牛乳源生物活性肽研究與應用進展
摘要：活性肽是食品研究的熱門課題，具有良好發展前景。牛乳蛋白除了向人體提供營養物質外，還可產生多種對人體具有積極作用的活性肽。牛乳源生物活性肽的分離鑒定及其構效關系的研究對于其研究與應用十分有必要。本文綜述了牛乳源生物活性基礎研究及應用進展，為今后的研究應用提供參考。
關鍵詞：乳源性;生物活性肽;功能性食品；食品添加劑
Research Progress and Application in Food of Milk Derived Bioactive Peptides
LIANG Cao-wen，CAO Yong*
?。–ollege of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China）
Abstract：Milk-derived bioactive peptides have been identi?ed 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
蛋白質是人體三大營養物質之一，過去研究認為機體以氨基酸形式吸收蛋白質[1-2]。肽除了被水解為游離氨基酸經腸道吸收，也能以二肽或者三肽形式被機體吸收，發揮生理功能[2]?；钚噪亩我苑腔钚誀顟B存在于蛋白質氨基酸序列中[3]，經胃腸道消化或蛋白酶體外水解后，活性肽段被釋放出來發揮生理調節功能[4]。
在蛋白質活性作用的研究中，對乳蛋白的研究最為深入[5]。乳蛋白作為食源蛋白質的重要組成部分，除了提供營養物質給人體，還含對人體代謝和生理活動具有積極影響的生物活性肽[6]。牛乳源生物活性肽的研究是現代營養學研究的熱點，極具發展前景[7]。本文從牛乳源生物活性肽的基礎研究與應用方面闡述來自牛乳源的不同功能生物活性肽，總結目前的應用現狀，為其后續的研究應用提供參考。
牛乳源生物活性肽的種類
免疫調節肽
免疫調節肽是具有刺激吞噬功能的肽類，可從乳酪蛋白酶解物中分離[8-11]，免疫調節肽在生物體內起重要的免疫調節作用[12]，有刺激淋巴細胞增殖、增強巨噬細胞的吞噬[13]、提高抗病原物質的感染能力[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調節肽[15-16]。酶消化體系不同所產生的酪蛋白酶解產物對機體的免疫調節效果功能不同。有報道免疫調節肽抑制艾滋病早期感染的效果和腫瘤生長的作用[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，對神經系統有作用。阿片肽分為外源性阿片肽和內源性阿片肽。外源性阿片肽，例如牛乳源阿片肽以無活性的形式存在于牛乳蛋白中，經過一定條件酶解后才會對人體起作用。阿片肽有鎮靜止痛、抑制性調節生殖激素、影響骨代謝等生理功能。
關于乳源性阿片肽最早是BRANTL從喂食了牛乳酪蛋白酶解物的豚鼠回腸毛細管中檢測分離出類嗎啡的7個氨基酸的活性短肽，序列為Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly-Pro-Ile，該肽段為牛乳β-酪蛋白序列，他們與μ受體有很好的結合力有呼吸抑制性等特性。
抗氧化肽
自由基的產生和清除在人體內正常情況下處于動態平衡。人體內自由基的產生超過機體內對自由基的清除能力；或機體內發生抗氧化體系故障，就會發生體內自由基代謝失衡導致機體損傷，嚴重時引發多種疾病。研究表明經飲食提供抗氧化物提高機體的抗氧化能力可降低機體氧化應激水平。
牛乳中已經被發現多種抗氧化肽。Pihlanto在牛奶中發現了具有抗氧化活性的肽。FARVIN等在酸奶中分離出來自源于酪蛋白且有抗氧化效果的肽?？寡趸牡臉嬓а芯勘砻骺寡趸闹辽贂粋€Pro殘基，除此之外部分鑒定到的抗氧化活性肽段N端為疏水性氨基酸（Val或Leu），這些結構特點被認為是抗氧化肽的特征結構。Suetsuna從酪蛋白酶解物中分離鑒定出活性較高的抗氧化肽Tyr-Phe-Tyr-Pro-Glu—Leu，C端為Glu-Leu，這也驗證了FARVIN的理論。
