牛乳源生物活性肽研究与应用进展

2018-08-29 11:11:31 来源：食品安全导刊

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　　摘要：活性肽是食品研究的热门课题，具有良好发展前景。牛乳蛋白除了向人体提供营养物质外，还可产生多种对人体具有积极作用的活性肽。牛乳源生物活性肽的分离鉴定及其构效关系的研究对于其研究与应用十分有必要。本文综述了牛乳源生物活性基础研究及应用进展，为今后的研究应用提供参考。

　　关键词：乳源性;生物活性肽;功能性食品；食品添加剂

　　Research Progress and Application in Food of Milk Derived Bioactive Peptides

　　LIANG Cao-wen，CAO Yong*

　　（College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China）

　　Abstract：Milk-derived bioactive peptides have been identiﬁed as potential ingredients of health-promoting functional foods.The present review summarizes the preliminary classes of bioactive milk-derived peptides along with their physiological functions,general characteristics and potential applications in healthcare.

　　Key words：bioactive peptides；application；functional food；milk protein

　　蛋白质是人体三大营养物质之一，过去研究认为机体以氨基酸形式吸收蛋白质[1-2]。肽除了被水解为游离氨基酸经肠道吸收，也能以二肽或者三肽形式被机体吸收，发挥生理功能[2]。活性肽段以非活性状态存在于蛋白质氨基酸序列中[3]，经胃肠道消化或蛋白酶体外水解后，活性肽段被释放出来发挥生理调节功能[4]。

　　在蛋白质活性作用的研究中，对乳蛋白的研究最为深入[5]。乳蛋白作为食源蛋白质的重要组成部分，除了提供营养物质给人体，还含对人体代谢和生理活动具有积极影响的生物活性肽[6]。牛乳源生物活性肽的研究是现代营养学研究的热点，极具发展前景[7]。本文从牛乳源生物活性肽的基础研究与应用方面阐述来自牛乳源的不同功能生物活性肽，总结目前的应用现状，为其后续的研究应用提供参考。

　　牛乳源生物活性肽的种类

　　免疫调节肽

　　免疫调节肽是具有刺激吞噬功能的肽类，可从乳酪蛋白酶解物中分离[8-11]，免疫调节肽在生物体内起重要的免疫调节作用[12]，有刺激淋巴细胞增殖、增强巨噬细胞的吞噬[13]、提高抗病原物质的感染能力[14]。

　　牛αs1-酪蛋白、牛αs2-酪蛋白、牛β-酪蛋白及乳清蛋白中均有大量免疫调节肽[15-16]。酶消化体系不同所产生的酪蛋白酶解产物对机体的免疫调节效果功能不同。有报道免疫调节肽抑制艾滋病早期感染的效果和肿瘤生长的作用[17-18]。

　　阿片肽

　　阿片肽是指具有阿片活性的小分子生物活性肽，对神经系统有作用。阿片肽分为外源性阿片肽和内源性阿片肽。外源性阿片肽，例如牛乳源阿片肽以无活性的形式存在于牛乳蛋白中，经过一定条件酶解后才会对人体起作用。阿片肽有镇静止痛、抑制性调节生殖激素、影响骨代谢等生理功能。

　　关于乳源性阿片肽最早是BRANTL从喂食了牛乳酪蛋白酶解物的豚鼠回肠毛细管中检测分离出类吗啡的7个氨基酸的活性短肽，序列为Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly-Pro-Ile，该肽段为牛乳β-酪蛋白序列，他们与μ受体有很好的结合力有呼吸抑制性等特性。

　　抗氧化肽

　　自由基的产生和清除在人体内正常情况下处于动态平衡。人体内自由基的产生超过机体内对自由基的清除能力；或机体内发生抗氧化体系故障，就会发生体内自由基代谢失衡导致机体损伤，严重时引发多种疾病。研究表明经饮食提供抗氧化物提高机体的抗氧化能力可降低机体氧化应激水平。

