功能性食品论文

功能性食品论文 功能因子——论生物活性肽 作者: 江敏 合肥学院11食品科学与工程 学号:1102061002 摘要: 功能食品中真正起生理作用的成分称为功能因子，或称活性成分、功能 成分，活性肽是其中比较重要的功能性因子。生物活性肽来源广泛,目前已成为 世界范围内的研究热点。本文综述了肽的含义，生物活性肽的种类、生理功能、 优点、吸收机制、制备方法、以及在生产中的应用的研究进展,以期为生物活性 肽的进一步研究和应用提供参考。 关键词: 生物活性肽 蛋白质 生物学功能 应用 发展前景 Functional factor -- Debate bioactive peptides Abstract:The real physiological role of components in functional foods called functional factor, active components, functional components. Functional factor active peptide is also important. Biologically active peptides from a range of sources. At present ,the biologically active peptides has become the hot spot in the world. In order to provide the reference for further research and application of biological active peptide,this paper reviews the peptide meaning, research progress of species,physiological functions,advantages,absorption mechanism, preparation method, biological active peptide and its application in production, in order to provide the reference for further research and application of biological active peptide. Key Words: Bioactive peptides Protein Biological function Application Developed possibility 随着生物活性肽吸收理论的提出及其生理活性的发现，生物活性肽已成为医药、食品等领域的研究热点。 近年来，国际科学界研究发现，蛋白质经消化道酶促水解后主要是以小肽类的形式被吸收，且比完全游离氨基酸更易、更快被机体吸收、利用，某些小肽不仅能提供人体生长、发育所需要的营养物质，而且具有独特的生物学功能:可防治血栓、高血脂和高血压，延缓衰老、抵抗疲劳、提高机体免疫力。有些小肽具有原食品蛋白质或其组成氨基酸所没有的重要的生理功能，这正是生物活性肽引起当今科技界、医学界、营养学界、食品学界广泛重视的主要原因。生物活性肽具有极强的活性和多样性，随着研究的不断深入，这一领域在世界范围内日益受到关注。生物活性肽已成为高科技领域及产业的新热点。 一、肽的定义: 肽是两个或两个以上的氨基酸以肽键相连的化合物。一个氨基酸不能成为肽，也不能合成肽，肽是两个或两个以上氨基酸以肽键相连的化合物。两个氨基酸以肽键相连的化合物称为二肽;三个氨基酸以肽键相连的化合物称为三肽，以次类推，三十四个氨基酸以肽键相连的化合物称为三十四肽。 二、生物活性肽 (Bioactive Peptides,BAP)就是对生物机体的生命活动有益 生物活性肽 或是具有生理作用的肽类化合物,是一类相对分子质量小于6000Da,具有多种生物学功能的多肽。其分子结构复杂程度不一,是介于氨基酸与蛋白质之间的分子聚合物,小至由两个氨基酸组成,大至由数十个氨基酸通过肽键连接而成,而且这些多肽可通过磷酸化、糖基化或酰基化而被修饰。