制药设备推荐
联系我们
电话:0571-86578098/81604278
联系人:张经理
网址:http://www.mzysb.com/
E-MAIL: 2355663251@qq.com
地址: 杭州市余杭区塘康路33号 
当前位置: 网站首页 > 制药设备知识 >

乳清蛋白生物活性肽及其应用前景

来源:未知 发布日期:2014-08-22 09:57:43作者:admin 点击次数:
摘要:随着对生物活性肽的功能研究及分离、提取技术的成熟和研究与开发乳源活性肽的兴起,研究者发现乳清蛋白中含有多种生物活性的潜在肽段。 综述了近年来乳清蛋白生物活性多肽的研究进展,介绍了其抗氧化活性、ACE 抑制活性、降胆固醇活性及其他活性的作用机理和研究概况。
随着研究水平的提高,乳清蛋白生物活性肽的功能特性必将得到充分的开发和利用。蛋白质是牛乳中主要的营养成分之一,其中80% 是酪蛋白,20% 是乳清蛋白。 沉淀分离酪蛋白时上清液中的多种蛋白质组分统称为乳清蛋白,包括 α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、免疫球蛋白、乳铁蛋白、乳过氧化物酶、糖巨肽、生长因子以及生物活性因子和酶等。 经过工艺浓缩精制可得不同蛋白质浓度的乳清浓缩蛋白( whey protein concentrate,WPC) 或 乳 清 分 离 蛋 白 ( whey protein isolation,WPI) 。 乳清蛋白营养价值高,容易被人体消化吸收,代谢效率和生物学价值高,被公认为人体满意蛋白质补充剂。
近年来,乳源活性肽的研究与相关产品的开发逐渐兴起,乳清蛋白中具有生物活性的潜在肽段越来越多被研究者发现,这可以促进乳清蛋白产品的营养功能提升,提高乳清蛋白产品的附加值,具有重大的现实意义。
1 乳清蛋白生物活性肽
1. 1 乳清蛋白抗氧化肽
随着营养学和生物技术的发展,研究者发现介于蛋白质和氨基酸间的肽类与氨基酸、大分子蛋白质等其他生物分子相比较食用安全性更高,活性更强,与蛋白质和氨基酸相比其抗氧化性往往更为显著。 关于动、植物蛋白的酶解物抗氧化活性已有很多相关研究。 目前已有关于乳清蛋白酶解物在脂质氧化体系中抗氧化作用的研究,酶解乳清蛋白中的 α-乳白蛋白和 β-乳球蛋白制备抗氧化活性肽,以及将乳清水解物添加于熟肉制品中以抑制冷藏过程中的脂类氧化的报道。 乳清蛋白肽的抗氧化作用日益成为研究的热点。
彭新颜等利用碱性蛋白酶酶解乳清蛋白,对其水解产物在不同体系中的抗氧化活性进行研究。
结果表明,乳清蛋白酶解条件为底物浓度 5%、蛋白酶量的添加量 2%、水解时间 5 h 时,酶解产物具有的抗氧化能力。 朴姗善等采用胰蛋白酶水解乳清蛋白,以氧阴离子的清除率为指标对酶解条件进行优化,得到酶解工艺的参数,所得酶解产物对氧阴离子的清除率为 16. 08%,DPPH自由基的清除率可达 43. 56%。 凌玉芳等研究乳清蛋白酶解物对 PC12 细胞氧化损伤体外防护作用,选用胃蛋白酶及胰蛋白酶模拟人体的消化过程对乳清蛋白进行酶解,大孔树脂吸附洗脱酶解产物脱盐后用所得产物对氧化损伤的 PC12 细胞进行干预防护。
研究表明,乳清蛋白酶解产物相对分子量集中在 1 000 u 以下,在适宜浓度下对由 H2O2诱导引起的 PC12 细胞氧化损伤有防护作用,与 Qian 等研究结果,且具有促进 PC12 细胞生长作用,但其作用机制尚待探明。 许柳利用 4 种不同的蛋白酶酶解乳清蛋白,以清除羟基自由基活性为指标,筛选出胰蛋白酶酶解物抗氧化能力强,并应用于冷却鸭肉保鲜中,结果显示乳清蛋白酶解物对冷却鸭肉在贮藏期间抑制脂肪氧化的效果显著。
目前,乳清蛋白肽抗氧化机理尚未明确,但研究表明酶解物的抗氧化活性与肽段中某些氨基酸的组成、数量及排列顺序有关。 抗氧化肽可以与金属离子螯合、作为供氢体或供电子体清除自由基和促进过氧化物的分解,由此推测在酶解过程中破坏了乳清蛋白原有的紧密结构,在酶的不同作用位点产生了具有不同结构或不同末端氨基酸的多肽,从而具有自由基清除作用。 除了对自由基清除外,多肽可以在脂质体周围形成物理屏障,有效阻断脂质氧化现象的发生。 另外,膜的形成使得脂质体的表面特性改变,表层疏水性尾部加长,表面乳化稳定性增强,进而提高氧化稳定性。