抗菌肽
抗菌肽一般是指能抑制或殺滅微生物的多肽或寡肽，是宿主非特異性防御系統的重要組分，多數抗菌肽由12-60個氨基酸殘基組成，相對分子質量小于10kDa?？咕耐ǔＳ袃捎H結構，N端含親水性氨基酸殘基;C端含疏水性氨基酸殘基，這使抗菌肽能與兩性分子構成的細胞膜結合。
Katchalsky用凝乳蛋白酶酶解了αs1-酪蛋白獲得了有抗菌效果的活性多肽，命名為Casecidin，經實驗證明了其在體外模型中抑制葡萄球菌、八疊球菌、枯草桿菌、肺炎雙球菌和化膿性鏈球菌的作用。Kappacin是被MALKOSKI等[19]從牛乳κ-酪蛋白的水解產物中分離得到的抗菌肽，含兩親性的α-螺旋結構。酪蛋白源抗菌肽大多通過胃腸道胰蛋白酶酶解產生。
降血壓肽
高血壓發病率高，是促進動脈粥樣硬化、中風、冠心病的危險因子。血管緊張素轉化酶（ACE）是一種在血壓調節中起關鍵作用的酶，以膜結合胞外酶的形式存在，通過抑制ACE的活性能降低血壓。
乳源降壓肽的降壓活性與其相對分子質量大小有關,發揮活性主要是通過小肽，肽段相對分子質量越小則活性相對較強。但相對分子質量不是影響降壓肽活性的唯一因素,多肽序列是更重要的影響[20-21]。構效研究表明ACE抑制肽在C末端包含Tyr、Phe、Trp等芳香族氨基酸殘基和Pro殘基，此種結構有利于肽與ACE的結合，而Leu可能提高ACE抑制效果[22]。降壓肽的活性主要取決于被口服攝入后能否到達靶器官作用。天然來源的降壓肽能控制高血壓、減輕藥物副作用，進一步研究降血壓肽是非常有意義的。
促進礦物質吸收肽
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，酪蛋白經酶水解再分離純化后得到含成簇磷酸絲氨酸殘基的肽稱為磷酸酪蛋白肽(caseinophosphopeptides，CPPs)[23]。
CPPs的功能區域為3個磷酸絲氨酸殘基后接2個谷氨酸的結構，SerP-SerP-SerP-Glu-Glu，CPPs通過磷酸絲氨酸殘基與鈣鐵鋅等在胃腸道中結合后防止生成磷酸鈣結晶或者沉淀，促進了鈣離子或其他礦物質吸收與利用。研究證明了CPPs預防齲齒的作用，CPPs已經被應用在口腔護理產品中[24]。
牛乳源生物活性肽在功能食品和藥品中的應用
人們對食品的需求隨著經濟與科學的發展，由追求溫飽向合理膳食方向轉變。通過乳品的發酵或者蛋白酶的水解，有活性的多肽被釋放出來，并經口服攝入體內發揮作用[25]。天然活性物分離技術的發展促進了這些活性成分的研究，使活性多肽成為保健品、藥品等產業的開發熱點，部分牛乳源生物活性肽已在國外實現產業化生產。
牛乳經過胃腸道酶消化后也會釋放出免疫活性肽，但產生的免疫活肽數量不足以產生對免疫系統顯著的影響。食源性免疫調節肽并不會引起明顯免疫排斥反應，隨著分離技術的發展用體外酶解方法與現代分離技術來商業規?；a免疫調節肽是很有必要的，隨著研究深入將有更多的免疫調節肽被發現及應用到食品藥品中。
牛乳源降壓肽暫無發現明顯副作用，這促進了它被應用于功能性食品或充當膳食補充劑用來預防與緩解高血壓。美國、日本、荷蘭添加降壓肽的商品化乳制品已經上市。我國對于ACE抑制肽的研究起步較晚，但引起了廣泛關注。
出生時體重較輕的嬰兒服用含抗菌活性肽段的乳鐵蛋白奶粉后有助于雙歧桿菌菌群的形成?？咕脑趮胗變耗c道中發揮著抗菌與促進免疫的作用，在嬰幼兒配方奶粉的研發中可考慮添加一定濃度的牛乳源抗菌肽，提高嬰兒對病原微生物的抵抗力，降低感染性疾病的發生率。
抗氧化肽具有低毒、高效的特點，作為天然抗氧化物顯示出在醫藥、食品和飼料行業的應用優勢。乳源性抗氧化肽具有較強抗氧化能力，有安全性強、水溶性好、致敏性低等優點，且乳及乳制品具有廣泛的市場認可度，乳源蛋白來源廣泛價格低廉這使乳源抗氧化肽在應用方面具有廣闊的前景。但目前對乳源抗氧化肽的研究大都處于研究階段，真正開發出的產品較少[26]。
