羊胎盤肽研究與利用進展

,,, ,,*,,,

(1.蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅蘭州 730050;2.甘肅省中藏藥篩選評價及深加工重點實驗室,甘肅蘭州 730050)

我國是世界第一養(yǎng)羊大國,目前羊的存欄量接近4億只左右,羊肉產(chǎn)量超過500萬噸,每年可供利用的羊胎盤潛藏量高達450萬個。但目前國內(nèi)對羊胎盤的加工利用率不足3%,直接廢棄不僅造成資源浪費,而且還容易引發(fā)環(huán)境污染[1]。據(jù)《本草綱目》記載,胎盤又稱紫河車或胞衣,味甘、咸、溫,入肺、肝、腎三經(jīng),有益氣養(yǎng)血、補腎益精之功效[2]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明胎盤中含有膠原蛋白、免疫球蛋白、腎上腺分泌激素、雌激素、白細胞介素、干細胞生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子等生物活性物質(zhì)[1]。羊胎盤肽的主要成分是易被人體吸收的小分子肽,研究發(fā)現(xiàn)其含有17種氨基酸(必需氨基酸8種)、14種微量元素,同時具有修復(fù)組織損傷、養(yǎng)顏美容、抗衰老、增強免疫、抗腫瘤、護肝、抗氧化等作用[3],被廣泛用于功能食品、護膚化妝品和中藥制劑等領(lǐng)域。本文主要綜述了國內(nèi)外羊胎盤及其羊胎盤肽的研究利用進展情況,以期為羊胎盤活性成分的基礎(chǔ)研究和資源化利用提供參考。

1 羊胎盤的基本營養(yǎng)成分

羊胎盤的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)以及組成與人胎盤最為接近,且不會感染肝炎類病毒,與人類產(chǎn)生交叉感染,是動物胎盤的首選[4]。羊胎盤含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、脂多糖、磷脂、微量元素(表2)和氨基酸(表3)等成分,同時還含有抗氧化肽、免疫活性肽、細胞因子、生長因子及調(diào)節(jié)代謝的酶類、激素等小分子肽類物質(zhì)[5],這些活性物質(zhì)有的可以直接從胎盤提取,有的需要通過酶法降解技術(shù)獲得[6],分子量小,易吸收,具有提高機體免疫力、改善機體消化功能、抗氧化、抗疲勞、延緩衰老等生理功能。

表1 羊胎盤的基本營養(yǎng)成分Table 1 Nutrients of sheep placenta

表2 羊胎盤中的微量元素組成及含量(mg/g)Table 2 Trace element composition and content of sheep placenta(mg/g)

表3 羊胎盤中的游離氨基酸組成及含量(mg/g)Table 3 Free amino acid composition and content in sheep placenta(mg/g)

2 基于CiteSpace的羊胎盤研究發(fā)展趨勢分析

利用CiteSpace軟件對以主題=(羊胎盤),時間跨度=(1996～2018),數(shù)據(jù)庫=(CNKI)檢索到的359篇羊胎盤文獻進行共被引分析,共獲取13個聚類(圖1)。結(jié)合圖2的共被引聚類時區(qū)分析可知,研究早期(2006年以前)主要集中在污染物致突變性檢測試驗(#12)、胎盤素(#9)、E玫瑰花環(huán)(#2)、B淋巴細胞(#8)等方面;2006年以后,羊胎盤轉(zhuǎn)移因子注射液(#1)、免疫功能(#4)、胎次(#11)、羊胎盤(#10)研究較為集中,與此同時,近幾年的研究主要聚焦在抗氧化(#0)、抗氧化肽(#7)、免疫活性(#5)、胎盤(#3)等方面。由此可見,羊胎盤肽的抗氧化作用、免疫調(diào)節(jié)作用等功能活性長期以來一直都是研究的熱點,已有研究人員對羊胎盤肽進行了大量的理化分析和生物活性的測定,并主要對與抗氧化和免疫功能相關(guān)的疾病做了一定研究,為羊胎盤肽在臨床上的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。通過近20年文獻分析,本文將詳細闡述羊胎盤肽的制備方法、功能活性及應(yīng)用領(lǐng)域。