多数生物活性肽是以非活性状态存在于蛋白质的长链中,当用适当的蛋白酶水解时,其分子片段与活性被释放出来。 1、生物活性肽的分类: (1)按来源分-内源性生物活性肽和外源性生物活性肽两类 内源性生物活性肽即机体内存在的天然的生物活性肽 ,主要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、肝脏合成的类胰岛素生长因子、胸腺分泌的胸腺肽、胰腺分泌的胰岛素等;由血液或组织中的蛋白质经专一的蛋白水解酶作用而产生的组织激肽 ,如缓激肽、胰激肽;作为神经递质或神经活动调节因子的神经多肽;以及由昆虫、微生物、植物等生物体产生的抗菌肽。 外源性生物活性肽多以特定的氨基酸序列肽片段存在于蛋白质中，包括存在于动植物和微生物体内的天然生物活性肽和蛋白质降解后产生的生物活性肽成分,如动物乳汁;动物饲料蛋白质原料,包括筋肉、牛乳酪蛋白、小麦谷蛋白、小麦醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白、大豆蛋白等在动物胃肠道消化后可间接提供多种生物活性肽;也可以进行人工合成,如风味肽、苦味肽等。 (2)按功能大致可分-生理活性肽(包括抗菌活性肽、神经活性肽、激素调节肽、抗高血压活性肽、抗氧化活性肽、免疫活性肽等)、调味肽、抗氧化肽、营养肽等。 (3)按取材分-海洋生物活性肽和陆地生物活性肽 海洋生物活性肽包括鱼类多肽、扇贝多肽、海绵多肽、海鞘多肽、海葵多肽、海藻多肽等。 陆地生物活性肽包括大豆多肽、乳蛋白活性肽、麦胚活性肽、玉米蛋白肽等。 (4)按原料划分-生物活性肤按原料划分主要有乳肽、大豆肽、玉米肽、畜产肽、水产肽、复合肽等。 2、生物活性肽的特点 (1)、优于高蛋白。高蛋白是分子量在5万以上的氨基酸链，最终被人体合成肽才能吸收，但人体分解蛋白质，合成肽的数量微乎其微。高蛋白摄取太多，有很多副作用，它自身具有营养性，但不具备功能性;肽不是高蛋白，肽是一种功能蛋白，人食后不但不会引起营养过剩，而且可以调节人体的营养平衡。 (2)、由氨基酸合成，优于氨基酸。肽是两个或两个以上的氨基酸以肽键相连的化合物，它比单个的氨基酸作用大上千倍。 )、肽在人体中合成蛋白质率比氨基酸高26%。 (3 (4)、氨基酸的吸收机制是:只有合成肽才能被人体吸收。 (5)、动物蛋白质中的氨基酸只有20种，植物蛋白质中的氨基酸只有18种，其功能屈指可数。而以氨基酸合成的肽，可达上百种上千种，而每个肽的功能都比单个的氨基酸多，多肽的功能有成千上万种。 3、生物活性肽显著的生物学功能 功能性小肽具有激素、生长因子和神经递质功能，在调节动物生长发育等方面起着非常重要作用。生物活性肽生理作用主要表现在以下几个方面:调节免疫力;调节激素分泌;抗氧化;结合矿物质，促进矿物质吸收;呈味;抗菌;抗癌;抗高血压。 (1)免疫活性肽 人乳或牛乳中的酪蛋白含有刺激免疫的生物活性肽，大豆蛋白和大米蛋白通过酶促反应，可产生具有免疫活性的肽。免疫活性肽能够刺激机体淋巴细胞的增殖，增强巨噬细胞的吞噬功能，提高机体抵御外界病原体感染的能力，降低机体发病率。从人乳和牛乳的酪蛋白中已检测到具有免疫刺激活性的肽片段，这些肽具有刺激巨噬细胞吞噬能力的作用。另外，乳蛋白、大豆蛋白和大米蛋白等通过适当酶解处理也可产生具有免疫活性的肽类物质。 (2)抗菌活性肽 抗菌活性肽通常由细菌、真菌产生，或从动植物体中分离。它们尽管在结构上千差万别，但几乎所有的抗菌肽都是阳离子型的，两亲结构是它们的共同特征。国内外研究成果表明，抗菌肽对部分细菌、真菌、原虫、病毒及癌细胞等均具有强大的杀伤作用。临床试验也表明，抗菌肽能够增强机体抵抗病原微生物的能力，而且在体内还不容易产生耐药性。 (3)抗高血压活性肽 许多蛋白质的酶解产物中都有血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)，如酪蛋白的胰凝乳蛋白酶酶解产物中就有几种降血压的肽。血压是在血管紧张素转换酶(ACE)作用下进行调节，不具活性血管紧张素I在ACE作用下可转变为有收缩血管平滑肌活性，引起血压升高的血管紧张素II，通过抑制 ACE 活性，可起到降压作用;但对动物正常血压无降压作用。