肽全解.ppt

第一篇功能性食品理论基础,第二章活性肽类,第一节生物活性肽的基本概念,生物活性肽（简称活性肽）是一类有重要生理功能的活性物质，在生物体的各种组织器官如骨骼、肌肉、感觉器官、消化系统、内分泌系统、生殖系统、免疫系统、周围和中枢神经系统中都广泛存在。现代营养学研究发现：人类摄食蛋白质经消化道的酶作用后，大多是以低肽形式消化吸收的，以游离氨基酸形式吸收的比例很小。进一步的试验又揭示了肽比游离氨基酸消化更快、吸收更多，表明肽的生物效价和营养价值比游离氨基酸更高。这也正是活性肽的无穷魅力所在。,活性肽食用安全性极高，是当前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。属于功能食品基料的活性肽,目前研究较多的包括,谷胱甘肽、降血压肽、促进钙吸收肽和易消化肽等四种,一、生物活性肽定义：生物活性肽是一类分子量小于6000D，构成蛋白质的天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称,具有多种人体代谢和生理调节功能.,二、生物活性肽的分类：,依据其功能，生物活性肽大致可以分为,生理活性肽、调味肽、抗氧化肽和营养肽等,三、生物活性肽的生理功能：,（1）调节体内的水分、电解质平衡（2）具有免疫活性，提高人体免疫功能.具有免疫活性的内源肽包括干扰素和白细胞介素,它们是激活和调节免疫应答的中心.（3）促进伤口愈合（4）修复细胞，改善细胞代谢，防止细胞变性，能起到防癌作用（5）促进蛋白质、酶的合成与调控（6）沟通细胞间、器官间信息的重要化学信使,（7）预防心脑血管疾病,生物活性肽能够防治血栓、高血脂、高血压。,（8）调节内分泌与神经系统,（9）改善消化系统、治疗慢性胃肠道疾病,（10）改善糖尿病、风湿、类风湿等疾病（11）抗病毒感染、抗菌、抗衰老，消除体内多余的自由基（12）促进造血功能，治疗贫血，防止血小板聚集，能提高血红细胞的载氧能力,因此，生物活性肽是筛选药物、制备疫苗和食品添加剂的天然资源宝库。,例如,-11-,I-1.,3个月大的宝宝双眼查出视网膜母细胞瘤,人工合成的胸腺五肽（Thymopentin，简称TP5），是胸腺生成素第32-36位的氨基酸残基片段，是一种具有双向调节作用的新型免疫调节剂。它主要通过诱导T细胞，并与T细胞特异受体结合，使细胞内cAMP水平上升，从而诱导一系列胞内反应，达到调节免疫功能的作用.它还具有良好的抗衰老作用，本品还可用于治疗肿瘤、免疫功能低下和自身免疫病等。,日本厂商从水产加工业下脚料鱼鳞中提取出“鱼鳞胶”，再经酶法分解后得到一种类似于猪皮明胶多肽的新产品“鱼鳞胶多肽”也具有美容作用。,“蜂胶多肽”为法国一厂商所开发的多肽新产品，具有特殊的植物香气。据介绍，将蜂胶多肽加工成护肤产品涂擦在面部肌肤上，可以保持弹性、预防细胞老化以及防止皱纹产生，美容效果显著。,第二节生理活性肽一、生理活性肽定义是沟通细胞间与器官间信息的重要化学信使，通过内分泌等作用方式，使机体形成一个高度严密的控制系统，依此来调节生长、发育、繁殖、代谢和行为等生命过程，这些肽统称为生理活性肽它主要包括以下几种：,矿物元素结合肽、酶调节剂和抑制剂、抗菌肽、神经活性肽、免疫活性肽等,二、矿物元素结合肽：酪蛋白磷酸肽（促钙吸收肽，CaseinPhosphopeptide，简称CPP）一)矿物元素结合肽的共同特征1.多数矿物元素结合肽中心位置含有磷酸化的丝氨酸残基和谷氨酰残基，与矿物元素结合的位点存在于这些氨基酸带负电荷的侧链一侧，其最明显的特征是含有磷酸基团。,2.与钙结合需要含丝氨酸的磷酸基团和谷氨酸的自由羧基基团，这种结合可增强矿物质肽复合物的可溶性。,二)酪蛋白磷酸肽的结构、分类和生理功能酪蛋白磷酸肽（简称CPP）是目前研究最多的矿物元素结合肽，它能与多种矿物元素结合形成可溶性有机磷酸盐。1、酪蛋白磷酸肽的结构：1)酪蛋白磷酸肽的分子内具有丝氨酸磷酸化结构2)含有2537个氨基酸残基，在pH7-8的条件下与钙形成可溶性复合物，对钙的吸收作用显著。