生物活性肽的應(yīng)用綜述

生物活性肽的功能和應(yīng)用研究摘要：生物活性肽(bioactivepeptides)是指具有生物活性的多肽，是指對生物體的生命活動有益或具有生理作用的肽類化合物。本文主要介紹目前主要的一些生物活性肽的生理功能及應(yīng)用研究，介紹生物活性肽在食品中一些簡單的應(yīng)用。簡單展望一下生物活性肽以后的研究進展。關(guān)鍵詞：生物活性肽；功能；應(yīng)用；生物活，性肽(bioactivepeptides)是指具有生物活性的多肽，是指對生物體的生命活動有益或具有生理作用的肽類化合物。它是一類由20種天然氨基酸以不同的組成和排列方式構(gòu)成的從二肽到復(fù)雜的線性、環(huán)形結(jié)構(gòu)的不同的肽類的總稱。生物肽與蛋白質(zhì)沒有本質(zhì)的區(qū)別，但又不同于蛋白質(zhì)，比蛋白質(zhì)校、生理活性強。根據(jù)肽鏈上氨基酸的數(shù)目，通常把具有 2~10個氨基酸、分子量<2000Dalton的肽成為寡肽(oligpeptide)，講氨基酸數(shù)目10~50個、分子量2000~10000Dalton的稱為多肽(polypeptide)。這些活性肽小到只有2個氨基酸的雙肽，也可以大到復(fù)雜的長鏈或環(huán)狀多肽,而且常經(jīng)過糖苷化、磷酸化或?；苌?，在細胞生理及代謝功能的調(diào)節(jié)上具有重要的作用，這些調(diào)節(jié)作用幾乎涉及到人體所有的生理活動，如神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等。不僅如此,其中許多活性肽還具有原蛋白質(zhì)或其組成氨基酸所沒有的新功能。特別是以數(shù)個氨基酸結(jié)合生成的低聚肽不僅有比蛋白質(zhì)更好的消化吸收性能，還具有促進免疫、調(diào)節(jié)激素、抗菌、抗病毒、降血壓和降血脂等生理機能，食用安全性極高。目前人們認同的活性肽的定義是對肌體構(gòu)成一套高度自動化的物質(zhì)，是溝通細胞間、血管間聯(lián)系的信使，為外分泌、內(nèi)分泌、神經(jīng)系統(tǒng)行使傳遞功能,從而使肌體組成了高度嚴密的系統(tǒng),促使生物體生長、發(fā)育、繁殖正常進行。生物活性肽的生理功能1.1抗高血壓活性血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)在血壓調(diào)節(jié)過程中起著非常重要的作用。人體的腎臟可以分泌腎素,作用于血管緊張素釋放出無活性的血管緊張素I。ACE可以從無活性的血管緊張素I的C-末端水解掉2個氨基酸，形成有活性的血管緊張素11。血管緊張素II是已知最強的縮血管物之一,可以導(dǎo)致血管收縮，引發(fā)高血壓。同時ACE可水解血管舒緩激肽使其失活，而血管舒緩激肽可以舒張血管、使血壓降低。因此ACE在腎素-血管緊張素目前主要的活性肽及其應(yīng)用體系、血管舒緩素-激肽體系中起著重要的作用。已知抗高血壓肽大致上有4種來源:來自乳蛋白的肽類;來自酸奶的肽類;來自魚貝類(沙丁魚、金槍魚)的肽類;來自植物的肽類(玉米醇溶蛋白、無花果)等。L2抗菌活性1972年，瑞典科學(xué)家在果蠅中首次發(fā)現(xiàn)抗菌肽，隨后得到第1個真正意義上的抗菌肽天蠶素(cecropins)。