1. 2 乳清蛋白 ACE 抑制肽
高血压是一种以动脉收缩压或舒张压升高为特征的临床综合症,随着生活水平的提高和社会节奏的加快,高血压患者呈年轻化趋势,这一现象引起了全社会的关注。 血管紧张素转化酶 ( angio-tensin converting enzyme,ACE) 是含锌二肽羧酶,在人体血压的调节中起着重要的作用,可以催化血管紧张素 I 从 C-端裂解二肽形成血管紧张素 II,钝化舒缓激肽,导致血压升高。 ACE 抑制肽对 ACE的亲合度高于血管紧张素 I 或舒缓激肽,并且不易从 ACE 结合区释放,可以有效防止 ACE 催化血管紧张素 I 转化为血管紧张素 II,催化舒缓激肽水解失活,达到降低血压的目的。
自 Ferreira首次从蛇毒中分离出一种具有抑制 ACE 活性的小肽,从各种天然原料中提取 ACE抑制肽的研究引起了广泛关注。 目前,人们已从多种蛋白质中分离纯化得到结构、序列及大小不一的具有 ACE 抑制活性的小肽。 乳源 ACE 抑制肽安全性高且无副作用,在高血压的防治中具有重要的研究和应用价值,目前已成为学者研究的热点。
Mullally 等利用胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、Corolase 和 PNT 酶水解 α-乳白蛋白、β-乳球蛋白和乳清浓缩蛋白,研究其水解物抑制 ACE 的活性,发现未水解的底物具有较低的 ACE 抑制率( <10%) ,乳清蛋白水解后得到的水解物具有73% ~ 90% 的 ACE 抑制率。 Anne 等利用胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、胃蛋白酶水解乳清蛋白,发现胰蛋白酶水解物和复合蛋白酶水解乳清蛋白所得的水解物具有抑制 ACE 的活性,并通过滤和反向液相色谱分离出 8 条 ACE 抑制肽,IC50在77 ~1 062 μm。
Cornelly 等利用二次正交旋转设计,研究预处理温度、底物浓度、pH 值、温度和水解时间等因素对胰蛋白酶乳清蛋白水解物抑制 ACE 活性的影响,发现通过调整这 5 个因素的条件可控制乳清蛋白水解物的 ACE 抑制率。 徐思源使用复合酶水解乳清蛋白制备乳清蛋白降压肽,采用正交试验确定酶解条件,所得乳清蛋白水解物的 ACE 抑制率为60. 19% ,水解度为 11. 92% ,并利用滤和离子交换树脂对乳清蛋白肽进行纯化精制后饲喂原发性高血压鼠,结果表明乳清蛋白水解肽能降低鼠的血压和 ACE 活性,与对照组相比有明显的效果,且对鼠的体重不产生影响。
1. 3 乳清蛋白降胆固醇肽
研究证明,饮食中添加乳清蛋白可以降低血清中的胆固醇,包括极低密度脂蛋白胆固醇( VLDL -C) 和低密度脂蛋白胆固醇( LDL - C),有效预防动脉粥样硬化。 因此,乳清蛋白源活性肽具有潜在的巨大研究价值。
目前,利用大豆蛋白和酪蛋白研究食物源蛋白生物活性肽对动物或人类血清胆固醇水平影响的研究较多,而对牛乳清蛋白源生物活性肽对血液胆固醇水平的影响研究较少。 Nagaoka 等利用胰蛋白酶酶解牛乳 β-乳球蛋白( β-Lg) ,从酶解液中分离出的一种 5 肽 Ile-Ile-Ala-Glu-Lys,通过动物实验证明与 beta-谷甾醇( 一种降胆固醇药物) 相比,该肽可以显著降低小鼠血清胆固醇水平。 高学飞利用乳清蛋白以猪肝脏中 HMG-CoA 还原酶活性变化的体外检测方法制备具有降血液胆固醇效应的生物活性肽,证明分子量范围 2 000 ~12 000 u 之间的乳清蛋白源活性肽具有较高 HMG-CoA 还原酶抑制活性,可以降低血液中胆固醇、甘油三酯水平( p <0. 05) ,减小动脉硬化指数,还能促进生长、减少脂肪沉积( p <0. 05) 。
乳清蛋白源降胆固醇活性肽作用机理还没有明确。 通过对胆固醇代谢及肽类物质的吸收特点的分析,提出一种降胆固醇生物活性肽的作用机理的假设,即活性肽可在胆固醇肠肝循环途径中起作用,通过结合胆汁酸来抑制内源胆固醇的重吸收,从而降低血清胆固醇水平,乳清蛋白源降胆固醇活性肽同样适用这个假设。 乳清蛋白源降胆固醇活性肽的另一个作用途径是减少外源胆固醇的吸收。