　　牛乳中已经被发现多种抗氧化肽。Pihlanto在牛奶中发现了具有抗氧化活性的肽。FARVIN等在酸奶中分离出来自源于酪蛋白且有抗氧化效果的肽。抗氧化肽的构效研究表明抗氧化肽至少会含一个Pro残基，除此之外部分鉴定到的抗氧化活性肽段N端为疏水性氨基酸（Val或Leu），这些结构特点被认为是抗氧化肽的特征结构。Suetsuna从酪蛋白酶解物中分离鉴定出活性较高的抗氧化肽Tyr-Phe-Tyr-Pro-Glu—Leu，C端为Glu-Leu，这也验证了FARVIN的理论。

　　抗菌肽

　　抗菌肽一般是指能抑制或杀灭微生物的多肽或寡肽，是宿主非特异性防御系统的重要组分，多数抗菌肽由12-60个氨基酸残基组成，相对分子质量小于10kDa。抗菌肽通常有两亲结构，N端含亲水性氨基酸残基;C端含疏水性氨基酸残基，这使抗菌肽能与两性分子构成的细胞膜结合。

　　Katchalsky用凝乳蛋白酶酶解了αs1-酪蛋白获得了有抗菌效果的活性多肽，命名为Casecidin，经实验证明了其在体外模型中抑制葡萄球菌、八叠球菌、枯草杆菌、肺炎双球菌和化脓性链球菌的作用。Kappacin是被MALKOSKI等[19]从牛乳κ-酪蛋白的水解产物中分离得到的抗菌肽，含两亲性的α-螺旋结构。酪蛋白源抗菌肽大多通过胃肠道胰蛋白酶酶解产生。

　　降血压肽

　　高血压发病率高，是促进动脉粥样硬化、中风、冠心病的危险因子。血管紧张素转化酶（ACE）是一种在血压调节中起关键作用的酶，以膜结合胞外酶的形式存在，通过抑制ACE的活性能降低血压。

　　乳源降压肽的降压活性与其相对分子质量大小有关,发挥活性主要是通过小肽，肽段相对分子质量越小则活性相对较强。但相对分子质量不是影响降压肽活性的唯一因素,多肽序列是更重要的影响[20-21]。构效研究表明ACE抑制肽在C末端包含Tyr、Phe、Trp等芳香族氨基酸残基和Pro残基，此种结构有利于肽与ACE的结合，而Leu可能提高ACE抑制效果[22]。降压肽的活性主要取决于被口服摄入后能否到达靶器官作用。天然来源的降压肽能控制高血压、减轻药物副作用，进一步研究降血压肽是非常有意义的。

　　促进矿物质吸收肽

　　酪蛋白是牛奶、酸奶以及奶酪等乳制品中主要的磷酸化蛋白，酪蛋白经酶水解再分离纯化后得到含成簇磷酸丝氨酸残基的肽称为磷酸酪蛋白肽(caseinophosphopeptides，CPPs)[23]。

　　CPPs的功能区域为3个磷酸丝氨酸残基后接2个谷氨酸的结构，SerP-SerP-SerP-Glu-Glu，CPPs通过磷酸丝氨酸残基与钙铁锌等在胃肠道中结合后防止生成磷酸钙结晶或者沉淀，促进了钙离子或其他矿物质吸收与利用。研究证明了CPPs预防龋齿的作用，CPPs已经被应用在口腔护理产品中[24]。

　　牛乳源生物活性肽在功能食品和药品中的应用

　　人们对食品的需求随着经济与科学的发展，由追求温饱向合理膳食方向转变。通过乳品的发酵或者蛋白酶的水解，有活性的多肽被释放出来，并经口服摄入体内发挥作用[25]。天然活性物分离技术的发展促进了这些活性成分的研究，使活性多肽成为保健品、药品等产业的开发热点，部分牛乳源生物活性肽已在国外实现产业化生产。

　　牛乳经过胃肠道酶消化后也会释放出免疫活性肽，但产生的免疫活肽数量不足以产生对免疫系统显著的影响。食源性免疫调节肽并不会引起明显免疫排斥反应，随着分离技术的发展用体外酶解方法与现代分离技术来商业规模化生产免疫调节肽是很有必要的，随着研究深入将有更多的免疫调节肽被发现及应用到食品药品中。

