多肽的生物活性及产品开发研究进展

2018-01-18 09:48杨建刚王延圣王月明弓志青崔文甲贾凤娟赵玲玲王文亮
农产品加工 2018年12期
关键词:多肽结果表明胶原

杨建刚,王延圣,王月明,弓志青,崔文甲,贾凤娟,赵玲玲,王文亮

(山东省农业科学院农产品研究所,山东省农产品精深加工技术重点实验室,山东济南 250100)

多肽是从动植物及微生物中提取的分子量小的寡肽及分子量大的环形肽,科学试验表明活性多肽具有降低胆固醇、降血压、降血脂、抗氧化、抑菌等功能[1-3]。对生物活性肽的研究开发将是食品界的一个新的研究方向。

1 蛋白质多肽的生物活性

1.1 营养价值

多肽可快速补充蛋白质,易于消化吸收、利用率高,能迅速为机体提供能量[4]。

陈丽丽等人[5]研究了通过水解得到草鱼多肽在2.0~10.0的pH值环境下具有较好的溶解特性。18种氨基酸含量占草鱼多肽粉的90.94%,其中8种人体必需氨基酸占总氨基酸含量的41.33%,第一限制性氨基酸色氨酸占总氨基酸含量的0.76%。在8种人体必需氨基酸中含量最高的为赖氨酸,占总氨基酸含量的9.07%;草鱼多肽中呈味氨基酸(谷氨酸、天门冬氨酸和甘氨酸)占总氨基酸含量的29.06%,试验结果表明草鱼多肽可用于开发高档风味调料、调味品以及作为功能食品的添加剂等。

李志忠等人[6]对一种市售大豆多肽产品的水的质量分数、氨基酸的主要种类及其质量分数、多肽分子量分布等进行了分析。结果表明,该样品水的质量分数6.84%,多肽的质量分数76.33%,8种人体必需氨基酸含量24.94%,多肽中以分子量小于1 000 Da的为主,游离氨基酸的含量为26.33%,试验结果表明大豆多肽具有较高的营养价值。

1.2 抗氧化性

抗氧化肽可以在抑制自由基活动的同时减缓氧化还原反应的发生[7]。抗氧化肽作为外源性抗氧化剂,对组织细胞无损害,被机体吸收利用快、能够有效降低活性氧及自由基对机体组织的损害[8]。

沈晗等人[9]通过测定不同水解度(DH) 条件下酱渣多肽的体外抗氧化活性,结果表明随酱渣多肽含量增加,酱渣多肽的体外抗氧化活性逐渐增强;酱渣多肽对DPPH自由基清除率与酱渣多肽水解度(DH) 呈非线性关系;水解度(DH) <14.2%时,酱渣多肽对DPPH自由基清除率随水解度(DH)的升高而降低;水解度(DH)>12.2%时,酱渣多肽还原力随水解度(DH)增大逐渐减少,与某些多肽类物质相比,酱渣多肽有较高的抗氧化性和很好的应用价值。

郭战胜等人[10]研究了皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)、黑足鲍(Haliotis iris)及其杂交鲍腹足胶原多肽的制备和性质,并采用总还原力,对O2-·和·OH清除率和致衰小鼠灌胃胶原多肽后体内 MDA,SOD和GSH-PX变化来评价3种鲍胶原多肽的抗氧化性。结果显示,皱纹盘鲍、黑足鲍及其杂交鲍的胶原蛋白分别占总蛋白含量的23.44%,30.78%和26.92%,来自3种鲍的胶原多肽均呈现出较高的还原力、O2-·和·OH清除能力,对O2-·清除率的IC50值分别为3.03,2.40,1.15 g/L;对·OH清除率的IC50值分别为4.12,3.58,3.70 g/L。灌胃3种胶原多肽后,致衰小鼠肝脏和血清的MDA含量均降低,SOD和GSH-PX活力均上升。三者比较,杂交鲍胶原多肽在降低MDA含量、提高GSH-PX活力的作用最强,黑足鲍胶原多肽在提高SOD活力的效果最显著。

潘妍等人[11]通过酶法提取绿豆蛋白并水解得到绿豆多肽,并对提取的绿豆蛋白及多肽进行体外抗氧化活性测定,结果显示绿豆多肽的体外抗氧化活性要明显高于绿豆蛋白的抗氧化活性。

1.3 降血压降血脂及防治血栓作用

蛋白质进行酶解,可获得具有增强免疫功能和降血压的活性肽。血管紧张素转换酶(ACE)在人体血压调节过程中发挥至关重要的作用,血液中存在血管紧张素原在肾素水解作用下转换为血管紧张素I,在血管紧张素转换酶(ACE)作用下继续水解产生血管紧张素II,血管紧张素II能使末梢血管收缩,血压升高。多肽能抑制血管紧张素转换酶(ACE)活性,从而可预防血管出现强烈收缩活动,起到降血压作用[12]。

