花生生物活性肽研究进展.doc

花生生物活性肽研究进展摘要：花生是重要的植物蛋白资源，花生生物活性肽具有重要的生理功能，本文综述了花生生物活性肽的制备、功能活性研究，并分析了我国生物活性肽产业存在的问题，以期为花生生物活性肽的开发利用提供依据。关键词：花生；生物活性肽；制备；功能；中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号花生是世界上占第三位的植物蛋白源，约可提供世界蛋白需要量的11%1。花生仁中蛋白质含量为22-30%，高于牛奶、猪肉、鸡蛋的蛋白质含量，且花生蛋白质基本不含胆固醇。在植物蛋白质中花生蛋白质营养价值仅次于大豆蛋白质，但抗营养因子含量比大豆的少，花生蛋白质含人体必需的8种氨基酸，蛋白质的生物价(BV)为58，蛋白质功效比(PER)为1.7，比面粉、玉米高 2。科学研究发现，蛋白质经水解制得的肽有比蛋白质有更好的营养性能3。肽是分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物，肽和蛋白质都是由氨基酸构成，从营养的角度来分析，两者是一样的；但是多肽的分子量比蛋白质小很多，且具有良好的pH和热稳定性，而且有些具有蛋白质所没有的生理调节功能4。实验证实肽的吸收率比氨基酸高，比氨基酸更易、更快通过小肠黏膜被人体吸收利用5。花生蛋白经蛋白酶在不同的条件下水解后具有多种生理活性，包括抗氧化作用、抗菌作用、降血压作用等6-11。1、花生生物活性肽的制备生物活性肽包括生物体中天然存在的内源性活性肽和天然蛋白质经水解生成的外源性活性肽。内源性活性肽由于含量微少，难以提取，实际应用困难。研究证明，外源性活性肽进入机体后，可发挥和内源性活性肽相似的生理作用12，因此有关蛋白水解制备活性肽的研究日益活跃，而花生蛋白作为重要的蛋白资源已成为制备活性肽研究重点。 蛋白质水解制备生物活性肽有3种方法:酸水解、碱水解及酶法水解。前两种方法简单易操作,但可能存在营养和毒理方面有害的效应,因此其应用受到了一定的限制13。蛋白质酶法水解能在一定的条件下进行定位水解，产生特定的肽,且易于控制水解进程,并具有高度的专一性,一般不会导致营养方面的损失,也不会产生毒理上的问题。同时酶作用具有特异性,可在温和条件下进行,能耗低,因而能较好地满足肽的生产需要。在活性肽生产中，酶的选择是关键,它不仅影响最后产品的得率、反应速度,而且直接影响产品的风味、理化特性以及产品的功能活性。张伟等11采用碱性蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、复合风味酶(固/液)、木瓜蛋白酶水解花生蛋白制备血管张素转化酶(ACE)抑制肽。结果表明,碱性蛋白酶水解物的ACE抑制率最大。王瑛瑶的研究也表明碱性蛋白酶较其他蛋白酶水解花生蛋白可以得到生物活性高的产物14。陈贵堂等15选用碱性蛋白酶Alcalase、复合蛋白酶Protamex、木瓜蛋白酶Papain S、中性蛋白酶Neutrase、风味蛋白酶Flavorzyme、液体木瓜蛋白酶Papain L、中性蛋白酶Asl.398 等7种食品级蛋白酶水解花生蛋白，研究了单一酶作用和双酶组合作用对水解度及体外抗氧化能力的影响，研究表明除风味蛋白酶外，其它单酶两两组合对花生蛋白的水解度都很小，风味蛋白酶单独作用以及与其它酶组合作用于花生蛋白，其水解度都最高，但碱性蛋白酶作用产物抗氧化能力最强。 因此蛋白酶的选择不仅以水解度的高低为依据，更要以作用产物的生理活性的强弱为标准。因为不同蛋白酶的作用方式不同，其作用产物的成分就会有很大变化，外切蛋白酶从肽链的任意一端切下一个单位氨基酸残基，因此虽水解度较高，但产物的生理活性叫弱；而内切蛋白酶在多肽链的内部破坏肽键，依赖不同水解程度产生一系列分子量不同的多肽，从而有较高的生理活性。因此蛋白酶的选择应尽量选用内切酶含量高的蛋白酶。