李 文,陳復(fù)生,丁長(zhǎng)河,李彥磊
(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院,河南鄭州450001)
中國(guó)是大豆的故鄉(xiāng),而且大豆資源豐富。大豆富含蛋白質(zhì),其含量約為40%,除蛋氨酸外,其余必需氨基酸的組成和比例與動(dòng)物蛋白極為相似,是膳食中植物性蛋白的重要來源。大豆蛋白的相對(duì)分子質(zhì)量較高,結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜,溶解度低,又具有一定的抗原性,所以在應(yīng)用方面受到一定的限制。而大豆肽與大豆蛋白相比,具有低滲透壓、受熱不凝固性、酸性條件下不沉淀、低黏性、高流動(dòng)性、良好的乳化性[1]等獨(dú)特的理化性質(zhì),尤其是具有抗氧化、降血壓、抗疲勞、降血脂減肥、免疫調(diào)節(jié)、血糖調(diào)節(jié)[2]等獨(dú)特的生理功能,且安全無毒,不顯示遺傳毒性和亞遺傳毒性的作用[3],使大豆肽已在醫(yī)藥保健、食品、日用化工等領(lǐng)域中顯示出了誘人的開發(fā)應(yīng)用前景。本文重點(diǎn)闡述了大豆肽的生理功能,為大豆肽的開發(fā)利用提供理論參考。
大豆肽(soy peptide)即“肽基大豆蛋白水解物”的簡(jiǎn)稱,是以大豆蛋白為原料,由蛋白酶水解后,再經(jīng)特殊處理得到的蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物。大豆肽通常由3~6個(gè)氨基酸組成,相對(duì)分子質(zhì)量主要分布在1000u以下,其必需氨基酸組成與大豆蛋白質(zhì)完全相同,其中還包括一些游離氨基酸、少量糖類、水分和灰分等[2]。
大豆蛋白具有清除自由基的作用,酶的水解可使大豆蛋白自由基清除活性增加3~5倍,研究表明大豆蛋白自由基清除活性的增加是因?yàn)樵谒膺^程中形成了大豆肽[4]。經(jīng)過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)大豆肽具有清除自由基、抑制脂質(zhì)過氧化和與金屬離子螯合的能力,具有一定的抗氧化特性[5]。大豆肽的抗氧化能力高于花生低聚肽[6],大豆肽不僅營(yíng)養(yǎng)豐富,還具有良好的加工特性和一定的生理功能,所以大豆抗氧化肽具有廣闊的應(yīng)用前景。
自發(fā)現(xiàn)大豆蛋白水解液具有抗氧化活性后,眾多學(xué)者對(duì)大豆肽的抗氧化性進(jìn)行了深入研究。以胃蛋白酶和胰蛋白酶作為水解酶,制備了相對(duì)分子質(zhì)量主要分布在1000u以下的大豆肽,通過體內(nèi)和體外其抗氧化性的研究,表明該大豆肽具有清除二苯基苦基苯肼自由基的作用和顯著地抑制亞油酸氧化過程中的脂質(zhì)過氧化作用[7]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),大豆肽的抗氧化能力與水解用酶及大豆肽的分子量大小等有關(guān)。以大豆分離蛋白為原料,通過比較六種蛋白酶制備的大豆肽的抗氧化作用,得出堿性蛋白酶制備的大豆肽抗氧化作用最好。經(jīng)過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化工藝條件,得出其羥自由基抑制率為36.43%,清除超氧陰離子自由基的能力為317.73U/g,過氧基自由基的抑制率為46.24%[8]。郁曉敏等[9]對(duì)米曲霉誘變菌株發(fā)酵制備的大豆肽進(jìn)行分離純化,得出相對(duì)分子質(zhì)量在1200~1400u范圍內(nèi)的大豆肽抗氧化能力最好。
