生物活性肽的研究进展

生物活性肽的研究进展

0生物活性肽的特点生物活性物质是目前食品科学研究最受欢迎的课题，通常由蛋白质通过酶分解产生。肽类特别是一些低肽不仅有比蛋白质更好的消化吸收性能,还具有诸如对人体的生理调节和防病抗病的生理机能。蛋白质是人体所需的八大营养素之一。过去人们一直认为人体吸收的蛋白质主要是以氨基酸的形式吸收的。近年来研究发现,蛋白质经消化道酶促水解后,主要以小肽的形式吸收,比完全游离氨基酸更易更快被机体吸收利用。这些小肽类物质能够直接参与消化、代谢及内分泌的调节,其吸收机制优于蛋白质和氨基酸,具有蛋白质和氨基酸不可比拟的生理功能。这是“肽”研究理论和实践的重大突破。生物活性肽就是对生物机体的生命活动有益或是具有生理作用的介于蛋白质和氨基酸之间的分子聚合物,它小至由两个氨基酸组成,大至由数百个氨基酸通过肽链连接而成的一类分子量小于6000D,具有多种生物学功能的多肽。生物活性肽同时是能对机体构成一套高度自动化的物质,是沟通细胞间和血管间联系的信使,为外分泌、内分泌和神经系统之间行使传递功能,从而使机体组成了高度严密的系统,促使生物体生长发育和繁殖的正常进行。依据其功能,生物活性肽主要可分为生理活性肽和食品感观营养肽等两大类肽。1生物肽在功能食品中的应用随着人们生活水平的提高,伴随现代文明而来的各种富贵病如高血压、高血脂和高血糖等越来越引起人们的关注。功能食品是指对人体具有增强机体防御功能、调节生理节律、预防疾病和促进康复等有关生理调节功能的食品。因而具有特定生理活性的生物肽将会在功能食品中具有重要作用。生理活性肽是指能够调节生物体的生命活动或具有某些生理活性作用的一类肽的总称。1.1及其它神经活性肽这些肽包括类鸦片活性肽如脑啡肽,以及其它神经活性肽如生长激素抑制剂、舒缓激肽和促甲状腺释放激素等。它们在神经系统中起着基础功能如镇痛作用。1.2降血压的功能血管紧张素转换酶抑制肽(简称ACEI肽)可从天然蛇毒中分离、细菌胶原酶降解胶原蛋白、牛乳酪蛋白、大豆、玉米、沙丁鱼或磷虾蛋白等而制得,是血管紧张素转换酶抑制剂,具有降血压的显著功效。其低肽易消化吸收,具有促进细胞增殖、提高毛细血管通透性等作用,可用做降压功能食品基料。在日本一些降血压肽已经商业化生产,而我国在这方面的研究开始的比较晚,只从少数食物原料中得到了ACE抑制肽。1.3牛乳中抗氧化活性的生物活性肽血栓即血液在血管内发生凝固,形成的基本因素是血液黏度增高。研究发现,血液的凝固及乳液的凝集是两种重要的生理凝结过程,它们之间存在着许多相似的分子物质,如牛K-酪蛋白和人血纤维蛋白γ-链之间的结构具有同源性。而牛乳中的K-酪蛋白和乳转铁蛋白经过酶解后可产生具有抗凝乳活性的生物活性肽。抗血栓肽的发现,为血栓类疾病的预防和治疗提供了新的手段,具有很好的开发前景。如牛乳蛋白降解物就含有抗血栓肽,可作为食品添加剂使用,从而能制备出新型的多功能食品或药品供消费者使用。1.4从药用药的作用蝎毒抗癌多肽是肿瘤医学上一个研究热点,它是从东亚钳蝎蝎毒中提取分离的抗肿瘤有效肽,对多种肿瘤具有明显的抑瘤作用,如对肝癌和肺癌有确切的疗效。它已经在临床上应用于治疗癌症,有望成为新型抗癌良药。而内皮素是另一种抗癌多肽,它是一种由内皮细胞合成的生物活性肽,也具有较强的抗癌特性,可用于判断病情和疗效监测。还有,从海洋动物提取的化合物有10%具有抗癌活性,海洋植物提取物有3.5%具有抗癌活性。