2、花生活性肽的功能研究国外对蛋白酶解制备功能性肽的研究工作开展比较早，目前已有一些产品问世，且同时有许多新产品在研制中，如抗血压肽、抗血栓肽、免疫活性肽以及酪蛋白磷酸肽等16-19，而我国在这方面的研究起步较晚,早期对蛋白质水解研究主要集中在改善蛋白质加工功能特性及大豆多肽方面20-22,而花生蛋白活性多肽的研究在近几年得到了一定的发展。2.1花生活性肽的降血压活性降血压活性肽是通过抑制机体内血管紧张素转化酶(ACE)的活性来实现的。最早获得的具有抑制ACE活力的肽是1965年Ferreira从南美洲蝮蛇的毒液中提取的。随后,研究人员从许多种食物蛋白中分离提取得到不同的ACE抑制肽,如从乳蛋白、大豆蛋白、丝素蛋白等23-25。花生肽对ACE具有明显的抑制作用,也是一种良好的降血压活性肽,近几年逐渐成为研究的热点。张伟等11对碱性蛋白酶水解花生蛋白制备ACE抑制肽进行优化，得到最佳的酶解工艺为当温度53.7,底物浓度7. 72%,酶与底物质量比4. 18%, pH=8. 0,水解时间为120 min时,其ACE抑制率可达72.78%。张宇昊等26利用体外化学模型对花生肽的ACE抑制活性进行了评价，结果表明分子量小于1kD花生短肽的ACE抑制活性非常突出，IC50值为0.255mg/ml。通过机理研究证明了分子量小于1kD的花生短肽对ACE的抑制属于竞争性抑制且对消化酶的水解具有一定的抗性；该活性肽降压作用平稳，不会因服用剂量偏差而造成低血压现象，且可被完整吸收进入血液循环。王瑛瑶等27对花生ACE抑制活性肽进行分离纯化和结构鉴定，确定活性肽的氨基酸组分为Tyr-Gly-Asn-Leu-Tyr。张伟等28也通过碱性蛋白酶水解花生蛋白得到高活性的ACE抑制肽，且通过高效液相与质谱连用测得该活性肽是由色氨酸、脯氨酸、天冬酞胺、亮氨酸等氨基酸形成的短肽。目前食品来源的ACE抑制肤具体的构效关系尚无定论，但得到一些常见的局部结构特点。Cheung等结果发现，AcE抑制肤氮端多为疏水氨基酸或是碱性氨基酸，碳端多具有芳香族氨基酸、杂环氨基酸或碱性氨基酸。Min-Suk等29人酶解燕麦蛋白，经过高效液相色谱纯化得到一种高活性的ACE抑制肽Gly-Pro-Pro. JianPingwu等30人也从大豆蛋白酶解液中分离出高活性的ACE抑制肽Asp-Leu-Pro或Asp-Gly。2.2花生活性肽的抗氧化活性自由基是独立存在的，带有不成对电子的原子或原子团，化学性质极活泼。早在1956年英国学者Hannna就提出了自由基学说，它认为自由基具有高度的化学反应活性，是人体生命活动中多种生化反应的中间代谢产物，能够攻击生物大分子造成组织细胞损伤，是引起机体衰老的根本原因，也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要原因31。随着抗氧化重要性的发现和对活性肤生理功能认识的深入，利用生物技术生产抗氧化肽的研究引起了相关领域学者的广泛关注。从植物蛋白源中酶解或提取得到的抗氧化肽主要有大豆肽32、玉米肽33等，这些肽的相对分子质量主要集中在700-10000。近期的研究表明花生多肽具有良好的抗氧化作用,中性酶水解产物的水解度大于碱性酶水解产物,但在同等添加量时,其抗氧化性能却没有碱性酶好,可能是由于碱性蛋白酶和中性蛋白酶对底物的水解点不同,造成肽片段的长短和组成不同,因而表现出不同的抗氧化性能。陈贵堂等34利用碱性蛋白酶水解花生蛋白制备抗氧化肽，研究表明，花生肽中具有抗氧化功能的成分主要集中在5kDa以下。Jean-YuHwang等35人根据Qyaizu和Blois的方法,对花生多肽的抗氧化性进行了研究。结果表明,花生多肽的还原力1.0mg蛋白/mL与0.02 mg/mL的BHA或生育酚具有相具有相同的功效; 0.05 mg/mL的花生多肽清除自由基DP-PH的能力与0.01 mg/mL BHA相当。王建化等36的研究也表明，5%的花生抗氧化肽的抗氧化效果与3%Vc抗氧化效果相当.3、我国功能性肽存在的问题我国蛋白酶酶解制备功能性肽的研究起步较晚，同国外发达国家相比，我国对功能肽各方面的研究存在较大的差距，主要体现在以下几个方面：1） 原料选择的范围应窄。