體內(nèi)自由基的大量積累會(huì)導(dǎo)致DNA、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等生物大分子的氧化性損傷,進(jìn)而可以導(dǎo)致衰老,增加腫瘤、心血管疾病、糖尿病的發(fā)生率[10]。大豆肽具有清除體內(nèi)自由基,抑制體內(nèi)自由基大量積累的作用。因此大豆肽可以作為天然的抗氧化劑添加到食品中,也可以用于抗衰老食品、化妝品和醫(yī)療保健品等的開發(fā)。
血管中的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)在血壓調(diào)節(jié)方面起著重要的生理作用,其能使血管緊張素I(AngI)轉(zhuǎn)換成II(AngII),后者能使末梢血管收縮,外周阻力增加,從而引起高血壓。抑制ACE酶活性,可以防止血管末梢收縮,有效預(yù)防和緩解高血壓。大豆是抑制ACE酶活性的天然食物來源。有報(bào)道稱,大豆肽可以抑制ACE酶的活性,具有降血壓的功能。其降壓作用是通過降低血漿AngII的水平而實(shí)現(xiàn)的,而AngII可以反映ACE活性,這也間接說明了大豆肽具有抑制ACE活性的能力[11]。
韓飛等[12]利用體外ACE酶抑制實(shí)驗(yàn)篩選獲得的自制大豆肽,灌胃自發(fā)性高血壓大鼠,結(jié)果表明灌胃自制的大豆肽對(duì)大鼠的肺、腎、大腦等組織中ACE酶的表達(dá)或激活起到顯著的抑制作用。在大豆肽發(fā)酵液中提取的ACE抑制肽,其ACE抑制率IC50(半抑制濃度)為1.46mg/mL,再經(jīng)過超濾和連續(xù)色譜,其ACE抑制活性提高了66倍,且其氨基酸序列為L(zhǎng)eu-Val-Gln-Gly-Ser[13],這為大豆肽的開發(fā)提供了理論依據(jù)。
大豆肽能抑制ACE的活性,具有降血壓作用,其降壓作用平穩(wěn),不會(huì)出現(xiàn)藥物降壓過程中可能出現(xiàn)的大的波動(dòng),尤其對(duì)原發(fā)性高血壓患者具有顯著地療效。同時(shí),大豆肽對(duì)血壓正常的人沒有降壓作用,對(duì)正常人是無害的[14]。
機(jī)體在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生乳酸,當(dāng)氧供給充分時(shí),乳酸經(jīng)三羧酸循環(huán)水解成CO2并產(chǎn)生能量。在運(yùn)動(dòng)后期氧供給不足時(shí),乳酸無法進(jìn)入三羧酸循環(huán),在體內(nèi)堆積,產(chǎn)生疲勞的感覺。通過研究發(fā)現(xiàn),大豆肽能提高小鼠的肝糖原含量,顯著延長(zhǎng)負(fù)重游泳時(shí)間,降低小鼠運(yùn)動(dòng)后血乳酸的含量,具有抗疲勞的功效[15]。
張玉萍等[16]以電裂解大豆肽為原料,研究大豆肽對(duì)小鼠抗疲勞作用的影響。結(jié)果表明電裂解大豆肽中、高劑量組,可以極顯著(p<0.01)地延長(zhǎng)小鼠爬桿和負(fù)重游泳時(shí)間,極顯著(p<0.01)提高小鼠運(yùn)動(dòng)過程中肝糖原和肌糖原的含量,并能極顯著(p<0.01)降低運(yùn)動(dòng)后血清中乳酸的含量,表明電解大豆肽具有明顯的抗疲勞作用。有研究發(fā)現(xiàn)以脫脂豆粕為原料,經(jīng)枯草芽孢桿菌發(fā)酵,再通過超濾和凝膠色譜純化,制備得到的大豆肽具有顯著地抗疲勞作用。經(jīng)過測(cè)定,大豆肽可極顯著(p<0.01)地提高清除過氧化物、羥自由基和小鼠游泳后血乳酸的能力[17]。
該監(jiān)測(cè)裝置對(duì)密閉容器內(nèi)的物料料位進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí),攝像頭是隔著透明法蘭盤對(duì)密 閉容器內(nèi)的多相物料料位進(jìn)行監(jiān)測(cè),而對(duì)著密閉容器那一面的透明法蘭盤受密閉容器內(nèi)多相物料的沾染會(huì)造成透明法蘭盤模糊不清,嚴(yán)重影響攝像頭對(duì)密閉容器內(nèi)的多相物料料位進(jìn)行監(jiān)測(cè).
