第六讲 乳中生物活性物质

第六讲第六讲 乳中生物活性物质乳中生物活性物质 一、一、生物活性乳蛋白生物活性乳蛋白 1 免疫球蛋白免疫球蛋白 IgG 2 乳铁蛋白乳铁蛋白 Lf 及水解产物及水解产物 3 溶解酶溶解酶 4 乳过氧化物歧化酶（乳过氧化物歧化酶（SOD） 1牛初乳中免疫球蛋白牛初乳中免疫球蛋白 免疫球蛋白一般分为 IgG1、IgG2、IgA、IgD、和 IgM 五大 类，人乳以 IgA 为主，牛乳则主要以 IgG 含量最高。免疫球蛋白的生物学功能主要是活化 补体、溶解细胞、中和细菌酶素，通过凝集反应防止微生物对细胞的侵蚀。 目前分离免疫球蛋白的方法分为色谱法和超滤法。 2乳中的乳铁蛋白乳中的乳铁蛋白 牛初乳中乳铁蛋白有两种分子形态，分子量分别为 86000 和 82000，其主要差别在于它们所含糖类不同。乳铁蛋白可以结合 2 个 Fe3+，或 2 个 Cu2+。 乳铁蛋白对铁的结合，促进了铁的吸收，避免了人体内-OH 这种有害物质的的生成。另外， 乳铁蛋白还有抑菌、免疫激活的作用，并是双岐杆菌和肠道上皮细胞的增殖因子。 目前分离乳铁蛋白的方法有很多种，如吸附色谱法、超滤法，其中超滤法操作简单， 费用相对较低，易于形成工业化规模，但纯度较低。 3牛初乳中的刺激生长因子牛初乳中的刺激生长因子 牛初乳中含有很多种肽类生长因子，如血小板衍生生长 因子、类胰岛素生长因子、转移生长因子等，而常乳中则没有。这些生长因子与动物生长、 代谢和营养素的吸收密切相关。 牛初乳中的过氧化物酶牛初乳中的过氧化物酶 过氧化物酶是氢受体存在的情况下能分解过氧化物的酶，其 分子量在 82 000，含铁，是一种金属蛋白。乳过氧化物酶是一种参与抑菌的碱性蛋白 质 二、二、乳中生物活性肽乳中生物活性肽 1 作为生长激素的肽作为生长激素的肽 （1）表皮生长因子（表皮生长因子（EGF） 牛奶中含 344ng/mL，加工过程受破坏。可促进新生儿消化道发育。 （2）促胃酸释放肽（促胃酸释放肽（GRP） （3）铃蟾肽铃蟾肽 具有免疫反应的肽，可提高胃酸和胃肠激素水平。 （4）降钙素降钙素 2 作为铁代谢促进剂的肽（作为铁代谢促进剂的肽（Ergthropoietin） 3 作为镇静和饱腹因子的肽作为镇静和饱腹因子的肽 4 吗啡样活性肽（吗啡样活性肽（Opioid peptide） 具有镇静、催眠、抑制呼吸、调节胃肠蠕动、调节免疫系统作用。 B-酪蛋白水解物（60-70 氨基酸楚）中分离-5、-7、-4 肽。asi-酪蛋白（90- 96） 氨基酸水解得到。a-乳白蛋白得到 a-乳类吗啡，B-吗啡。 5 抗高血压肽（抗高血压肽（Antihypertensive peptide） 6 免疫调节肽（免疫调节肽（Immunomdodulating peptide） 7 抗血栓肽（抗血栓肽（Antihrombotle peptide） 8 促进钙吸收的酪蛋白磷酸肽（促进钙吸收的酪蛋白磷酸肽（Phosohopeptide） 9 促进促进 DNA 合成和细胞生长的肽合成和细胞生长的肽 10抗菌肽（抗菌肽（Antibacterial peptide） 11抗癌细胞肽（抗癌细胞肽（Anticancer peptide） 12促进双歧杆菌生长的肽促进双歧杆菌生长的肽 三、多不饱和脂肪酸三、多不饱和脂肪酸 1LCP 2CLA 牛初乳加工利用牛初乳加工利用 一、牛初乳成分及生物学功能一、牛初乳成分及生物学功能 牛初乳平均总干物质含量为 14.4%，其中蛋白质 5.0%，脂肪 4.3%，灰分 0.9%，并且 含有丰富的 VA、VD、VE、VB12和铁。除此而外，牛初乳突出的方面是它含有多种生物活 性蛋白，包括免疫球蛋白（Ig） 、乳铁蛋白（Lf） 、溶菌酶（Lz） 、乳过氧化物酶（Lp） 、血 清白蛋白（BSA） 、-乳球蛋白（-Lg） 、-乳白蛋白（-La） 、VB12结合蛋白（VB12-binding proteins） 、叶酸结合蛋白、胰蛋白酶抑制剂和各种生长刺激因子，其含量见表 15-1。 表 15-1 牛各种物质中生物活性物质的浓度（mg/ml） 牛乳 活性物质血清初乳常乳末乳人乳 -Lg无-3.24.05.0无 -La无-1.22.02.11.62.8 IgG110.511.629.984.00.351.1532.3 IgG27.91.92.90.060.022.0 IgG: 0.4(初乳) 0.04(常乳) 1.0 IgA0.080.32.04.40.050.253.3117.4(初乳) 1.0(常乳) IgM2.52.83.24.90.040.058.601.6(初乳) 0.1(常乳) Lf无2.000.020.3520.002.0 Lz0.10.00150.4 BSA28.001.000.290.48.000.6 Tf4.500.400.10 这些活性蛋白的功能特性如下： 1 。 