在國外市場上已經有含CPPs的適用于兒童、老人、孕婦等不同群體的保健食品，CPPs在日本、歐洲、東南亞、歐洲等地已經被廣泛應用于鈣強化乳制品、蛋白飲料和速溶飲品[27]。日本suntory公司推出以含促鈣吸收肽的CPPs作為主要成分的鐵骨飲料。我國開發CPPs的產品日益增加，其趨勢從保健品、營養補充劑向鈣強化食品發展，如高鈣乳制品、餅干等。CPPs與無定型的磷酸鈣的復合物被添加到口腔清洗劑、牙膏中起到堅固牙齒等作用[28]。
展望
生物活性肽的研究與產業化主要集中在美國、荷蘭、日本等國家，包含牛乳源生物活性肽的功能性食品正在開發中或已上市。生物活性肽從被分離鑒定到應用還需很多研究，如生物活性、生物利用率、毒性等，活性肽應用的重要任務是提高分離純化效率及提高它們在體內的生物利用率。
雖牛乳源生物活性肽被大量鑒定出來，但還停留在研究階段，且大部分活性肽的活性研究局限于體外模型，體內活性試驗較少?；钚噪牡姆肿訖C制也需更多研究，如活性肽不會直接被腸道吸收進入血液循環，那么發揮功能可能是直接通過腸腔或小腸壁上的受體介導的或者被分解成二肽、三肽在機體內起作用或通過途徑。在尋找新的牛乳源生物活性肽的方向上，隨著科學研究和產業發展有望研制出多種添加了牛乳源生物活性肽的藥物和功能食品。
參考文獻
[1]NONGONIERMA A B，FITZGERALDRJ．Bioactive properties of milk proteins in humans:a review［J］．Peptides，2015，73:20－34．
[2]張建輝.阿片肽的制備純化及其測定方法的研究[D].天津商業大學,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,祁艷霞,靳艷.乳源生物活性肽研究進展[J].食品與發酵工業,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]顧芳,席浩,阮昕,徐恰,汪慎燚,秦宜德.乳源免疫調節肽對小鼠急性酒精性肝損傷的保護作用[J].中國藥理學通報,2018,34(05):712-716.
[14]周娟,劉琛,顧芳,趙夢靜,楊雪,王晶,秦宜德.乳源免疫調節肽提高DDP對卵巢癌細胞的影響[J].安徽醫科大學學報,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,馬力.乳源性生物活性肽的研究概況[J].食品研究與開發,2008(10):165-167.
[18]馬鎏镠.乳源性免疫調節肽的體外生物活性及其穩定性研究[D].上海交通大學,2013.
[19]陸元慶,曹笑梅,陳婷.乳源性抗菌肽的研究進展[J].江蘇醫藥,2016,42(6):686-689.
[20]陳飛龍,寧德山,王宇暉,等.乳源降壓肽構效關系研究進展及應用現狀[J].中國乳品工業,2015,43(3):29-33.
[21]施旭丹,羅自生.食源蛋白制備血管緊張素抑制肽的研究進展[J].食品工業科技,2012,6:105.
[22]楊銘，胡志和．乳源ACE抑制肽的開發與應用［J］．食品科學，2010，31(19):461－464．
[23]徐曼,何東平,衛娜.酪蛋白磷酸肽持鈣能力的研究[J].現代食品科技,2012,28(3):278-281.
[24]喻明玲,林居紅,胡赟.酪蛋白磷酸肽-無定形磷酸鈣對酸蝕牙釉質顯微硬度的影響[J].第3軍醫大學學報,2013,35(02):138-141.
[25]于娜.卵黃多肽的分離純化及降血脂活性研究[D].沈陽農業大學,2012.
[26]楊麗娜,葛武鵬,萬金敏,等.乳源性抗氧化肽的研究進展[J].食品工業,2017(7):263-266.
[27]王玉瑩,陳錫威,馮鳳琴,等.酪蛋白磷酸肽的研究進展[J].食品工業,2014(5):204-208.
[28]黎觀紅,晏向華.食物蛋白源生物活性肽:基礎與應用[M].化學工業出版社,2010.
□梁曹雯曹庸華南農業大學食品學院
[責任編輯:]
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