　　牛乳源降压肽暂无发现明显副作用，这促进了它被应用于功能性食品或充当膳食补充剂用来预防与缓解高血压。美国、日本、荷兰添加降压肽的商品化乳制品已经上市。我国对于ACE抑制肽的研究起步较晚，但引起了广泛关注。

　　出生时体重较轻的婴儿服用含抗菌活性肽段的乳铁蛋白奶粉后有助于双歧杆菌菌群的形成。抗菌肽在婴幼儿肠道中发挥着抗菌与促进免疫的作用，在婴幼儿配方奶粉的研发中可考虑添加一定浓度的牛乳源抗菌肽，提高婴儿对病原微生物的抵抗力，降低感染性疾病的发生率。

　　抗氧化肽具有低毒、高效的特点，作为天然抗氧化物显示出在医药、食品和饲料行业的应用优势。乳源性抗氧化肽具有较强抗氧化能力，有安全性强、水溶性好、致敏性低等优点，且乳及乳制品具有广泛的市场认可度，乳源蛋白来源广泛价格低廉这使乳源抗氧化肽在应用方面具有广阔的前景。但目前对乳源抗氧化肽的研究大都处于研究阶段，真正开发出的产品较少[26]。

　　在国外市场上已经有含CPPs的适用于儿童、老人、孕妇等不同群体的保健食品，CPPs在日本、欧洲、东南亚、欧洲等地已经被广泛应用于钙强化乳制品、蛋白饮料和速溶饮品[27]。日本suntory公司推出以含促钙吸收肽的CPPs作为主要成分的铁骨饮料。我国开发CPPs的产品日益增加，其趋势从保健品、营养补充剂向钙强化食品发展，如高钙乳制品、饼干等。CPPs与无定型的磷酸钙的复合物被添加到口腔清洗剂、牙膏中起到坚固牙齿等作用[28]。

　　展望

　　生物活性肽的研究与产业化主要集中在美国、荷兰、日本等国家，包含牛乳源生物活性肽的功能性食品正在开发中或已上市。生物活性肽从被分离鉴定到应用还需很多研究，如生物活性、生物利用率、毒性等，活性肽应用的重要任务是提高分离纯化效率及提高它们在体内的生物利用率。

　　虽牛乳源生物活性肽被大量鉴定出来，但还停留在研究阶段，且大部分活性肽的活性研究局限于体外模型，体内活性试验较少。活性肽的分子机制也需更多研究，如活性肽不会直接被肠道吸收进入血液循环，那么发挥功能可能是直接通过肠腔或小肠壁上的受体介导的或者被分解成二肽、三肽在机体内起作用或通过途径。在寻找新的牛乳源生物活性肽的方向上，随着科学研究和产业发展有望研制出多种添加了牛乳源生物活性肽的药物和功能食品。

　　参考文献

　　[1]NONGONIERMA A B，FITZGERALDRJ．Bioactive properties of milk proteins in humans:a review［J］．Peptides，2015，73:20－34．

　　[2]张建辉.阿片肽的制备纯化及其测定方法的研究[D].天津商业大学,2007.

　　[3]HERN NDEZ-LEDESMA B，GARCA-NEBOT MJ，FERNNDEZTOM S，et al．Dairy protein hydrolysates:peptides for health benefits［J］．International Dairy Jour-nal，2014，38(2):82－100．

　　[4]CLAREDA，SWAISGOOD H E．Bioactive milk peptides a prospectus［J］．Journal of Dairy Science，2000，83(6):1187－1195．

　　[5]CONTRERAS M d M，SANCHEZ D，SEVILLA M，et al．Resistance of casein-derived bioactive peptides to simulated gastrointestinal digestion［J］.International Dairy Journal，2013，32(2):71－78．

　　[6]于洋,祁艳霞,靳艳.乳源生物活性肽研究进展[J].食品与发酵工业,2017,43(09):259-266.

