牛乳源生物活性肽研究與應(yīng)用進(jìn)展

蛋白質(zhì)是人體三大營養(yǎng)物質(zhì)之一，過去研究認(rèn)為機(jī)體以氨基酸形式吸收蛋白質(zhì)[1-2]。肽除了被水解為游離氨基酸經(jīng)腸道吸收，也能以二肽或者三肽形式被機(jī)體吸收，發(fā)揮生理功能[2]?；钚噪亩我苑腔钚誀顟B(tài)存在于蛋白質(zhì)氨基酸序列中[3]，經(jīng)胃腸道消化或蛋白酶體外水解后，活性肽段被釋放出來發(fā)揮生理調(diào)節(jié)功能[4]。

在蛋白質(zhì)活性作用的研究中，對乳蛋白的研究最為深入[5]。乳蛋白作為食源蛋白質(zhì)的重要組成部分，除了提供營養(yǎng)物質(zhì)給人體，還含對人體代謝和生理活動具有積極影響的生物活性肽[6]。牛乳源生物活性肽的研究是現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)研究的熱點，極具發(fā)展前景[7]。本文從牛乳源生物活性肽的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用方面闡述來自牛乳源的不同功能生物活性肽，總結(jié)目前的應(yīng)用現(xiàn)狀，為其后續(xù)的研究應(yīng)用提供參考。

牛乳源生物活性肽的種類

免疫調(diào)節(jié)肽

免疫調(diào)節(jié)肽是具有刺激吞噬功能的肽類，可從乳酪蛋白酶解物中分離[8-11]，免疫調(diào)節(jié)肽在生物體內(nèi)起重要的免疫調(diào)節(jié)作用[12]，有刺激淋巴細(xì)胞增殖、增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬[13]、提高抗病原物質(zhì)的感染能力[14]。

牛αs1-酪蛋白、牛αs2-酪蛋白、牛β-酪蛋白及乳清蛋白中均有大量免疫調(diào)節(jié)肽[15-16]。酶消化體系不同所產(chǎn)生的酪蛋白酶解產(chǎn)物對機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)效果功能不同。有報道免疫調(diào)節(jié)肽抑制艾滋病早期感染的效果和腫瘤生長的作用[17-18]。

阿片肽

阿片肽是指具有阿片活性的小分子生物活性肽，對神經(jīng)系統(tǒng)有作用。阿片肽分為外源性阿片肽和內(nèi)源性阿片肽。外源性阿片肽，例如牛乳源阿片肽以無活性的形式存在于牛乳蛋白中，經(jīng)過一定條件酶解后才會對人體起作用。阿片肽有鎮(zhèn)靜止痛、抑制性調(diào)節(jié)生殖激素、影響骨代謝等生理功能。

關(guān)于乳源性阿片肽最早是BRANTL從喂食了牛乳酪蛋白酶解物的豚鼠回腸毛細(xì)管中檢測分離出類嗎啡的7個氨基酸的活性短肽，序列為Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly-Pro-Ile，該肽段為牛乳β-酪蛋白序列，他們與μ受體有很好的結(jié)合力有呼吸抑制性等特性。

抗氧化肽

自由基的產(chǎn)生和清除在人體內(nèi)正常情況下處于動態(tài)平衡。人體內(nèi)自由基的產(chǎn)生超過機(jī)體內(nèi)對自由基的清除能力；或機(jī)體內(nèi)發(fā)生抗氧化體系故障，就會發(fā)生體內(nèi)自由基代謝失衡導(dǎo)致機(jī)體損傷，嚴(yán)重時引發(fā)多種疾病。研究表明經(jīng)飲食提供抗氧化物提高機(jī)體的抗氧化能力可降低機(jī)體氧化應(yīng)激水平。