,3)尽管动物体内外所产生的CPP的肽链长短不一，但都含有相同的核心结构，既成串的磷酸丝氨酸和谷氨酸簇.下图为磷酸肽的活性中心结构,2、酪蛋白磷酸肽的分类酪蛋白磷酸肽主要有两种物质：1）a-酪蛋白磷酸肽(来源于a-酪蛋白）：是由37个不同氨基酸残基组成的，其中有与磷酸基结合的丝氨酸7个，相对分子质量4600。,2）酪蛋白磷酸肽(来源于-酪蛋白）：是由25个不同氨基酸组成的，其中有与磷酸基结合的丝氨酸5个，相对分子质量3100。,3、酪蛋白磷酸肽的生理功能1）促进小肠和骨骼对钙的吸收由于CPP能够与多种矿物元素结合形成可溶性的有机磷酸盐，充当了这些矿物元素特别是钙在体内的运输载体，所以能够促进小肠对钙和其他矿物元素的吸收,2）促进成长期儿童骨骼和牙齿的发育3）预防和改善骨质疏松症4）促进骨折患者的康复5）预防和改善缺铁性贫血6）抗龋齿,4、制备工业上以酪蛋白为原料通过胰蛋白酶水解酪蛋白生成CPP。通过离子交换、凝胶色谱或膜分离等方法加以分离。,1）酶解-沉淀法,2）酶解离子交换法,3）、工艺说明（1）制备CCP粗品：同酶解沉淀法操作要点（1）（5）（2）离子交换：选用H型式的阳离子交换树脂，pH5.0(3)洗脱：进样结束后，用蒸馏水进行洗脱，收集洗脱液，直到第一个样品峰完全洗出。（4)冷冻干燥：40条件下预冷2小时，然后在60冷冻干燥机中干燥24小时。,5、应用粉末状的CPP很稳定，当混于糕点面包之类焙烤食品中，由于需在180以上高温环境加热20min对CPP的稳定性有些影响。为此，可考虑在食品加工的后期添加CPP等方法，以避免CPP受热。此外，CPP还可应用于饮料、糖果中。,三、酶调节剂和抑制剂：谷胱甘肽（长寿因子、抗衰老因子,Glutathione,GSH）1、GSH的结构和分布：1)谷胱甘肽(GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通过肽键缩合而成的三肽化合物2)GSH在小肠内可以被完全吸收,广泛存在于动物肝脏、血液、酵母和小麦胚芽中,2、谷胱甘肽的生理作用作用：1）自由基消除剂：谷胱甘肽可以清除自由基，对机体起到强有力的保护作用。,作为自由基消除剂，GSH可保护细胞膜，使之免遭氧化性破坏，防止红细胞溶血，维持红细胞的完整性，促进高铁血红蛋白的还原。,2）参与解毒作用：,GSH能够与进入机体的有毒化合物、重金属离子或致癌物质等相结合，并促其排出体外。,3）对由于放射性物质或防渗性药物引起的白细胞减少症起到保护作用。4）纠正乙酰胆碱、胆碱酯酶的不平衡，起到抗过敏作用5）缓解缺氧血症、恶心以及肝脏疾病所引起的不适6）可防止皮肤老化及色素沉着，改善皮肤抗氧化能力,3、制备GSH的制备一般有溶剂萃取法、酶合成法、发酵法、化学合成法1)萃取法大多以小麦胚芽为原料，通过添加适当溶剂或结合用淀粉酶、蛋白酶处理，再经离心、分离精制而成。2)发酵法是选育富含GSH的高产酵母菌株，再由此分离提取制得。,萃取法提取GSH：,工艺说明；a)原料：植物种子胚芽、动物内脏、酵母等b)萃取：关键是使GSH从细胞中释放出来，其方法有3类：酶溶解法：将细胞置于合适的温度、pH及缓冲液中，一定时间后激活胞内自溶酶系统，溶解细胞壁和细胞膜，使其释放出胞内物质。化学抽提法：利用一些有机或无机化学试剂溶解细胞壁和细胞膜上的表面结构或改变细胞膜的通透性，使胞内物质外流。机械破碎法：可采用高压均质法和高速球磨研磨法。,c)沉淀：采用铜盐法进行沉淀。在GSH提取液中加入氧化亚铜搅拌，沉淀30分钟，过滤d)水洗：用水洗滤渣至无硫酸根离子，并将其溶于水中e)脱盐：通入硫化氢除去铜离子，过滤，在滤液中通入氢气除去硫化氢。,4、应用1）面制品加工中的应用：谷胱甘肽可切断面筋蛋白分子间的二硫键，降低面粉的强度，强化面制品的品质和风味。2）在奶制品和婴儿食品加工中的应用：在酸奶及儿童食品中加入谷胱甘肽，可以抗氧化，起到稳定剂的作用，有效地防止奶制品的褐变,3）在肉制品和海鲜类制品加工中的应用可延长保鲜期，防止褐变，保持食品的色泽。另外GSH还有呈味性，具有较强的肉类风味。