低。而使用DNA 重組技術(shù)只能合成大分子肽類和蛋白質(zhì)，對(duì)人類主要需求的具有營養(yǎng)價(jià)值的小肽，這種方法也不適用。

蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的活性肽主要是以化學(xué)法和酶法水解而來。化學(xué)法以酸或堿斷開蛋白質(zhì)肽鍵，由于反應(yīng)環(huán)境較極端, 不利于活性的保持9 。酶法水解蛋白質(zhì)生產(chǎn)的活性肽安全性高、無副作用9，能在溫和的條件下進(jìn)行定位水解分裂產(chǎn)生特定的肽，且水解過程易于控制。酶法生產(chǎn)活性肽工藝一般流程為：選擇原料蛋白——預(yù)處理——酶解——分離——精制——成品。

發(fā)展中國生物活性肽研究開發(fā)起步晚，研究單位少，基礎(chǔ)和應(yīng)用研究都很薄弱，目前處于起步階段。

中國在生物活性肽的研究開發(fā)上，從事活性肽的研究單位也多從醫(yī)藥角度出發(fā)，研究力量及投入較少，限制了活性肽藥食兩用功能的發(fā)揮，市場上國產(chǎn)的活性肽藥品和食品寥寥無幾。但近幾年研究逐步活躍起來，報(bào)道漸多，前景看好。當(dāng)前生物活性肽研究開發(fā)的方向是：①新型活性肽的發(fā)現(xiàn)，特別是許多非食用生物資源中天然活性肽發(fā)現(xiàn)與結(jié)構(gòu)分析、活性研究等；②蛋白質(zhì)制備活性肽的定向酶解技術(shù)開發(fā)，包括高效、專一性強(qiáng)的產(chǎn)酶菌種選育、復(fù)合酶系共同作用機(jī)理、機(jī)制研究, 酶解工藝技術(shù)改進(jìn)等；③脫苦微生物的分離、純化和機(jī)理研究等；④功能性肽的分離、分析技術(shù)的開發(fā)， 包括新型高效分離設(shè)備和分離工藝，靈敏度高、簡單易行的目標(biāo)肽活性分析檢測體系和分析技術(shù)；⑤肽的功能性生物學(xué)評(píng)價(jià)研究；⑥生物活性肽醫(yī)藥品和功能食品開發(fā)[ 2] ;⑦研究參與調(diào)節(jié)生物活性肽吸收的因素研究；⑧生物活性肽低成本、高純度、大批量生產(chǎn)的工程化研究；⑨生物工程技術(shù)在活性肽制備方面的應(yīng)用研究，如蛋白質(zhì)工程、酶工程、基因工程、細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)等7。

保健食品白蛋白多肽膠囊、降脂肽軟膠囊、青春肽軟膠囊、睡眠肽泡騰片……

乳品

降脂奶粉：添加大豆肽及其他功能成份。

補(bǔ)鈣奶粉：添加鈣和促鈣吸收功能成分（CPP）。

降壓奶粉：添加玉米肽等功能成份。

老人奶粉：根據(jù)老人身體特點(diǎn)，添加相應(yīng)營養(yǎng)素和功能成份。

調(diào)整消化奶粉：添加調(diào)整腸道菌群和促進(jìn)消化的功能成份。

病康復(fù)奶粉：根據(jù)各種不同病癥，設(shè)計(jì)不同配方。例如：手術(shù)后、產(chǎn)后、放化療后等，成為探視病人的禮品。

糕點(diǎn)

健康月餅：添加大豆肽和其他功能因子，消除脂肪、糖過量攝入對(duì)人體的 影響，既可享受美味，又不傷害身體。

補(bǔ)鈣餅干：添加鈣的CPP。

促消化餅干：添加白蛋白多肽和其他營養(yǎng)成份。

運(yùn)動(dòng)餅干：添加大豆多肽、白蛋白多肽和其他營養(yǎng)成份，用于運(yùn)動(dòng)疲勞恢 復(fù)和學(xué)生郊游、旅游等。

疾病康復(fù)餅干：針對(duì)不同疾病病人選擇不同的配方，亦可開發(fā)探視病人的禮品。

糖類

（開發(fā)不同人群使用的糖果和小包裝糖，如紅糖、白砂糖）

小包裝糖（白糖或紅糖）：孕婦、兒童、老人、病人（補(bǔ)血、補(bǔ)鈣、益智、防衰、美容等），將各種功能活性肽用微囊包裹后作小量添加，同時(shí)對(duì)糖做無害化處理，消除過量食糖對(duì)人體的危害。

e之伴：抗輻射的含片（或口香糖），白領(lǐng)和使用電腦者的時(shí)尚糖果。

健康巧克力：各種不同健康作用的巧克力。

其他

酒類

護(hù)肝酒、促進(jìn)酒精代謝的酒、提高免疫的酒、抗風(fēng)濕痛風(fēng)的酒以及其他營養(yǎng)酒（其中的添加劑根據(jù)不同的功能需求分別配方）。

肉制品（開發(fā)健康肉制品）

系列火腿腸：降脂、降壓、補(bǔ)鈣、健腦、補(bǔ)血等。

健康快餐食品

長期食用快餐食品對(duì)健康有害，利用肽的健康功能，加上其他營養(yǎng)成份，開發(fā)利于健康的快餐食品。