大豆肽可延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間,提高肌糖原和肝糖原的含量,減少血液中乳酸的含量,具有緩解疲勞的作用。劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),機(jī)體內(nèi)氧化作用大大加強(qiáng),產(chǎn)生一系列氧自由基,可導(dǎo)致肌肉和肝臟中脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物增多而引起細(xì)胞或組織損傷,也是機(jī)體疲勞的原因之一,而大豆肽可以清除自由基,這也可能是能夠抗疲勞的原因之一。
大量研究表明,高血脂癥是冠心病、心肌梗死、猝死的危險(xiǎn)因素。由于現(xiàn)代飲食結(jié)構(gòu)的改變,高血脂患者逐年上升,所以開發(fā)天然無毒副作用的降血脂功能性食品成為了熱點(diǎn)課題。
觀察大豆肽對(duì)高脂飼料喂養(yǎng)的大鼠血脂的影響,檢測(cè)到高脂大鼠的總膽固醇含量極顯著(p<0.01)降低,三酰甘油含量顯著降低,高密度脂蛋白含量無顯著變化。實(shí)驗(yàn)可以得出大豆肽具有降血脂的功能[18]。采用大豆肽對(duì)Wistar大鼠進(jìn)行降血脂實(shí)驗(yàn),得出Wistar大鼠血清總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白均低于對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)結(jié)果亦表明大豆肽具有降血脂功能[19]。謝莎麗等[20]發(fā)現(xiàn)在高脂膳食中添加大豆肽后,大鼠排泄糞便膽汁酸的量明顯增加,特別是在實(shí)驗(yàn)?zāi)┢诖笫蟮募S膽汁酸含量極顯著(p<0.01)地高于不添加大豆低聚肽的實(shí)驗(yàn)組。
綜上所知,大豆肽具有降血脂的功能,可以降低膽固醇和甘油三酯,從而達(dá)到降血脂的功能。大豆肽通過促進(jìn)膽汁酸排泄的作用,促進(jìn)糞膽汁酸的排泄,降低血漿膽固醇水平。大豆肽對(duì)于膽固醇高的人,具有降低總膽固醇的功效,而對(duì)于膽固醇正常的人沒有降膽固醇的作用[21]。
肥胖是一種由多種因素引起的慢性代謝疾病,隨著現(xiàn)代飲食和審美觀念的轉(zhuǎn)變,各類減肥產(chǎn)品也層出不窮,其中大豆肽就是一種具有減肥作用的保健食品。
以大鼠體重、脂/體比為指標(biāo),用高活性大豆肽對(duì)大鼠進(jìn)行灌胃,經(jīng)過檢測(cè)灌胃高活性大豆肽大鼠的平均體重及體脂均顯著低于對(duì)照組[22]。該實(shí)驗(yàn)表明了大豆肽具有減肥的作用。CCK(膽囊收縮素)具有刺激膽囊收縮,促進(jìn)胰腺分泌,調(diào)節(jié)攝食量等功能。研究表明:β-伴大豆球蛋白的水解物可以增加飽腹感,減少饑餓感[23]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)β-伴大豆球蛋白中的β51-63肽片段可以刺激CCK的分泌,且CaR(胞外Ca2+敏感受體)是介導(dǎo)β51-63肽刺激小腸粘膜細(xì)胞分泌CCK的感受器[24]。
大豆肽可以降低體內(nèi)膽固醇和甘油三脂的含量,刺激CCK的分泌,從而調(diào)節(jié)機(jī)體攝食量,增加飽腹感,降低脂體比。所以大豆肽可以成為具有減肥作用的保健產(chǎn)品。
在大豆蛋白的胰蛋白酶水解液中提取得到的一種肽soymetide-13(來源于β-伴大豆球蛋白的α′亞基),具有刺激中性粒細(xì)胞的吞噬功能,soymetide-13的N-末端對(duì)這種刺激作用起主要作用。在去除C-末端后,發(fā)現(xiàn)soymetide-4是所需吞噬刺激作用的最小結(jié)構(gòu)[27]。
糖尿病被稱為“沉默的殺手”,是由多種因素引起的代謝紊亂綜合癥,其中Ⅱ型糖尿病人數(shù)占糖尿病總?cè)藬?shù)的95%,是由胰島素分泌缺陷和胰島素抵抗引起的疾病。
在對(duì)健康和糖尿病動(dòng)物的研究中發(fā)現(xiàn),大豆肽可以提高胰島素的敏感性和葡萄糖耐量,降低血液中的葡萄糖含量,具有減輕和預(yù)防Ⅱ型糖尿病的作用[28-29]。胰安肽(Aglycin)是從大豆中分離的、由37個(gè)氨基酸組成的大豆肽。對(duì)大豆胰安肽進(jìn)行研究,得出胰安肽可以顯著地控制高血糖癥狀,提高口服葡萄糖耐量,增強(qiáng)葡萄糖的攝取量,調(diào)節(jié)Ⅱ型糖尿病小鼠體內(nèi)葡萄糖的平衡[30]。
一些動(dòng)物和人體實(shí)驗(yàn)表明發(fā)酵的大豆產(chǎn)品如韓國(guó)的大醬、辣椒醬、清麴醬等,具有調(diào)節(jié)葡萄糖代謝的作用[31-33]。韓國(guó)科學(xué)家用水對(duì)豆醬(一種韓國(guó)食品)進(jìn)行了提取,發(fā)現(xiàn)水提物中含有大量的小分子大豆肽。通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)豆醬的水提取物具有胰島素增敏和刺激胰島素分泌的作用[34]。所以大豆肽作為一種新型的治療糖尿病的功能性食品,具有巨大的潛力,有待進(jìn)一步研究開發(fā)。