4）在果蔬制品加工中的应用有利于保持原有的营养和诱人的色、味。5）在饮料加工中的应用生产高谷胱甘肽含量的抗癌啤酒。,四、降压肽高血压是一种以动脉收缩压和舒张压升高为特征的临床综合症，它常伴有心脏、血管、脑和肾等器官器质性病变，易引发心脏病、脑、肾和眼等多种并发症，我国目前高血压发病率已超过13，高于其他任何一种疾病.,降血压肽（AntihypertensionPeptide)是一种具有降高血压作用的活性肽，它对血压正常者无降压作用，对高血压患者有显著的降血压作用，安全性极高，无副作用，而且不被肠道蛋白酶所利用，肠道吸收率极高。1、降压肽的来源：乳酪蛋白的肽类；鱼贝类；植物类（大豆多肽、玉米多肽）。2、食用安全性高，对正常人无降血压作用,3、结构特点1)、N末端一般为长链或具有支链的疏水性氨基酸（如亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸），C末端一般为具有环状结构的芳香族氨基酸（色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸）或脯氨酸。2)、分子量小,小于1000Dal,4、降压肽的生理功能：1）降血压，降低血清胆固醇；其降血压作用是通过抑制人体内血管紧张素转换酶的活性而实现的2）促进消化吸收，促进脂肪代谢；3）增强肌力，加速肌红细胞恢复；4）抗过敏；5）还能调节人体免疫功能和具有减肥作用，但其作用机理尚不清楚。,在欧洲市场上出现了第一个降血压益生菌制品Evolus。它是采用特殊菌种瑞士乳杆菌发酵的酸奶制品，经过严格科学的工艺控制，得到高含量的降血压短肽，从而起到降血压作用。目前已进入冰岛，葡萄牙和西班牙等国家,日本Calpis公司也成功生产出降血压酸奶饮料,五、抗菌肽1、抗菌活性肽，它通常与抗生素肽和抗病毒肽联系在一起，包括环形肽、糖肽和脂肽，如短杆菌肽、杆菌肽、多粘菌素、乳酸杀菌素、枯草菌素和乳酸链球菌肽等。2、抗菌肽热稳定性较好,具有很强的抑菌效果,六、神经活性肽1、多种食物蛋白经过酶解后，会产生神经活性肽，如来源于小麦谷蛋白的类鸦片活性肽，它是体外胃蛋白酶及嗜热菌蛋白酶酶解产物。2、神经活性肽包括类鸦片活性肽、内啡肽、脑啡肽和其它调控肽。神经活性肽对人具有重要的作用，它能调节人体情绪、呼吸、脉搏、体温等，与普通镇痛剂不同的是，它无任何副作用。,七、免疫活性肽1、定义:能刺激巨噬细胞的吞噬能力，抑制肿瘤细胞生长的肽称为免疫活性肽。2、它分为内源免疫活性肽和外源免疫活性肽两种。3、内源免疫活性肽包括干扰素、白细胞介素和-内啡肽，它们是激活和调节机体免疫应答的中心。4、外源免疫活性肽主要来自于人乳和牛乳中的酪蛋白,第三节调味肽一、调味肽定义某些生物活性肽可以提高食品的适口性,改善食品的风味,这种肽称为调味肽。二、调味肽的种类及组成1、酸味肽：酸味肽通常是由酸性氨基酸如谷氨酸钠盐和天冬氨酸钠盐组成的二肽或三肽。,2、甜味肽：甜味肽典型的代表是二肽甜味素和阿力甜素它们具有味质佳、安全性高、热量低等特点.,3、苦味肽：碱性二肽如鸟氨酸-丙氨酸呈现出强烈的苦味;苦味是有些食品如啤酒、咖啡、奶酪等的重要口感组分。4、咸味肽：某些碱性二肽,如鸟氨酰牛磺酸-氢氯化物、鸟氨酰基-丙氨酸-氢氯化物表现出强烈的咸味5、增强风味的肽：生物活性肽可以通过模拟、掩蔽、增强风味而提高食品的适口性。,武汉九生堂生物工程有限公司生产的酶法多肽卵蛋白肽、大豆肽、酪蛋白磷酸肽、牛初乳蛋白活性肽、羊乳蛋白肽、鱼蛋白肽、虾蛋白肽、鲍鱼蛋白肽、鱼翅蛋白肽、瓜蔬蛋白肽,本章小结：活性多肽是一类具有重要生理功能的活性物质，功能食品基料中常见的活性多肽包括：酪蛋白磷酸肽、谷胱甘肽、降血压肽、抗菌肽以及一些调味肽等。1.CPP主要来源于酪蛋白，在体内起到促进小肠对钙的吸收、促进骨骼对钙的利用、抗龋齿、提高精子和卵细胞的受精率等作用。2.GSH是由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸组成的三肽，GSH参与体内氧化还原反应，