后來科學(xué)家們在昆蟲、被囊動物、兩棲動物、鳥類、魚類、哺乳動物、植物乃至人等多種生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了至少800多種抗菌肽，并且某些抗菌肽在臨床應(yīng)用中已取得良好的療效,如Oren等從豹鰨中分離得到一種33肽的抗菌肽,具有比蜂毒素更強的抗菌活性,其抑菌機理是溶解細菌的細胞壁?？咕钚噪某Ｒ娪趶膭游?、植物、微生物體內(nèi)分離或免疫昆蟲獲得，多數(shù)是50個氨基酸以下的堿性或正離子肽，富含賴氨酸和精氨酸。具有親水性和親脂，性，親水性使其溶于體液，親脂性使其與細菌細胞膜結(jié)合，使敏感細菌的細胞膜下形成小孔，致使細胞泄漏，使其生長受抑直至死亡。從乳鏈球菌中提取出來的乳鏈球菌素是目前唯一被允許使用于食品防腐且對人體安全的天然防腐劑。從乳鐵蛋白中分離出來的抗菌肚具有拮抗產(chǎn)腸毒素大腸桿菌和李斯特桿菌的作用?？咕脑隗w內(nèi)還不容易產(chǎn)生耐藥性，因此有著廣泛的應(yīng)用前景。1.3抗氧化活性近年來，高效、低毒的天然抗氧化劑成為目前功能食品和藥物研究領(lǐng)域的一大熱點，從生物中提取得到具有抗氧化作用的生物活性肽引起了眾多學(xué)者的關(guān)注?？寡趸拇嬖谟趧游锛∪庵械募《?，可在體外抑制被鐵、血紅蛋白、脂質(zhì)氧化酶和單態(tài)氧催化的脂質(zhì)氧化作用。某些肽和蛋白水解物可起著重金屬清道夫作用和過氧化氫分解促進劑的作用，因而可降低自氧化速率和減少脂肪過氧化氫含量?？寡趸钚噪奶砑佑谌庵破分锌深A(yù)防氧化型脂肪酸敗，作為防腐劑在食品和動物飼料中有廣闊的應(yīng)用前景。有研究發(fā)現(xiàn),大豆蛋白酶解物中存在具有抗氧化活性的肽。1.4免疫調(diào)節(jié)活性Jolles等從酪蛋白的降解物中分離出的免疫活性肽，能激活巨噬細胞的吞噬功能。Berthou等從人乳酪蛋白的消化物中獲得的六肽和三肽，可以通過鼠巨噬細胞激活綿羊紅血細胞的吞噬作用。這些免疫活性肽可與腸粘膜結(jié)合淋巴組織相互作用，而且也可以自由通過腸壁而直接與外周淋巴細胞發(fā)生作用。胸腺肽作為一種免疫因子已應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床、在抗感染、免疫缺乏癥的治療上獲得可喜成果。許多來源于動植物體內(nèi)的生物活性肽具有免疫調(diào)節(jié)作用，尤其是食物來源的活性肽原料廣泛，其營養(yǎng)生理功能逐漸受到重視,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，必將有廣闊的前景。1.5抗腫瘤活性目前已發(fā)現(xiàn)多種生物活性肽具有抗腫瘤活性，被稱為腫瘤抑制肽，部分腫瘤抑制肽不僅限于是具有腫瘤抑制作用的營養(yǎng)物質(zhì)，而且已經(jīng)發(fā)展為抗腫瘤藥物，成為尋找抗癌藥物的研究熱點。天然的腫瘤抑制肽主要從海洋生物、兩棲動物及多種植物中提取，某些已被投入臨床作為抗癌藥物使用。人工合成含有這些氨基酸序列的外源性生物活性膚可以與細胞外基質(zhì)(ECM)、纖維蛋白競爭細胞和血小板表面的整合素等分子，干擾腫瘤細胞一ECM的相互作用，抑制血小板瘤栓形成及腫瘤血管生成，達到抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的目的。