除此之外,大豆肽還具有抗癌,抗輻射,促進(jìn)益生菌生長(zhǎng),促進(jìn)礦物質(zhì)吸收,調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì),增強(qiáng)腦功能,預(yù)防運(yùn)動(dòng)性骨骼肌損傷的發(fā)生和促進(jìn)運(yùn)動(dòng)性骨骼肌損傷的修復(fù)等作用。
大豆肽具有抗氧化、降血壓、抗疲勞、降血脂減肥、免疫調(diào)節(jié)、血糖調(diào)節(jié)等生理功能。其可以作為添加劑或功能性成分,應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、飼料、化妝品等行業(yè),是一種具有廣泛應(yīng)用前景和值得大力開發(fā)的功能因子。雖然國(guó)內(nèi)外科學(xué)家對(duì)大豆肽的研究做了很多努力,但人類對(duì)大豆肽的認(rèn)識(shí)仍然不夠深入,在大豆肽的實(shí)際生產(chǎn)中,仍然面臨著一些問題,如大豆肽生產(chǎn)成本較高,水解度較難控制,水解時(shí)產(chǎn)生的苦味問題,新型水解酶的開發(fā)以及生產(chǎn)工藝的改進(jìn)等。但隨著研究的深入及科技的發(fā)展,大豆肽在開發(fā)中遇到的問題也會(huì)隨之解決,大豆肽也會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用。
[1]郭玉華,李鈺金,吳新穎.大豆多肽的應(yīng)用進(jìn)展及前景[J].糧食加工,2010(5):60-63.
[2]李善仁,陳濟(jì)琛,胡開輝,等.大豆肽的研究進(jìn)展[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào),2009,24(7):142-147.
[3]郭婕,王愛華,程?hào)|,等.大豆多肽的毒性研究[J].齊魯藥事,2008(11):692-695.
[4]Matoba,Teruyoshi.How Does the Radical-scavenging Activity of Soy Protein Food Change during Heating[J].Soy Protein Research,2002(5):47-50.
[5]Bahareh H, Sarmadi, Amin Ismail.Antioxidative peptides from food proteins:A review[J].Peptides,2010,31:1949-1956.
[6]李丹,李曉磊,譚克,等.高純度大豆和花生低聚肽的體外抗氧化活性[J].食品科技,2008(6):138-141.
[7]Mu Yicai,Rui Zenggu,Chen Yueli,et al.Pilot-scale production of soybean oligopeptides and antioxidant and antihypertensive effects in vitro and in vivo[J].Eur Food Res Technol,2008,226:415-421.
[8]Sui Xiaonan,Jiang Lianzhou,Li Yang,et al.Antioxidant Activity of Soybean Peptides[J].Advanced Materials Research,2011,233-235:854-865.
[9]郁曉敏,吳嫻靜,董德坤,等.米曲霉發(fā)酵制備大豆肽的分離純化與抗氧化性研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào),2012,27(3):20-23.
[10]KEHRER J P.Free radicals as mediators of tissue injury and disease[J].Critical Review in Toxicology,1993,23(1):21-48.
[11]盧靜,趙春燕,張學(xué)新,等.大豆肽對(duì)大鼠血壓及血漿血管緊張素的影響[J].營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2008(5):508-511.
[12]韓飛,于婷婷,李軍,等.大鼠灌胃大豆肽后各組織ACE酶活性的研究[J].食品科學(xué),2011(3):216-218.
[13]Shin Joung Rho, Ji-Soo Lee, Yong Il Chung, et al.Purification and identification of an angiotensin I-converting enzyme inhibitory peptide from fermented soybean extract[J].Process Biochemistry,2009,44:490-493.