王茵等人[13]通过试验分析了紫菜多肽对高血脂大鼠肝脏系数、血脂指标及过氧化指标的影响。结果表明,紫菜多肽各剂量组大鼠的体重增加幅度较高脂模型组有显著下降;血清TC,TG和LDL-C含量降低,HDL-C含量升高,综合表现为AI降低;血清中GSH-Px和SOD活性升高,MDA含量降低;肝脏组织中GSH-Px活性升高,MDA含量降低,但肝脏系数和SOD活性变化不大。研究结果表明,紫菜多肽能够有效降低高血脂大鼠血脂水平,紫菜多肽能通过提高体内抗氧化酶活力抑制脂质过氧化反应,以此来降低发生动脉硬化等疾病的风险。

肖斌[14]对鲍鱼内脏蛋白ACE抑制肽进行酶解分离纯化得到的3 000 DaW下的多肽溶液,并测定其多肽含量和对ACE抑制。结果表明,多肽含量为10.25 mg/mL,对ACE的抑制活性为52.94%。

周贺霞[15]通过巴沙鱼皮胶原蛋白酶解技术得到巴沙鱼皮降血压肽,结果表明pH值处于2~10时具有较高的溶解度。降血压肽的乳化特性在酸性条件下比碱性条件下强。当pH值接近5时,鱼皮降血压肽的稳定性较强。

1.4 降低血清和肝脏胆固醇含量的作用

多肽能够降低血清胆固醇,其作用机理是多肽刺激体内分泌甲状腺激素,以此刺激促进胆固醇胆汁酸化,从而阻止肠道内胆固醇的吸收,并促使其排出体外[16]。

程天德等人[17]通过对大鼠喂食大豆低聚肽后测定血清和肝脏中的胆固醇和甘油三酯含量的方法,研究大豆低聚肽对降低血清和肝脏胆固醇含量的效果。结果表明,服用大豆低聚肽的试验组大鼠血清和肝脏中的胆固醇和甘油三酯含量均有不同程度的降低,大鼠粪便的排泄量及粪便中类固醇的含量增加。大豆低聚肽有剂量依赖性,高剂量大豆低聚肽组效果极显著。

2 蛋白质多肽在食品行业的应用

多肽作为一种新型的功能活性因子,在低过敏食品、营养疗效食品、运动强化食品、易消化吸收食品、功能保健食品、婴儿食品、降压食品及新型发酵类食品等特殊用途食品方面,具有广阔的市场前景和巨大的社会经济效益[18]。

2.1 多肽在营养疗效食品中的应用

多肽可用于增加特殊病人营养的营养增强剂,特别是肠道营养剂和流态食品,对消化功能处于衰退的老年人、处于康复期病人和消化功能尚未成熟的婴幼儿等人群具有良好效果[19]。

石岭[20]研究了水解后的草鱼蛋白多肽具有良好的溶解性与流变学性能。结果表明,草鱼多肽的化学评分(CS)、氨基酸评分(AAS)、生物价(BV)、必需氨基酸指数(EAAI)、营养指数(NI)和氨基酸比值系数分(SRCAA) 分别达到53.29,76.40,71.51,76.34,74.81,77.19。表明草鱼多肽氨基酸组成平衡合理,是高质量的蛋白质来源。

2.2 多肽在保健食品中的应用

多肽具有的某些活性基团可以与钙等矿质元素相互结合,金属离子可与多肽的活性基团鳌合成有机金属络合肽,从而能够促进矿质元素的有效吸收[18]。

彭巧云[21]选用在最佳酶解条件下制备出的胶原多肽为原料,与食品级的氯化钙螯合并确定制备胶原多肽螯合钙的最佳工艺条件。结果表明,在最佳的螯合条件pH值6.0,钙元素添加比例130 mg/g,时间30 min,温度30℃下得到胶原多肽螯合钙达到77.7 mg/g。

3 展望

随着科学技术的发展进步,对多肽研究取得了一定的成就,但多肽的研究中依然存在着诸多问题。例如,多肽的提取方法不完善、纯化品的制备困难,多肽的生物活性无法得到有效的保证、多肽在体内的作用机制等一系列问题[22]。多肽未来的发展应用主要包括2个方面,即医药领域和食品保健领域[23]。在医药领域,多肽作为生物体内的重要组成部分之一,在体内各脏器有许多复杂而特殊的生理活性。研究和挖掘多肽(尤其是人工合成的小分子多肽) 与体内各种脏器的特殊生理作用,可以提供许多预防和治疗人类疾病的有效方法。在食品保健领域,主要是利用活性多肽能够增强人体免疫功能,起到抗衰老、降血脂、增强免疫力等保健作用。

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