食源性低聚肽开发应用前景

食源性低聚肽开发应用前景 潘兴昌中国食品发酵工业研究院营养支持与评价中心副主任医学博士 主要内容 肽 生物活性肽及其国外应用我国主要食源性低聚肽研究进展食源性低聚肽与食品开发 肽 氨基酸 蛋白质氨基酸肽整蛋白 氨基酸 生物活性肽 又称功能肽 对生物体的生命活动有益或具有生理作用的肽类化合物生物活性肽存在于天然动物 植物 微生物体内 或经蛋白质降解后产生 肽的来源分类 内源性肽 外源性肽内源性肽 人体内存在的天然的肽包括体内一些重要内分泌腺分泌的肽类激素 如促生长激素释放激素 促甲状腺素 胸腺肽 胰岛素等 肽的来源分类 内源性肽 外源性肽外源性肽 存在于动植物和微生物体内的天然肽和蛋白质降解后产生的肽成分 可直接或间接来源于动物蛋白质 如动物乳汁 尤其初乳 就可直接提供多种肽 内源性 外源性生物活性肽的异同 外源性肽的活性中心序列相同或相似 功能与内源性活性肽相同外源性肽经消化被释放出来 与肠道受体结合 或进入血循环 参与机体的生理调节作用内源性 来源有限 获取成本高外源性 来源丰富 获取成本低常作食用 生物活性肽的吸收 利用特点 不需消化 直接 快速 主动 完全 优先吸收人体对食源性低聚肽的吸收 不增加胃肠负担 不需增加耗能食源性低聚肽具有载体作用 可将其它营养物质 特别是钙等对人体有益的微量元素 吸附 粘粘 装载 转运 提高吸收利用率 生物活性肽的吸收 利用特点 小肽比游离氨基酸更容易吸收 机体组织利用小肽的速度比氨基酸快以肽的形式直接吸收 避免氨基酸的吸收竞争 减少高渗影响低聚肽形式提供营养有利于快速发挥功能效应低聚肽生物效价和营养价值比游离氨基酸要高 生物活性肽的功能 食源性肽是传统蛋白质的升级换代产品 是极具市场开发潜力的功能性蛋白源肽生理功能增强免疫 抗氧化 抗高血压 抗肿瘤 抗菌 抗病毒 抗过敏 降低胆固醇 促进矿物质元素的吸收与转运 益生元作用等 食源性低聚肽 来源 功能与国外应用 乳蛋白肽 乳肽 乳蛋白 包括酪蛋白和乳清蛋白 经酶水解或微生物发酵后提取的多肽主要用于婴幼儿食品 运动食品 普通食品酪蛋白磷酸肽 婴幼儿食品 牛奶 饼干 保健食品 80多个国家标准 临床营养补剂 雀巢80 抗变态反应育儿奶粉 日本森永97 蛋清肽卵蛋白经酶解后得到的肽类化合物蛋清肽保持良好的氨基酸平衡 用于浓稠流质食品 营养补充食品 运动饮料食品 保健食品等日本用于婴儿食品和老年食品 水产肽鱼类 贝类蛋白经酶解后得到的肽类化合物鱼肉蛋白肽抑制血管紧张素 转换酶 具有降压作用 应用开发很广受关注 畜产肽将牛肉或猪肝经酶解处理后再经脱色 除臭 超滤 精制干燥 得到的肽类化合物畜产肽可促进脂肪分解 抑制血压上升 用于经肠营养剂 流食 婴儿食品 饮料 食品的营养强化可以提高肠道内非血红素铁的溶解度 促进铁吸收猪肉水解肽 预防饮酒性肝功能障碍 日本 胶原肽将动物胶原经酶水解得到的生物活性肽 猪牛鱼的皮 骨 胶原肽易消化吸收 具有抗氧化性 可用于医药品 美容化妆品 蛋白饮料 减肥食品美容化妆品和饮品 日本 美容化妆品及饮品 特殊营养食品 中国 大豆肽大豆蛋白质经蛋白酶作用或发酵后 再经特殊处理而得到的蛋白质水解产物大豆肽具有低变应原性 降低胆固醇水平 促进脂质代谢 促进肠道发酵等应用领域广 经肠营养剂 老年食品 抗变态反应食品 运动食品 抗疲劳食品 方便食品等病人肠道营养剂 美国 保健品 降胆固醇 普通食品 饮料 冰淇淋 糕点 面包 啤酒 糖果 乳制品 日本 玉米肽玉米蛋白经酶解后 可分离到玉米肽 玉米肽支链氨基酸含量高 可以促进酒精代谢和脂肪分解 降血压 免疫调节 改善肝功能等作用 