1.6抗血栓作用北美水蛭中發(fā)現(xiàn)一種由39個氨基酸殘基組成的肽，來源于醫(yī)用水蛭的水蛭素是迄今為止發(fā)現(xiàn)的凝血酶最強有力的天然抑制劑。天然水蛭素是由65個氨基酸組成的小肽，對凝血酶有很高的親和性，從而使凝血酶失去裂解纖維蛋白原為纖維蛋白的能力，阻止纖維蛋白的凝固，阻止凝血酶催化的止血反應(yīng)及凝血酶誘導(dǎo)的血小板反應(yīng)，達到抗凝的目的?？寡牡陌l(fā)現(xiàn)和進一步的開發(fā)利用將為血栓類疾病的預(yù)防和治療提供了新的手段。1.7.降膽固醇作用研究發(fā)現(xiàn)，大豆多肽具有降低血清膽固醇的作用，與大豆蛋白相比具有特殊的優(yōu)點。對于膽固醇值正常的人，沒有降低膽固醇的作用，而對于膽固醇值高的人具有降低膽固醇的作用;對膽固醇值正常的人，食用高膽固醇含量的食品時，有防止血清膽固醇值升高的作用;使膽固醇中LDL,VLDL值降低，但不會使HDL值降低。大豆多肽的降膽固醇作用主要是通過刺激甲狀腺激素分泌，促進膽固醇的膽汁酸化，使糞便排泄膽固醇增加，從而降低血液膽固醇。動物來源的肽乳蛋白肽：簡稱乳肽，是乳蛋白（包括酪蛋白和乳清蛋白）經(jīng)酶水解或微生物發(fā)酵后提取的多肽。主要用于嬰幼兒食品，以及平衡營養(yǎng)食品、運動食品和普通食品改良。酪蛋白磷酸肽（CPP）從上世紀六十年代開始應(yīng)用，用于促鈣吸收。現(xiàn)在CPP作為食品添加劑己到得全世界80多個國家的批準(zhǔn)。另外從酪蛋白可制出具有發(fā)泡，性、乳化性的多肽。蛋清肽：卵蛋白酶解后可得到蛋清肽。蛋清肽仍保持良好的氨基酸平衡，由于酶水解后分子量變小，致敏性低、消化性良好，熱穩(wěn)定性佳?？捎糜跐獬砹髻|(zhì)食品、營養(yǎng)補充食品、運動飲料食品、保健食品等。蛋清肽再經(jīng)高度水解后，可得到平均分子量約300Dalton的藥品級多肽，其水溶液透明，與蛋殼鈣配合在營養(yǎng)上具有協(xié)同效果，用于嬰兒食品和老年食品。水產(chǎn)肽：魚肉蛋白質(zhì)具有降壓作用（血管緊張素I轉(zhuǎn)換酶抑制作用）、降低血漿膽固醇、抗搪尿病等作用，所以水產(chǎn)肽的開發(fā)也受到廣泛的關(guān)注。畜產(chǎn)肽：將牛肉或豬肝經(jīng)酶解處理后經(jīng)脫色、除臭、超濾處理，精制干燥而得，具有高水溶性，分子量3000Dalton以下。畜產(chǎn)肽可促進脂肪分解、抑制血壓上升.可用干多腸營養(yǎng)劑和流食、嬰兒食品、飲料和食品營養(yǎng)強化用。提高腸道內(nèi)非血紅蛋白鐵的溶解度。促進鐵的吸收。豬的血細胞進行酶處理也能制造球蛋白肽。膠原肽：由動物膠經(jīng)酶水解后制得。膠原肽易消化吸收，具有抗氧化性，可供醫(yī)藥品、美容化妝品、蛋白飲料、減肥食品應(yīng)用。以魚鱗為原料提取了魚鱗膠原肽，可用于內(nèi)服或外用的美容化妝品。海洋膠原肽、海洋骨原肽，主要由2~6個氨基酸組成、分子量范圍在200?1000Dalton，能夠被小腸、人體皮膚等直接吸收。動物實驗研究表明，海洋低聚肽具有一定降血脂、調(diào)節(jié)血糖、抗氧化、增強免疫力、增加骨密度等活性。