1. 4 乳清蛋白肽其他生物活性
1. 4. 1 降血糖活性
近年来,大量动物实验和对人群进行的临床研究都发现乳清蛋白具有降血糖尤其是餐后血糖的作用。 徐庆等采用碱性蛋白酶水解乳清蛋白,透析后进行动物实验,发现乳清蛋白水解多肽水解度为 14. 8%,多肽分子量分布在 900 ~1 900 u,大部分集中在 1 800 ~1 900 u 时能降低灌胃后 KKAy糖尿病小鼠血糖、显著升高灌胃后 0. 5 h 血清胰岛素水平,证明乳清蛋白水解多肽能有效降低 KKAy小鼠空腹血糖、随机血糖和改善糖耐量。
1. 4. 2 提高记忆能力
徐琳琳等利用分子量集中在 180 ~ 1 000 u范围内的乳清蛋白小分子肽混合物喂食小鼠,探讨乳清蛋白肽对 C57BL/6J 小鼠学习记忆能力的影响,结果显示乳清蛋白肽 1. 35% 剂量组能显著提高实验动物的空间学习记忆能力。 但是其具体发挥生理功效的肽分子序列及其作用机制需要进一步的研究。
1. 4. 3 促进乳酸菌增殖
研究证明,添加乳清蛋白和酪蛋白酶解产物对乳酸菌具有增殖的效果。 在乳酸菌培养介质中添加乳清蛋白、酪蛋白等可明显改善乳酸菌的生长,加入还原剂后不仅某些乳酸菌的耐氧效果提高,还可以显著延长酸奶中嗜酸乳杆菌和双歧杆菌的存活期限。 白凤翎等利用胃蛋白酶水解乳清蛋白对乳清蛋白酶解物促嗜酸乳杆菌增殖作用进行研究,发现水解度为 12. 51% 时,乳清蛋白水解物与经过滤和凝胶过滤后的分离物对嗜酸乳杆菌 B有较好的增殖作用,其中分子量 1 000 u 以下的酶解产物增殖效果为显著。
1. 4. 4 促进矿物元素吸收
促矿物元素吸收肽,即矿物元素结合肽,在其中心位置有磷酸化的丝氨酸基团和谷氨酰残基,能与钙、铁和锌等金属离子结合,阻止金属离子与磷酸根反应产生沉淀,增加小肠内可溶性的钙、铁和锌的浓度,从而促进肠道内必需金属离子的吸收。 据资料显示,乳清蛋白中的 α-乳白蛋白具有金属离子结合性质,能够促矿物元素的吸收。 郭丽丽等采用胰蛋白酶水解乳清蛋白来制备促矿物元素吸收肽,结果表明在 pH 8. 0、底物浓度 7. 0%、酶底比 70∶ 1、水解温度 45 ℃、水解时间 100 min 的条件下得到活性强的矿物元素结合肽。 此条件下水解液中氨基氮含量为 0. 272 mg/mL,产生的肽具有强的体外持钙活性。
2 乳清蛋白肽的应用前景
乳清是干酪生产中的副产物,早期乳清废弃物曾引起严重的环境问题,造成资源巨大浪费。
目前,乳清中含有的生理活性蛋白质、多肽等成分成为研究热点,这些功能性成分可广泛应用于生物医药工业产业。 由于乳清蛋白肽含有多种功效成分,并具有多种优良的加工特性,因此在食品工业中的应用也越来越被人们所重视。黄玉凤等以乳清为原料,经胰蛋白酶水解后与茶汁调配成乳清多肽茶饮料,使多酚物质与乳清蛋白结合,减弱了茶汁的涩味和刺激性,制得的乳清多肽茶饮料具有茶香和奶香的融合香味,降解的乳清多肽更容易被人体消化吸收。 齐海萍等利用菠萝汁中所含蛋白水解酶将乳清蛋白部分水解成功能性多肽,再进行脱苦调配成菠萝乳清多肽饮料,提高了乳清蛋白的利用率,为乳清蛋白的深度开发利用提供参考。
曲杜娟等研究了浓缩乳清蛋白的中性蛋白酶酶解物对酸奶发酵的影响,发现乳清蛋白水解物可以明显促进酸奶的发酵、缩短发酵时间,且能显著地增加储藏期酸奶中的乳酸菌总数。
乳清蛋白源生物活性肽具有极高的营养价值、食用安全性及生理保健功能,可作为功能性食品或食品添加剂应用到人们日常生活中。 目前关于乳清蛋白的研究主要集中在营养特性和物理性质的研究,并对其酶解后多肽的抗氧化性及抗 ACE 活性有一定的研究。 但是,伴随着研究的深入,仅研究乳清蛋白酶解物特定的生物活性已无法满足人们的需求。 对氨基酸和多肽金属螯合有相关研究,若对乳清蛋白肽和金属离子螯合工艺进行研究,制备乳清蛋白肽-金属离子螯合物,便可充分发挥乳清蛋白肽和金属离子对人体的双重营养功效,为乳清蛋白的应用提供一条新思路,其必将拥有广阔的市场。
来源:惠合制药设备厂
顶一下
(0)
0%
踩一下
(2)
100%
------分隔线----------------------------