降血压肽是具有抑制ACE活性的肽类，来源广泛，将大豆、小麦、玉米、畜肉、鱼肉、牛乳、鸡蛋等食物酶解可得到不同活性的抑制肽。也可从蔬菜蛋白、麸皮玉米醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白、大蒜和 油菜籽中分离得到。 (4)抗氧化活性肽 目前,氧化作用是人类老化现象的重要原因这一观点已经得到证实。健康的人体内必须具有稳定和清除自由基的自我保护机制——抗氧化酶系统,但是这种抗氧化酶系统的活性和含量水平,容易受体内外多种因素干扰而降低,如果不能及时从食物中补充足够的抗氧化物质,就会导致自由基积累,过剩的自由基氧化,很容易成为细胞衰亡的分子基础,因而会加快人体衰老进程,并引发多种疾病。现已证实:肿瘤、关节炎、血液病、肝病、肺病、心脑血管病等几十种疾病的发生,都与过剩自由基损害有关。多肽的抗氧化机理包括:给抗氧化酶提供氢、螯合金属离子以及捕捉自由基等。生物体内的许多具有抗氧化活性的物质属于蛋白质类,由于蛋白质具有优良的乳化特性,能在油水界面起介导作用,因此其在清除生物体内过量自由基,抑制膜脂质过氧化方面具有重要意义。 (5)神经活性肽 神经活性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,能够作为激素和神经递质与体内的μ、δ、γ-受体相互作用,可起到镇痛、调节呼吸及体温等功能。神经活性肽主要存在于牛乳、鲔鱼、大豆及其它豆类等许多食品蛋白质的水解物中,能够调节神经的信息传递,现已成为食品药理学的研究焦点之一 (6)抗癌多肽 近年来，具有抗肿瘤的生物活性肽在临床应用研究己受到广泛关注。这些生物活性肽通常从海洋生物、陆地动植物体内分离得到，根据不同结构(如单链、环状、多条肽链)均发挥不同抗肿瘤和癌细胞作用。与此同时，有些肽类如槲寄生肽，其基本母核与茜草环己肽类似，其动物体内外抗肿瘤作用研究结果显示，可对小鼠肉瘤细胞S180、未分化肉瘤细胞系 S37、肺癌细胞系 Le wis、白血病细胞系 P38等动物移植性肿瘤均具有明显抑制作用;同时还具有免疫调节作用;能诱导 IL–1、IFN、TNF–α 等释放。 (7)呈味肽 呈味肽包括甜味肽、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。 4、生物活性肽吸收机制的六大特点 (1)吸收时，不需耗费人体能量，不会增加胃肠功能负担。 (2)主动吸收，迫使吸收。 (3)它具有100%吸收的特点。吸收时，没有任何废物及代谢物，能被人体全部利用。 (4)吸收特别快。吸收进入循环系统的时间，如同静脉针剂注射一样，快速发挥作用 (5)不需消化，直接吸收。它表面有一层保护膜，不会受到人体的促酶、胃蛋白酶、胰酶、淀粉酶、消化酶及酸碱物质二次水解，它以完整的形式直接进入 小肠，被小肠所吸收，进入人体循环系统，发挥其功能。 (6)起载体作用。它可将人所食的各种营养物质运载输送到人体各细胞、组织、器官。 5、生物活性肽的制备 人们获得生物活性肽的途经详细分下来主要有5种:? 生物提取，提取存在于生物体中的各类天然活性肽，如从细菌、真菌、动植物等生物体内提取激素、酶抑制剂等天然活性肽;? 酸或碱水解，该法虽简单价廉，但酸水解会破坏L一型氨基酸使其转变为D一型氨基酸和有毒物质，而碱水解产物有异味，水解难控制而应用较少;?化学合成，采用液相或固相化学合成法可制取任意需要的活性肽，但因成本高，副反应物及残留化合物多，目前此方法仅在实验规模中使用;? 重组DNA法，该法制取活性肽的试验研究尚在进行中;? 酶法生产，该法是目前生产活性肽的最主要的方法，其优点是产品安全性极高，生产条件温和、高效，对蛋白质营养价值破坏小，可定位生产特定的肽，成本低。酶法生产活性肽一般流程为:选择原料蛋白?预处理?酶解?分离?精制?成品 6、生物活性肽的广泛用途 )生物活性肽在动物营养中的应用 (1 生物活性肽富有多种生理功能，对动物体的营养及免疫均起到了较好的提升作用，尤其是在当今大规模的养殖模式下，动物体遭受环境应激、病菌传播和氧自由基入侵等不良因素的侵扰，使生产受到限制。