植物來源的肽大豆肽：由大豆蛋白質(zhì)經(jīng)蛋白酶作用后的水解產(chǎn)物，是許多肽分子混合物。大豆多肽的氨基酸組成與大豆蛋白一致，必需氨基酸豐富且平衡。大豆肽除具有易消化、吸收的營養(yǎng)效果外，還可能具有低變應(yīng)原性，抑制膽固醇、促進脂質(zhì)代謝，促進腸道發(fā)酵的功能等。大豆肽應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V，如腸內(nèi)營養(yǎng)、老人食品，抗變態(tài)反應(yīng)的食品，運動食品和有恢復(fù)疲勞等作用的健康食品、方便食品等。玉米肽：玉米蛋白經(jīng)酶解后可分離到玉米肽。玉米肽富含支鏈氨基酸和丙氨酸?？梢源龠M酒精代謝和脂肪分解、降血壓、免疫調(diào)節(jié)、改善肝功能等作用。小麥肽:小麥蛋白經(jīng)酶水解提取的生物活性肽。小麥肽具有腸粘膜恢復(fù)機能、免疫調(diào)節(jié)和恢復(fù)疲勞等作用，可用于運動營養(yǎng)食品、飲料等。谷酞氨肽：是通過發(fā)酵生產(chǎn)的肽類物質(zhì)，它可有效清除自由基，是具有抗衰老作用的功能肽。谷酞氨肽可恢復(fù)術(shù)后腸粘膜功能，對免疫系統(tǒng)有重要作用。長時間、持久運動時，由于血漿中谷酞氨膚濃度降低、導(dǎo)致免疫力低下，及時補充谷酞氨肽，有助于提升機體免疫力。除以上列舉的幾種生物活性肽外，另外開發(fā)的還有豌豆肽、綠豆肽、大米肽、養(yǎng)麥肽、花生肽、海藻肽等，也均有良好的生理功能，也得到一定程度的應(yīng)用。在食品工業(yè)中的應(yīng)用2.1普通食品許多多肽具有較強的吸濕、保濕效果,如大豆多肽具有良好的水溶，性,而且黏度低，將其用于焙烤食品、豆制品及糖果中，能夠軟化食品，改善風(fēng)味，調(diào)整硬度，延長保質(zhì)期和提高產(chǎn)品得率。加入大豆多肽的豆制品不僅品質(zhì)和風(fēng)味俱佳,而且營養(yǎng)豐富，易消化吸收。對魚肉制品可突出肉類風(fēng)味，提高香鮮度，使其質(zhì)地柔軟，口感及風(fēng)味均有較大改善?？偠灾?，由于多肽的涉入，食品加工業(yè)必將被推進更高的發(fā)展階段。2.2功能性保健食品多肽具有降低人體血清膽固醇、降血壓、減肥和低抗原性等功能。有報道說人體若每日能夠攝取30~40g大豆多肽，體內(nèi)膽固醇和甘油三酯水平明顯降低。因此，大豆多肽可用于生產(chǎn)降膽固醇、降血壓、防心血管疾病、防肥胖病等功能性保健食品及嬰幼兒奶粉、甜點心等非致敏性保健食品，目前已經(jīng)有人利用大豆多肽研制出活力肽沖劑、大豆肽啤酒、保健肽白酒等多種保健產(chǎn)品。2.3營養(yǎng)療效食品多肽因為容易被人體消化吸收，具有消化速度快的特性，因此它可以用于特殊病人的營養(yǎng)劑，特別是用于消化系統(tǒng)腸道營養(yǎng)劑和流態(tài)食品，這些食品非常適合康復(fù)期病人、消化功能衰退的老年人及消化功能未成熟的嬰幼兒食用周濤等采用木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的混合酶水解鮐魚蛋白，得到的低分子多肽苦味較淡，腥味弱，具有低過敏性，為生產(chǎn)餐后食品、老年及嬰幼兒食品、強化食品等提供了科學(xué)的依據(jù)。