牛乳中已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)多種抗氧化肽。Pihlanto在牛奶中發(fā)現(xiàn)了具有抗氧化活性的肽。FARVIN等在酸奶中分離出來自源于酪蛋白且有抗氧化效果的肽?？寡趸牡臉?gòu)效研究表明抗氧化肽至少會含一個Pro殘基，除此之外部分鑒定到的抗氧化活性肽段N端為疏水性氨基酸（Val或Leu），這些結(jié)構(gòu)特點被認(rèn)為是抗氧化肽的特征結(jié)構(gòu)。Suetsuna從酪蛋白酶解物中分離鑒定出活性較高的抗氧化肽Tyr-Phe-Tyr-Pro-Glu—Leu，C端為Glu-Leu，這也驗證了FARVIN的理論。

抗菌肽

抗菌肽一般是指能抑制或殺滅微生物的多肽或寡肽，是宿主非特異性防御系統(tǒng)的重要組分，多數(shù)抗菌肽由12-60個氨基酸殘基組成，相對分子質(zhì)量小于10kDa ?？咕耐ǔＳ袃捎H結(jié)構(gòu)，N端含親水性氨基酸殘基; C端含疏水性氨基酸殘基，這使抗菌肽能與兩性分子構(gòu)成的細(xì)胞膜結(jié)合。

Katchalsky用凝乳蛋白酶酶解了αs1-酪蛋白獲得了有抗菌效果的活性多肽，命名為Casecidin，經(jīng)實驗證明了其在體外模型中抑制葡萄球菌、八疊球菌、枯草桿菌、肺炎雙球菌和化膿性鏈球菌的作用。Kappacin是被MALKOSKI等[19]從牛乳κ-酪蛋白的水解產(chǎn)物中分離得到的抗菌肽，含兩親性的α-螺旋結(jié)構(gòu)。酪蛋白源抗菌肽大多通過胃腸道胰蛋白酶酶解產(chǎn)生。

降血壓肽

高血壓發(fā)病率高，是促進(jìn)動脈粥樣硬化、中風(fēng)、冠心病的危險因子。血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（ACE）是一種在血壓調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用的酶，以膜結(jié)合胞外酶的形式存在，通過抑制ACE的活性能降低血壓。

乳源降壓肽的降壓活性與其相對分子質(zhì)量大小有關(guān), 發(fā)揮活性主要是通過小肽，肽段相對分子質(zhì)量越小則活性相對較強(qiáng)。但相對分子質(zhì)量不是影響降壓肽活性的唯一因素,多肽序列是更重要的影響[20-21]。構(gòu)效研究表明ACE 抑制肽在C末端包含Tyr、Phe、Trp等芳香族氨基酸殘基和Pro殘基，此種結(jié)構(gòu)有利于肽與ACE的結(jié)合，而Leu可能提高ACE抑制效果[22]。降壓肽的活性主要取決于被口服攝入后能否到達(dá)靶器官作用。天然來源的降壓肽能控制高血壓、減輕藥物副作用，進(jìn)一步研究降血壓肽是非常有意義的。

促進(jìn)礦物質(zhì)吸收肽

酪蛋白是牛奶、酸奶以及奶酪等乳制品中主要的磷酸化蛋白，酪蛋白經(jīng)酶水解再分離純化后得到含成簇磷酸絲氨酸殘基的肽稱為磷酸酪蛋白肽( caseinophosphopeptides，CPPs)[23]。

CPPs的功能區(qū)域為3個磷酸絲氨酸殘基后接2個谷氨酸的結(jié)構(gòu)，SerP-SerP-SerP-Glu-Glu，CPPs通過磷酸絲氨酸殘基與鈣鐵鋅等在胃腸道中結(jié)合后防止生成磷酸鈣結(jié)晶或者沉淀，促進(jìn)了鈣離子或其他礦物質(zhì)吸收與利用。研究證明了CPPs預(yù)防齲齒的作用，CPPs已經(jīng)被應(yīng)用在口腔護(hù)理產(chǎn)品中[24]。

牛乳源生物活性肽在功能食品和藥品中的應(yīng)用

人們對食品的需求隨著經(jīng)濟(jì)與科學(xué)的發(fā)展，由追求溫飽向合理膳食方向轉(zhuǎn)變。通過乳品的發(fā)酵或者蛋白酶的水解，有活性的多肽被釋放出來，并經(jīng)口服攝入體內(nèi)發(fā)揮作用[25]。天然活性物分離技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了這些活性成分的研究，使活性多肽成為保健品、藥品等產(chǎn)業(yè)的開發(fā)熱點，部分牛乳源生物活性肽已在國外實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