因此，适当使用高效的生物活性肽，不仅可提高产量，同时提升了产品价值。目前认为具有潜在饲用价值的肽有两种:一是营养性肽，二是抗菌性肽。仔猪腹泻、奶牛乳房炎及各种病毒性疾病如猪瘟、鸡新城疫等一直是棘手的疾病，不利于畜牧业的发展，抗菌肽的应用，为解决此问提供了新思路。在动物营养中肽与游离氨基酸相比，生物活性肽表现出特殊的生物活性，生物活性肽的发现开创了动物营养研究的一个崭新领域。从营养观点看，选择性地从胃肠道摄取肽而不是游离氨基酸，使动物有可能通过口服合成肽或酶解处理蛋白来提高其对蛋白资源的利用;从另一方面看则是提高动物对日粮氮的利用率，减少排泄物对环境的污染。目前通过酶水解蛋白制备的具有生物活性的多肽，不仅具有广泛的活性和多样性，而且来源丰富、成本低、安全性好、便于工业化生产，从而为肽在畜牧生产中的应用提供了实用、安全的途径。可见，生物活性肽作为新型绿色营养性饲料添加剂在畜禽生产中将会有广阔的研究和应用前景。 (2) 生物活性肽在食品中的应用 大多数生物活性肽都是食品加工生产过程中自然产生,如发酵、奶酪的熟化等,还有一些是在胃肠道酶系作用下产生,这些肽的安全性很高。许多生物活性肽被用作添加物添加到“功能品”或者“营养保健品”中,就为这些传统食品的改变之后扩大了市场。 生物活性肽也运用于其他保健方面。例如,CPPs与钙能形成可溶性的复合物,防止生成钙磷酸盐沉淀,添加到牙膏中可起到抗龋齿的作用。食源性生物活性肽也含有潜在的药理成分,例如,含有LKPNM氨基酸序列的降血压肽胶囊就是由干鲣通过嗜热菌蛋白酶水解、提取、分离、合成的。 7、生物活性肽的研究进展与发展前景 生物活性肽的研究领域发展很快，已经受到了各国科学家和政府的高度重视，短短的几年内，就有众多的生物活性肽被开发出来。有些生物活性肽已经作为保健品和药物实现了工业化生产。我国作为农业大国，动植物蛋白资源丰富，可应用先进酶技术开发生物活性肽，可预见，其将具有巨大市场潜力和广阔发展前景。但对生物活性肽的吸收、转运、代谢机理和生理意义还不十分清楚。 从营养观点看，选择性地从胃肠道摄取肽而不是游离氨基酸，使动物有可能通过口服合成肽或酶解处理蛋白来提高其对蛋白资源的利用;从另一方面看则是提高动物对日粮氮的利用率，减少排泄物对环境的污染。目前通过酶水解蛋白制备的具有生物活性的多肽，不仅具有广泛的活性和多样性，而且来源丰富、成本低、安全性好、便于工业化生产，从而为肽在畜牧生产中的应用提供实用、安全的途径。可见，生物活性肽作为新型绿色营养性饲料添加剂在畜禽生产中将会有 广阔的研究与应用前景。 随着现代蛋白质工程生物酶技术迅速发展，还会有大量的生物活性肽不断的被 发现，生物技术的应用可生产出大量的生物活性肽应用于食品、化妆品并开发出新的临床药物。 生物活性肽的研究与开发作为国际上新兴的生物高科技产业，是具有极大市场潜力的朝阳产业。和发达国家相比，我国在这一领域中还有一定差距，因此，应奋起直追，参与国际竞争，跻身国际蛋白质工程和生物工程的前列，生产出更多的生物活性肽产品。 参考文献: 焦迎春，郑晓冬;活性肽在食品中的应用研究， 粮油加工与食品机械，2002，【1】 8:35~37 【2】张蔓，周光宏，徐幸莲(生物活性肽的生理活性和应用前景,,,(食品研究与开发，2002,23(6):3—6 【3】邓君明，张曦，娄晓亚(绿色饲料添加剂———生物活性肽,,,(饲料广角，2002，(16):28—31 【4】郭清泉，张兰威;食品中活性肽的研究， 食品与机械，1999，6:12~14 【5】 李勇，朱文丽;生物活性肽研究现状及进展， 达能营养中心，24~29 【6】王海滨;生物活性肤的应用研究概况， 肉类工业，1999，8:28~32 【7】 代建国，金刚等;肽类物质的营养研究进展， 2004年中国猪业发展大会，151~159 【8】 王丽华，黄明发;大豆源生物活性肽研究进展， 粮食与油脂，2008，1:42~45 【9】黄德娟，黄德超;生物活性肽， 生物学通报，2006，4:17~18 【10】 王层飞，李忠海等;生物活性肽的保健功能及其在食品工业中的应用研究， 食品与机械，2008，3:128~131