[14]LI G H,LE G W,SHI Y H,et al.Angiotensin I-converting enzyme inhibitory peptides derived from food protein and their physiological and pharmacological effects[J].Nutr Res,2004,27:469-486.
[15]季金林,楊國(guó)燕,陳棟梁.高活性大豆肽抗疲勞作用的研究[J].糧食加工,2010(9):75-76.
[16]張玉萍,羅艷玲,曹柏營(yíng).電裂解大豆肽抗疲勞作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].食品安全導(dǎo)刊,2012(6):76-78.
[17]Zhao Xinlu,Xiao Meibie,F(xiàn)eng Xialu,et al.Scavenging and anti-fatigue activity of fermented defatted soybean peptides[J].European Food Research&Technology,2008,226 (3):415-421.
[18]程廣偉.大豆活性肽降低高脂大鼠血脂功能的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)現(xiàn)代藥物應(yīng)用,2008(9):12-13.
[19]褚斌杰,祁高富,梁運(yùn)祥.大豆肽減肥降血脂作用的研究[J].食品科技,2011,36(11):65-68.
[20]謝莎麗,石凱,石元?jiǎng)?大豆低聚糖和低聚肽對(duì)高脂血癥大鼠抗氧化作用及糞膽汁酸代謝的影響[J].重慶醫(yī)學(xué),2009,38(8):922-924,927.
[21]劉靜波,林松毅.功能食品學(xué)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008:24.
[22]余承高,楊國(guó)燕,陳棟梁.高活性大豆肽增強(qiáng)免疫及減肥作用的研究[J].中國(guó)食品工業(yè),2010(9):68-70.
[23]Tohru Hira,Naomi Mori,Toshihiro Nakamori,et al.Acute effect of soybean beta-conglycinin hydrolysate ingestion on appetite sensations in healthy humans[J].Appetite,2011,57:765-768.
[24]Shingo Nakajima, Tohru Hira, Yuzuru Eto, et al.Soybean β51-63 peptide stimulates cholecystokinin secretion via a calcium-sensing receptor in enteroendocrine STC-1 cells[J].Regulatory Peptides,2010,159:148-155.
[25]Fumio Yamauchi,Kunio Suetsuna.Immunological effects of dietary peptide derived from soybean protein[J].Nutritional Biochemistry,1993,4(8):450-457.
[26]Dilshat Yimit,Parida Hoxur,Nurmuhammat Amat,et al.Effects of soybean peptide on immune function,brain function,and neurochemistry in healthy volunteers[J].Nutrition,2012,28:154-159.
[27]Takahiro Tsuruki,Katsuki Kishi,Masakazu Takahashi,et al.Soymetide,an immunostimulating peptide derived from soybean L-conglycinin,is an fMLP agonist[J].FEBS Letters,2003,540:206-210.
[28]Davis J,Higginbotham A,O’Connor T,et al.Soy protein and isoflavones influence adiposity and development of metabolic syndrome in the obese male ZDF rat[J].Ann Nutr Metab,2007,51:42-52.
[29]Wagner JD,Cefalu WT,Anthony MS,et al.Dietary soy protein and estrogen replacement therapy improve cardiovascular risk factors and decrease aortic cholesteryl ester content in ovariectomized cynomolgus monkeys[J].Metabolism,1997,46:698-705.
[30]Lu Jingli,Zeng Ying,Hou Wenrui,et al.The soybean peptide aglycin regulates glucose homeostasis in type 2 diabetic mice via IR/IRS1 pathway[J].Nutr Biochem,2012,23(11):1449-1457.
[31]Kim DJ, Jeong YJ, Kwon JH, et al.Beneficial effect of chungkukjang on regulating blood glucose and pancreatic betacell functions in C75BL/KsJ-db/db mice[J].Med Food,2008(11):215-223.
[32]Taniguchi A,Yamanaka-Okumura H,Nishida Y,et al.Natto and viscous vegetables in a Japanese style meal suppress postprandial glucose and insulin responses[J].Asia Pac J Clin Nutr,2008(17):663-668.
[33]Kwon DY,Hong SM,Ahn IS,et al.Kochujang,a Korean fermented red pepper plus soybean paste,improves glucose homeostasis in 90% pancreatectomized diabetic rats[J].Nutrition,2009,25:790-799.
[34]Dae Young Kwon, Sang Mee Hong, Sung Ahn, et al.Isoflavonoids and peptides from meju,long-term fermented soybeans,increase insulin sensitivity and exert insulinotropic effects in vitro[J].Nutrition,2011,27:244-252.