保护肝脏 防止醉酒功能的饮料 日本 醒酒饮料 韩国 小麦肽小麦蛋白经酶水解提取的生物活性肽 小麦肽具有肠粘膜机能恢复 免疫调节和恢复疲劳等作用 可用于运动营养食品 饮料等 浓稠流食 小麦谷酰氨肽 恢复肠粘膜 美国 日本 1991 1997年FOSHU批准的功能食品 包括酪蛋白十二肽 乳肽 低聚肽等列入控制高血压成分2000年批准大豆肽为降低胆固醇的特定保健食品 国外食源性生物活性肽应用政策性 美国 美国FDA认证了大豆蛋白的健康声称 大豆蛋白肽被批准为病人肠道营养剂 欧盟 只要不会导致相应蛋白质的过敏反应 食源肽可用于食品中 但不允许将单一的氨基酸添加到食品 国外食源性生物活性肽应用政策性 我国主要食源性低聚肽研究进展 目前 主要食源性低聚肽及其来源 海洋鱼 海洋胶原肽 海洋骨原肽 海洋蛋白肽 乳蛋白 乳蛋白肽 鸡蛋蛋白 卵白蛋白肽 大豆蛋白 大豆低聚肽 玉米蛋白 玉米肽 食源性低聚肽基础研究合作单位 北京大学医学部营养与食品卫生学系中国中医科学院西苑医院中国疾病预防控制中心营养与食品安全所国家体育总局运动医学研究所运动营养研究中心解放军军事医学科学院生物工程研究所北京联合大学保健食品功能检测中心分子量 理化特性 吸收性 安全性 功能性 北京大学公共卫生学院HPLC测定 海洋胶原肽分子量均低于1000 且主要集中在300 860之间 占85 86 分子量测定 军科院生物工程研究所质谱法测定 大豆低聚肽分子量均低于1000 且主要集中在245 700之间 分子量测定 水溶性 纯净水 纯净水 低聚肽 溶解前 后 上图从左往右依次是同浓度的大豆蛋白溶液 海洋胶原肽溶液 水 水溶性 溶解后加热 开始沸腾 沸腾10分钟后依然稳定 热稳定性 调节酸度 调酸后依然澄清 酸稳定性 凝胶色谱图 胃蛋白酶处 低聚肽95 以上未被消化 经胰蛋白酶处理后 约90 未被消化说明 稳定 多以肽的形式直接吸收 开发功能性食品时生理功能保留 消化前 消化后 低聚肽的体外消化实验 补充大豆低聚肽后 大鼠氮平衡值 氮储存率 氮利用率和表观消化率 比补充大豆分离蛋白大鼠分别增高56 75 56 59 56 36 和12 94 P 0 05 补充大豆低聚肽可显著提高机体对氮的表观消化率 储存率和净氮利用率 并使机体处于较高水平的正氮平衡状态 低聚肽的易吸收性 低聚肽的易吸收性 低聚肽的易吸收性 氮元素的吸收率 短肽组高于游离氨基酸组和分子量 1500的较大肽组 增加大鼠小肠粘膜蛋白质含量 氨基肽酶的活性改善大鼠小肠粘膜组织形态结构 增加小肠绒毛高度 表面积和小肠上皮隐窝深度刺激小肠腺的发育低聚肽提高小肠对氮的消化与吸收功能 低聚肽的小肠吸收和作用机制 理论安全性原料安全 低聚肽安全的前提生产工艺安全 酶法提取 封闭式自动化流程无任何化学物添加 HACCP GMP HALAL认证实验安全性急性毒试验 30天 90天 长期喂养试验 北京大学公卫生学院骨髓细胞微核实验和精子畸形实验 彗星实验 四川大学华西公共卫生学院 低聚肽的安全性 食源性低聚肽与食品开发 海洋鱼低聚肽粉海洋胶原肽 海洋骨原肽 海洋蛋白质QB T2879 2007 2008 3 1实施由全国食品工业标准化技术委员会归口管理大豆肽粉标准大豆低聚肽QB T2653 2004 2005 1 1实施由全国食品发酵标准化中心归口管理 食源性低聚肽行业标准 海洋胶原肽的生理功能增强免疫力提高小鼠的碳廓清能力 提高巨噬细胞吞噬鸡红细胞吞噬率 吞噬指数 增强小鼠淋巴细胞转化能力 保健食品检验与评价规范 2003 北京联合大学保健食品功能检测中心北京大学公共卫生学院 食源性低聚肽 