二、牛初乳的加工利用二、牛初乳的加工利用 （一）初乳的贮藏初乳的贮藏 过剩的牛初乳可用来继续喂小牛犊或加工利用，这往往涉及到 贮藏，贮藏不当则牛初乳发生分层、变味、pH 值下降（酸度升高） ，免疫球蛋白消化吸收 率下降（饲喂小牛犊的结果） 。 冷藏或冻藏可以有效地延长初乳保质期，而营养成分、pH 值、酸度基本不发生变化。 （二）（二）初乳的加工利用初乳的加工利用 1。牛乳免疫球蛋白浓缩物（。牛乳免疫球蛋白浓缩物（MIC）制取）制取 牛乳免疫球蛋白浓缩物是基于低体重早产 儿需要特殊营养，即需要较高的蛋白质和能量，尤其是需要补充免疫球蛋白而提出的。牛 初乳免疫球蛋白浓缩物制作流程如图 15-1。 处理方法 工艺作用 冷却乳离心 除去细胞、血细胞、灰尘及其他杂质 加热乳离心（40） 除去乳脂肪 冷冻贮藏（-25） 加热 56,30min 肠道致病菌、病毒失活 酸或酶凝固 除去酪蛋白 过 滤 除去细小的酪蛋白颗粒 反渗透或超滤 除去乳糖、矿物质、水 无菌过滤 除去细菌 蒸 发 除水 冷 干 除水 图 15-1 制做牛乳免疫球蛋白浓缩物的一般工艺流程 原料乳尤其是牛初乳常含有血细胞和其他体细胞状物质或粗杂质，为了除去这类物质， 将乳冷却到 812，用常用牛乳离心机分离。然后将牛乳加热再离心除去乳脂肪。得到的 脱脂乳冷冻至-25贮藏，其抗体活性不会有任何损失。 脱脂乳在板式换热器被加热到 56，在保温罐中保持 30min，可灭活污染的病细菌， 然后冷却到 37，添加酸到 pH4.5 或添加凝乳酶使酪蛋白凝固，随后再加热到 56，保持 10 min，就会倾出乳清。将酪蛋白凝块用去离子水冲洗两次，并用澄清离心机离心除去酪 蛋白而得到澄清液。将乳清和澄清液分别用 Seitz 型或 Filtrox 型过滤器过滤以除去细小的 酪蛋白粒，防止随后超滤时堵塞设备。 将乳清经正压通过超滤器，在超滤器中水、乳糖、盐等小分子透过膜而除去。 超滤过程分三个步骤：第一步是预浓缩（Preconcentration） ，是将乳清干物质浓缩到 34 倍；第二步是稀释过滤(Diafiltration)，通过连续添加两次冲洗酪蛋白粒得到的澄清液 保持截留液恒定；第三步是终浓缩（Final concentration） ，在此步将截留液浓缩至原体积的 1/2。最终浓缩物干物质含量为 10%，总蛋白为 7%8%，免疫球蛋白为 2%3%。然后经 Seitz 或 Filtrox 过滤，并用孔经 0.45m 的膜无菌过滤。在降压蒸发器中低温减压条件无菌 蒸发，最高温度 40，得到干物质 1 倍的浓缩物，最后在无菌条件下冻干，该产品成分见 表 15-3。 这种免疫球蛋白浓缩物很容易与乳粉混合，并易溶在水中或液体乳中。 乳活性肽及乳活性肽及 CPP 生产生产 一、乳活性肽种类一、乳活性肽种类 乳蛋白是人类膳食优质蛋白质的重要来源，自 1979 年以来，越来越多的研究证实乳蛋 白的分子中存在着具有多种生物活性的片段。这些在母体蛋白中并无活性的多肽，能经特 定的蛋白酶水解释放，在人体内显示出不同的生物活性。现已证明来源于乳蛋白的生理活 性肽包括：类吗啡肽（Opioid Peptids） 、免疫活性肽（Immunopeptids） 、降血压肽 （Antihypertensive Peptids） 、抗血栓肽（Antithrobotic Peptides） 、矿物质结合肽酪蛋白 磷酸肽（Casein Phosphopeptides，CPP）等。乳蛋白活性肽因其源于天然食物蛋白以及生理 功能的多样性，在膳食补充剂、保健食品及医药等领域显示出良好的发展趋势。 二、酪蛋白磷酸肽的制备二、酪蛋白磷酸肽的制备 （一）酪蛋白磷酸肽定义、种类、结构（一）酪蛋白磷酸肽定义、种类、结构 酪蛋白磷酸肽（CPP）是牛乳酪蛋白经蛋白 酶水解后分离提纯而得到的富含磷酸丝氨酸的多肽制品。CPP 能在动物的小肠中与钙、铁 等二价矿物质离子结合，防止产生沉淀，增强肠内可溶性矿物质的浓度，从而促进吸收利 用。 CPP 来源于 S1-、S2-、-酪蛋白分子中磷酸丝氨酸簇集的区域。目前从动物体内 分离和体外蛋白酶水解得到的 CPP 主要有：S1（4358）：4P、S1（5979）： 5P、S2（4670）：4P、（125）：4P、（128）：4P、（3348）：1P 等。 它们共同特点是具有相同的核心结构： SerSerSerGluGlu P P P 有趣的是 CPP 核心结构的磷酸肽能因抵抗蛋白酶的攻击而免遭破坏。 （二）酪蛋白磷酸肽的制备（二）酪蛋白磷酸肽的制备