我国是发展中国家，原料的利用率往往不高，生产过程中的废弃物中还有大量的蛋白质，如豆渣、饼粕、酵母糟等,应尽量选择这些利用率不高或生物价不高的廉价的农副产品。以这些为原料生产不仅可以提高其附加值，同时减少了社会污染，具有良好的经济和社会效益。2） 对生产艺研究不足。我国对活性肽的研究主要集中在活性肽的分离提取、结构鉴定及其功能活性等方面，缺乏对生产工艺及其参数的细致研究和优化。如活性肽制备过程中蛋白酶的选择及其作用条件的选择具有较大的盲目性，从而造成活性肽产品水解度和得率低，对活性肽的精致工艺尚未形成一套成熟的体系，使产品的纯度较低，不利于应用。3） 肽类产品功能活性不明确我国对活性肽的研究和产业化存在严重脱节，很多对功能活性进行深入研究的肽未进行产业化，而对于进入产业化的活性肽却缺乏专门的功能活性研究，因此市场上没有特定功能活性的肽类产品。4展望花生生物活性肽的研究与开发已成为国际上新兴的高科技生物领域的热点，是具有极大市场潜力的新兴产业。我国对花生肽的研究起步较晚，基础和应用研究都很薄弱，尚处于初级开发应用阶段，然而随着花生肽产品的深入研究，以及凭借着花生生物活性肽出众的物化性质以及卓越的生理功能，花生生物活性肽的应用将十分广阔；随着花生蛋白的开发，花生作为油料作物的地位将下降，而作为天然植物蛋白质资源的作用将得到充分发挥。花生活性肽将是今后功能肽研究的重点。参考文献1周瑞宝主编.花生加工技术M.化学工业出版社.2002.2花生短肽的制备及其功能活性的研究D.中国农业科学院博士研究生论文.20073何雨晴,石艳宾.花生多肽的研究进展J.食品研究与开发,2008,29(5):171-174.4励建荣,封平.功能肽的研究进展.食品科学，2004，25(11):415-419.5Schmidl MK,Taylor SL,Nordlee JA.Use of hydrolasatebased products in special medical dietsJ.Food Tech,1994,48(10):77-80.6王树英,吴苏喜,任国谱.粉末食品系统中酶解花生蛋白的抗氧化活性研究J.食品与机械, 1999(4): 1819.7 Hwang JY, ShueY S, Chang H M.Antioxidative activity ofroasted and defatted peanut kemels J.Food ResearchInternational 2001, 34: 639647.8郭兴凤,胡二坤,蒋淑华,等.花生蛋白酶水解产物抗氧化活性研究J.中国油脂, 2005, 30(3): 6163.9 Ye X Y, Ng T B.Hypogin, a novel antifungal peptide from peanuts with sequence similarity to peanut allergen J.The Journal of Peptide Research, 2001, 57(4): 330336.10黎观红,施用晖,乐国伟,等.花生分离蛋白碱性蛋白酶Alcalase水解物具有血管紧张素转化酶抑制活性J.食品科学, 2005, 26(6):55-61.11张伟,徐志宏,孙智达,等.酶解花生蛋白制备血管紧张素转化酶抑制肽J.中国粮油学报,2008,23(1):146-151.12陈贵堂,赵霖.食物源生物活性肽及其营养生理价值J.中国临床营养杂志,2005,13(5):312-315.13张伟, 孙智达,徐志宏.花生多肽的制备及生理功能评价的研究进展J.中国油脂,2007,32(1):74-76.14 王瑛瑶.水酶法从花生中提取油和花生蛋白的研究D.江南大学博士论文,2005.15陈贵堂,赵立艳,王岁楼.制备花生抗氧化肽的蛋白酶筛选研究J.中国粮油学报,2008,23(3):164-168.16Clareand DA, Swaisgood H.E. 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