其中抗癌多肽具有活性高、稳定性好等特点。1.5在生物样品中的应用抗菌多肽又称抗微生物肽,广泛分布于自然界,在原核生物和真核生物中都存在。如植物、微生物、昆虫和脊椎动物在微生物感染时迅速合成而得,也可采用基因克隆技术生产,如乳链菌肽(Nisin)即具有很强杀菌作用。抗菌多肽主要用于食品防腐保鲜。2品质、感观和口感食品感官肽是指添加在食品中够调节食品的品质、感观和口味的一类肽的总称。在食品加工过程中常使用的活性肽有抗氧化肽、表面活性肽、甜味肽、酸味肽、咸味肽和苦味肽等。2.1抗氧化活性肽近年来,由于化学抗氧化添加剂的不安全性,高效低毒的天然食品抗氧化剂成为目前一大研究热点,研究发现,抗氧化活性肽如肌肽和大豆蛋白酶解物等由于具有低毒高效的特点,作为天然抗氧化物显示出在医药、食品和饲料行业的应用优势。2.2些肽中的表面活性剂从酪蛋白、乳清、大豆和麸皮水解物中分离得到的某些肽,具有表面活性剂的作用。某些糖肽及其衍生物,也对一些食品和饮料的稳定性起着重要作用。2.3其他肽类味肽包括甜味肽、酸味肽、咸味肽和苦味肽等,这些肽类添加到食品中,能明显改变食品原有的口感。同时这些肽类,如咸味肽,由于可作为无钠调味剂,能为糖尿病患者和高血压患者所用,所以可作为保健食品。苦味肽可从发酵食品如奶酪、可可、米酒和蛋白水解产物中分离得到,添加到许多食物如啤酒、咖啡、果汁和奶酪中,形成这些食品的特殊口感,而且还没有副作用,对人体是安全的。3活性肽的生产技术人们获得生物活性肽的途经主要有3种:存在于生物体中的天然活性肽(激素类和酶抑制剂等)、消化过程中或体外水解蛋白质产生和通过化学方法、酶法和重组DNA技术合成的。在实际应用中人们常通过酶法合成生物活性肽,其产品安全性极高,生产条件温和,水解易控制,可定位生产特定的肽,成本低,已成为最主要的生产方法。其主要的生产流程为:原料蛋白→预处理→酶解→分离→精制→成品原料的选择是生产相应功能活性肽的基础。一方面可根据相应功能肽的氨基酸组成或结构特点来选择相应的原料,另一方面要尽量选择利用率不高的廉价的农副产品,甚至可利用工厂排放的废弃物。如陈季旺用碱法和酶法两步加工碎米得到纯度较高的大米蛋白,这就是具有良好的消化性和较高营养价值的优良的植物蛋白。而酶的选择,是生产功能活性肽的关键。目前,商业用酶主要是微生物酶、植物蛋白酶及少量的动物蛋白酶。同时还要建立一种灵敏度高、简便易行的目标肽的活性检侧体系,以便在整个生产过程中判断活性肽的效量。与其它生物技术一样,生物活性肽的分离提纯也是生产的重要部分。由于目标活性肽在反应体系中的含量甚微,往往采用吸附分离、色谱分离、超滤膜分离及反渗透等现代分离技术和脱色、脱臭、脱苦等提纯精制技术。这是决定能否将产品推向市场的关键因素。目前,随着基因工程技术的发展,利用DNA重组等技术,将表达活性肽的基因整合到某些生物体内,通过生物体直接表达出所需肽类,其产量和纯度将会有很大的提高。因此,利用生物工程技术生产活性肽将是一种很有前景的方法。4生物活性肽研究的展望我国生物活性肽的研究开发起步晚,研究单位也少,基础和应用研究都很薄弱,目前尚处于起步阶段。我国在生物活性肽的研究开发上,从事活性肽的研究单位也多从医药角度出发,研究力量及投入较少,限制了活性肽药食两用功能的发挥,市场上国产的活性肽药品和食品寥寥无几。但近几年研究逐步活跃起来,报道渐多,前景看好。当前生物活性肽研究开发的方向是:①肽的定向酶解技术开发