2.4運動食品多肽易消化吸收的特點就表明了它能夠迅速供給機體能量，促進脂質(zhì)代謝和恢復(fù)體力。故可用于制備運動員用食品，其中包括體育運動員食用的粉、片和顆粒狀食品，蛋白質(zhì)強化食品以及能量補充飲品等。龔樹立等利用大豆多肽為原料，輔以中草藥、維生素及無機鹽，調(diào)配研制出固體多肽運動飲料，該飲料人體服用結(jié)果表明，在促進運動后損傷組織修復(fù)，減少細胞內(nèi)肌酸激酶外滲方面有一定作用。2.5發(fā)酵食品盧亞萍等提出大豆肽能促進微生物生長發(fā)育和代謝，目前，這種大豆多肽已被廣泛應(yīng)用于發(fā)酵工業(yè)來生產(chǎn)酸奶、干酪、醋、醬油和發(fā)酵火腿等發(fā)酵食品，并且具有提高生產(chǎn)效率、穩(wěn)定品質(zhì)及增強風(fēng)味等效果，另外還可用于生產(chǎn)酶制劑。有人采用蛋白酶水解乳清粉并對乳清多肽進行酵母菌發(fā)酵,然后調(diào)配出最佳配比的乳清酒;有人利用復(fù)合蛋白酶將大豆蛋白水解為多肽，然后進行乳酸發(fā)酵,成功研制出大豆多肽酸奶，而且該產(chǎn)品風(fēng)味、口感、質(zhì)地良好，水溶性好,極易吸收，富含生物活性物質(zhì)多肽，為多肽的深加工利用提供了一項新的技術(shù)。2.6冷飲食品目前，國內(nèi)對大豆多肽的研究報道甚多，大豆多肽水溶性很高，溶液黏度低，在酸性條件下不產(chǎn)生沉淀,并且還具有較好的發(fā)泡功能。因此，大豆多肽被用來生產(chǎn)酸性飲料、營養(yǎng)飲品、汽水、雪糕及冰淇淋等冷飲食品不無科學(xué)根據(jù)。有人利用大豆多肽為原料，設(shè)計了學(xué)生專用多肽豆奶的加工工藝流程，成功加工出學(xué)生專用多肽豆奶，而且口感較好。生物活性肽類食品由蛋白質(zhì)水解物所制備的活性肽類食品，具有易消化，易吸收,抗過敏,治療低血壓，降低膽固醇等多種特點和生理功能。3.1牛乳肽制品乳蛋白肽種類很豐富，包括降血壓肽、酪蛋白磷酸肽(CPP)、糖巨肽(CGMP)、抗菌肽等。雪印公司發(fā)現(xiàn)一種短肽可以促進微生物生長，故應(yīng)用于發(fā)酵食品，以促進有益微生物的生長；日本生化研究所從乳酪蛋白水解物中分離出AEC阻礙活性肽,動物實驗表明其具有治療低血壓的作用，目前已將該肽應(yīng)用于飲料中。杭州的娃哈哈集團添加的酪蛋白磷酸生產(chǎn)的鐵鋅鈣奶保健食品，也已經(jīng)面市3.2大豆肽和其它植物肽大豆肽不僅易消化吸收，而且能與機體內(nèi)的膽酸結(jié)合，具有降低膽固醇和血壓等功能。還有較強的促進脂肪代謝的效果是一種有效的減肥食品。Yamuguchi等于1975年首次發(fā)現(xiàn)大豆蛋白水解物具有抗氧化作用。Chen等從大豆蛋白酶解物中分離得到抗氧化活性膚，具有抗亞油酸脂質(zhì)過氧化作用。不二公司開發(fā)的分子量在2400~5000的大豆肽制品，主要應(yīng)用于功能性飲料、運動營養(yǎng)食品、酸奶、味精的生產(chǎn)。千葉制品公司開發(fā)的小麥肽是食品中常見的物性改良劑。而昭和產(chǎn)業(yè)開發(fā)的玉米肽具有明顯的降血壓作用。