牛乳經(jīng)過胃腸道酶消化后也會釋放出免疫活性肽，但產(chǎn)生的免疫活肽數(shù)量不足以產(chǎn)生對免疫系統(tǒng)顯著的影響。食源性免疫調(diào)節(jié)肽并不會引起明顯免疫排斥反應(yīng)，隨著分離技術(shù)的發(fā)展用體外酶解方法與現(xiàn)代分離技術(shù)來商業(yè)規(guī)?；a(chǎn)免疫調(diào)節(jié)肽是很有必要的，隨著研究深入將有更多的免疫調(diào)節(jié)肽被發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用到食品藥品中。

牛乳源降壓肽暫無發(fā)現(xiàn)明顯副作用，這促進(jìn)了它被應(yīng)用于功能性食品或充當(dāng)膳食補充劑用來預(yù)防與緩解高血壓。美國、日本、荷蘭添加降壓肽的商品化乳制品已經(jīng)上市。我國對于ACE抑制肽的研究起步較晚，但引起了廣泛關(guān)注。

出生時體重較輕的嬰兒服用含抗菌活性肽段的乳鐵蛋白奶粉后有助于雙歧桿菌菌群的形成。抗菌肽在嬰幼兒腸道中發(fā)揮著抗菌與促進(jìn)免疫的作用，在嬰幼兒配方奶粉的研發(fā)中可考慮添加一定濃度的牛乳源抗菌肽，提高嬰兒對病原微生物的抵抗力，降低感染性疾病的發(fā)生率。

抗氧化肽具有低毒、高效的特點，作為天然抗氧化物顯示出在醫(yī)藥、食品和飼料行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢。乳源性抗氧化肽具有較強(qiáng)抗氧化能力，有安全性強(qiáng)、水溶性好、致敏性低等優(yōu)點，且乳及乳制品具有廣泛的市場認(rèn)可度，乳源蛋白來源廣泛價格低廉這使乳源抗氧化肽在應(yīng)用方面具有廣闊的前景。但目前對乳源抗氧化肽的研究大都處于研究階段，真正開發(fā)出的產(chǎn)品較少[26]。

在國外市場上已經(jīng)有含CPPs的適用于兒童、老人、孕婦等不同群體的保健食品，CPPs在日本、歐洲、東南亞、歐洲等地已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于鈣強(qiáng)化乳制品、蛋白飲料和速溶飲品[27]。日本suntory公司推出以含促鈣吸收肽的CPPs作為主要成分的鐵骨飲料。我國開發(fā)CPPs的產(chǎn)品日益增加，其趨勢從保健品、營養(yǎng)補充劑向鈣強(qiáng)化食品發(fā)展，如高鈣乳制品、餅干等。CPPs與無定型的磷酸鈣的復(fù)合物被添加到口腔清洗劑、牙膏中起到堅固牙齒等作用[28]。

展望

生物活性肽的研究與產(chǎn)業(yè)化主要集中在美國、荷蘭、日本等國家，包含牛乳源生物活性肽的功能性食品正在開發(fā)中或已上市。生物活性肽從被分離鑒定到應(yīng)用還需很多研究，如生物活性、生物利用率、毒性等，活性肽應(yīng)用的重要任務(wù)是提高分離純化效率及提高它們在體內(nèi)的生物利用率。

雖牛乳源生物活性肽被大量鑒定出來，但還停留在研究階段，且大部分活性肽的活性研究局限于體外模型，體內(nèi)活性試驗較少?；钚噪牡姆肿訖C(jī)制也需更多研究，如活性肽不會直接被腸道吸收進(jìn)入血液循環(huán)，那么發(fā)揮功能可能是直接通過腸腔或小腸壁上的受體介導(dǎo)的或者被分解成二肽、三肽在機(jī)體內(nèi)起作用或通過途徑。在尋找新的牛乳源生物活性肽的方向上，隨著科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展有望研制出多種添加了牛乳源生物活性肽的藥物和功能食品。