　　[7]JIN Yan，YU Yang，QI Yan-xia，et al．Peptide profiling and the bioactivity character of yogurt in the simulated gastrointestinal digestion［J］．Journal of Proteomics，2016，(141):24－46．

　　[8]JIN Yan，YU Yang，QI Yan-xia，et al．Peptide profiling and the bioactivity character of yogurt in the simulated gastrointestinal digestion［J］．Journal of Proteomics，2016，(141):24－46．

　　[9]BAUM F，FEDOＲOVA M，EBNEＲJ，et al．Analysis of the endogenous peptide profile of milk:identification of 248 mainly casein-derived peptides［J］．Journal of ProteomeResearch，2013，12(12):5 447－5 462．

　　[10]NONGONIERMA A B，FITZGERALDR J．Strategies for the discovery，identification and validation of milk protein-derived bioactive peptides［J］．Trends in Food Science&Technology，2016，50:26－43．

　　[11]Xiaoyan Zhang,Xiaoling Hu,Ping Guan,Nan Zhang,Ji Li,Chunbao Du.Immunostimulating peptide interfacial imprinted magnetic microspheres synthesized via Pickering emulsion polymerization[J].Journal of Materials Science,2017,52(8).

　　[12]Yu.A.Kovalitskaya,Yu.N.Nekrasova,V.B.Sadovnikov,Yu.A.Zolotarev,E.V.Navolotskaya.Immunostimulating effect of the synthetic peptide octarphin corresponding toβ-endorphin fragment 12–19[J].Biochemistry(Moscow),2011,76(5).

　　[13]顾芳,席浩,阮昕,徐恰,汪慎燚,秦宜德.乳源免疫调节肽对小鼠急性酒精性肝损伤的保护作用[J].中国药理学通报,2018,34(05):712-716.

　　[14]周娟,刘琛,顾芳,赵梦静,杨雪,王晶,秦宜德.乳源免疫调节肽提高DDP对卵巢癌细胞的影响[J].安徽医科大学学报,2016,51(10):1440-1444.

　　[15]GILL H S，DOULL F，RUTHERFURD K J，et al．Immunoregulatory peptides in bovine milk［J］.British Journal of Nutrition，2000，84(suppl 1):S111－S117．

　　[16]TSURUKI T，YOSHIKAWA M．Anti-alopecia effect of gly-leu-phe，an immunostimulating peptide derived fromα-lactalbumin［J］．Bioscience Biotechnology and Biochemistry，2005，69(8):1 633－1 635．

　　[17]唐婷,马力.乳源性生物活性肽的研究概况[J].食品研究与开发,2008(10):165-167.

　　[18]马鎏镠.乳源性免疫调节肽的体外生物活性及其稳定性研究[D].上海交通大学,2013.

　　[19]陆元庆,曹笑梅,陈婷.乳源性抗菌肽的研究进展[J].江苏医药,2016,42(6):686-689.

　　[20]陈飞龙,宁德山,王宇晖,等.乳源降压肽构效关系研究进展及应用现状[J].中国乳品工业,2015,43(3):29-33.

　　[21]施旭丹,罗自生.食源蛋白制备血管紧张素抑制肽的研究进展[J].食品工业科技,2012,6:105.

　　[22]杨铭，胡志和．乳源ACE抑制肽的开发与应用［J］．食品科学，2010，31(19):461－464．

　　[23]徐曼,何东平,卫娜.酪蛋白磷酸肽持钙能力的研究[J].现代食品科技,2012,28(3):278-281.

　　[24]喻明玲,林居红,胡赟.酪蛋白磷酸肽-无定形磷酸钙对酸蚀牙釉质显微硬度的影响[J].第3军医大学学报,2013,35(02):138-141.

　　[25]于娜.卵黄多肽的分离纯化及降血脂活性研究[D].沈阳农业大学,2012.

　　[26]杨丽娜,葛武鹏,万金敏,等.乳源性抗氧化肽的研究进展[J].食品工业,2017(7):263-266.

　　[27]王玉莹,陈锡威,冯凤琴,等.酪蛋白磷酸肽的研究进展[J].食品工业,2014(5):204-208.

　　[28]黎观红,晏向华.食物蛋白源生物活性肽:基础与应用[M].化学工业出版社,2010.