保健食品 辅助降血糖 海洋胶原肽高 中 低剂量组有降低糖尿病大鼠空腹血糖水平的作用 但对正常大鼠的空腹血糖水平无明显影响 北京大学公共卫生学院 辅助调节血脂 海洋胶原肽各剂量组血清总胆固醇 TC 和低密度脂蛋白胆固醇 LDL C 明显低于高脂饲料对照组 中 高剂量组甘油三酯 TG 明显低于高脂饲料对照组 北京大学公共卫生学院 抗氧化 海洋胶原肽能够升高超氧化物歧化酶 谷胱甘肽过氧化物酶浓度 降低丙二醛的水平 中国中医研究院西苑医院 临床 北京大学公共卫生学院 动物 抗辐射 A 正常对照组皮肤B 模型对照组皮肤C 海洋胶原肽干预组皮肤海洋胶原肽能够减轻皮肤辐射损伤 北京大学公共卫生学院 延缓肾损伤 海洋胶原肽能够提高血清肌酐清除率 降低血清肌酐水平 北京大学公共卫生学院 延缓肾损伤 海洋胶原肽能够降低尿素氮水平 北京大学公共卫生学院 增加骨密度 预防骨质疏松促进骨细胞的增殖和分化 促进骨的形成抑制破骨细胞增殖和分化 减少骨吸收和骨量丢失 北京大学公共卫生学院 保护皮肤 改善皮肤水分 观察组的皮肤水分在试食后得到改善 与对照组有显著性差异 中国中医研究院西苑医院 保护皮肤 祛黄褐斑 观察组的黄褐斑颜色在试食后变浅 与对照组有显著性差异 中国中医研究院西苑医院 保护皮肤 祛黄褐斑 观察组的黄褐斑面积在试食后变浅 与对照组有显著性差异 中国中医研究院西苑医院 增加生物活性多糖的效果海洋胶原肽与灵芝多糖配伍 可提高对辐射危害的辅助保护功能 北京大学公共卫生学院 促进肌肉组织修复 提高抗疲劳能力抗高血压功能促进矿物质转运与吸收 食源性低聚肽与保健食品的开发 各种食源性低聚肽均表现出多种生理活性食源性低聚肽与其它活性物质具有协同增效作用根据卫生部 保健食品检验与评价技术规范 2003年 利用食源性低聚肽 或与其他成分科学配伍 可以开发出多种更具市场前景和功能活性的肽系列保健食品 食源性低聚肽与特殊膳食用食品的开发 特殊膳食用食品是指为满足某些特殊人群的生理需要 或某些疾病患者的营养需要 按特殊配方而专门加工的食品 预包装特殊膳食用食品标签通则 GB13432 2004 食源性低聚肽与普通食品的开发 食源性低聚肽优质的营养价值 独特的稳定性 良好的加工特性 可用于生产各种类型的普通食品 食源性低聚肽具有速溶 低粘度 50 的高浓度仍然保持流动性 可用于生产速溶产品 如固体饮料 泡腾片等食品食源性低聚肽受热不会凝固 无蛋白变性问题 可用于生产需要热处理的含蛋白食品 普通蛋白在加热情况下极易变性食源性低聚在pH4 5酸性条件下不产生沉淀 可以生产酸性饮料 果汁饮料等 而常规蛋白质在pH4 5左右会产生沉淀 无法用于生产酸性饮料 较强的吸湿性和保湿性抑制蛋白质形成凝胶调整蛋白质食品的硬度改善口感和易消化吸收 适合于生产速溶饮品和高蛋白食品等 食源性低聚肽的应用领域 食源性低聚肽可以广泛应用于食品 日化和医药产品 可开发产品的种类及特点 食源性低聚肽食品市场开发展望 食源性低聚肽的研究领域发展很快 已受到各国科学家和政府的高度重视 短短几年内就有众多的肽类产品被研究出来 有些肽已经应用于和作为食品 保健品被开发出来 并实现了工业化生产 取得了巨大的经济效益和社会效益 随着现代蛋白质工程 生物酶工程技术迅速发展 还会有大量的生肽会不断地被研究和开发出来 也可生产大量的食源性低聚肽 应用于食品配方 功能食品 食品添加剂 药品 化妆品 无公害饲料添加剂等 美国和日本已用生物活性肽功能因子开发出各种低抗原食品 婴儿食品 老人食品 运动食品 促钙等微量元素吸收食品 降压食品 醒酒食品等系列产品 日本仅运动食品市场