3.3膠原肽制品膠原蛋白屬生物高分子材料，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及多個分支，據(jù)報道用途最多的領(lǐng)域是醫(yī)藥、化妝品、食品等方面。關(guān)于陸生的哺乳動物如豬，牛等的膠原蛋白研究較多。膠原肽是明膠的水解產(chǎn)物，與大豆、乳蛋白肽相比其氨基酸組成有缺陷，但明膠所特有的氨基酸序列使膠原肽無苦味，這使其獲得了廣泛的應(yīng)用。日豪公司生產(chǎn)的日豪肽。是把膠原肽應(yīng)用于糕點制作;協(xié)同乳業(yè)日本商事公司生產(chǎn)的膠原肽制品，已應(yīng)用到保健食品中。3.4畜血肽制品由于畜產(chǎn)類種類較多，其畜肉和畜血類多肽種類也較多，所以也顯示出多種功能,如促進鐵吸收作用、改善關(guān)節(jié)炎、促進消化以及作為滋養(yǎng)強壯劑等。大和化成公司上市的牛血清制備的活性肽制品無味、易溶解、呈粉末狀，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于嬰幼兒乳，保健和功能食品，并得到了消費者的接受。有報道說添加活性肽于肉制品中可以改善肉制品的組織狀態(tài)和提高風(fēng)味。伊藤公司添加珠蛋白肽(去鐵血紅蛋白為原料水解)與香腸、火腿中。3.5水產(chǎn)肽制品多數(shù)水產(chǎn)蛋白都有一定的降血壓作用，有研究表明，其多肽也具有明顯的降血壓功能，這種多肽有來自于沙丁魚的八肽和十一肽、金槍魚的1個八肽及南極磷蝦的1個三肽。另有研究表明，一些蝦和魚等經(jīng)酶解得到鏈長平均為2~4的短肽,起抑制ACE的活性更強。將青魚用酶處理，所得到的活性肽有抑制血小板凝結(jié)、抗腫癌、免疫性等多種生理功能，應(yīng)用在保健食品和調(diào)味料中;來自沙丁魚肉水解的沙丁魚肽，有降血壓作用，可應(yīng)用于保健食品中。3.6其它肽制品GSH(谷胱甘肽)具有解毒、抗氧化、消除體內(nèi)?OH等生理功能，協(xié)和公司已生產(chǎn)出含GSH8%的面包酵母；坂急共榮物產(chǎn)公司把多種低分子肽類混合在一起，開發(fā)出具有脂質(zhì)改善功能的肽類制品，可加入到功能食品中去。隨著各種活性肽的生理功能被逐漸發(fā)現(xiàn)和認識，加之這方面制品的加工制作更加法律化、制度化、標(biāo)準(zhǔn)化。消費者對活性肽制品會更加認識和接受，活性肽市場會日趨擴大，相信今后會有其它形式、其它功能的活性肽制品進入市場。由中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院研制，北京市牛欄山酒廠北京酒泉太空水飲料公司生產(chǎn)的“激情”生物活性肽系列飲料春節(jié)前投放市場。該飲料是用中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院自行開發(fā)的大豆生物活性肽配以果汁、多種無機鹽精心調(diào)配而成，有青蘋果、草霉及橙子3種口味?！凹で椤鄙锘钚噪南盗酗嬃系拿媸?，填補了我國生物活性肽飲料的空白，更為廣大消費者提供了一種健康的選擇。發(fā)展展望目前我國對生物活性肽的研究主要是集中在天然活性多肽的分離、純化，同時活性肽的研究也逐步延伸到了海洋活性肽的研究,而對生物肽庫、化學(xué)組合肽庫的構(gòu)建、篩選及應(yīng)用研究遠遠不