圖1 關(guān)鍵詞共被引聚類視圖Fig.1 The view of co-cited key words注:圖中每個節(jié)點表示一個不同的關(guān)鍵詞,節(jié)點大小代表關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次,節(jié)點間連線代表關(guān)鍵詞之間的共現(xiàn)關(guān)系[12]。

圖2 關(guān)鍵詞共被引聚類時區(qū)圖Fig.2 The time-zone view of co-cited key words cluster

3 羊胎盤肽的研究與利用進展

3.1 羊胎盤生物活性肽的制備

生物活性肽(Bioactive peptides,BAP)是具有特殊生理作用或能調(diào)節(jié)機體生命活動的多功能肽,其分子質(zhì)量很小,盡管在生物體內(nèi)含量很低,但具有明顯的抗疲勞、抗菌、抗病毒、抗氧化、激素調(diào)節(jié)、降血脂、免疫等生物活性[13]。目前,生物活性肽的制備方法主要包括分離提取法、化學(xué)水解法、酶解法、微生物發(fā)酵法和合成法等[14]。為了保持羊胎盤的生物活性成分,羊胎盤活性肽的制備主要采用酶法和生物發(fā)酵法[13]。

3.1.1 基于羊胎盤的抗氧化肽制備及其活性研究

3.1.1.1 抗氧化肽制備工藝 介于一定分子量范圍的小肽是一種良好的抗氧化劑,能有效清除體內(nèi)過多自由基,對維護人體健康具有重要意義[15]。羊胎盤抗氧化肽主要通過酶解大分子蛋白質(zhì)或發(fā)酵法制備,其中酶解法生產(chǎn)條件溫和、安全性高、易于控制,被廣泛用于抗氧化肽的制備[16]。周潔靜等[17]研究發(fā)現(xiàn),風(fēng)味蛋白酶、堿性蛋白酶和中性蛋白酶制備羊胎盤抗氧化肽的效果較好。Li Ming[18]等采用4種不同的蛋白酶對羊胎盤副產(chǎn)物進行水解發(fā)現(xiàn),木瓜蛋白酶水解液1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)自由基清除活性最高,并經(jīng)純化鑒定后得到出抗氧化活性最高的肽(Glu-Pro-Val-Ser-His-Phe)。劉旺旺等[19]以DPPH自由基清除率為指標(biāo),對黑曲霉發(fā)酵制備羊胎盤多肽的工藝條件進行了優(yōu)化,在最佳發(fā)酵工藝條件下,DPPH清除率可達83.78%。Teng等[20]發(fā)現(xiàn)山羊胎盤經(jīng)胃蛋白酶水解后制備的分子量為3～10 kDa抗氧化肽的還原能力最強。高閃閃[21]采用高速冷凍離心和超濾相結(jié)合的方法制備抗氧化肽,發(fā)現(xiàn)第Ⅱ胎次羊胎盤提取物中的多肽含量和抗氧化活性要高于第Ⅰ胎次和第Ⅲ胎次。但根據(jù)上述制備方法得到的抗氧化肽大多數(shù)為粗肽,其分子量分布寬泛,且具體的氨基酸序列尚未全面了解,亟需通過相關(guān)色譜技術(shù)對多肽類物質(zhì)進行分離純化和結(jié)構(gòu)表征,為深層次了解羊胎盤肽的構(gòu)成提供有效幫助。

3.1.1.2 抗氧化活性的研究 抗氧化活性肽能清除細胞中多余的活性氧、螯合金屬離子、促進過氧化物分解、從而保護機體免遭氧化破壞,達到抑制脂質(zhì)過氧化的目的[13]。周潔靜等[1]通過體外實驗發(fā)現(xiàn),羊胎盤肽具有良好的抗氧化活性。高閃閃[21]發(fā)現(xiàn)奶山羊胎盤肽能使小鼠血清、肝、心臟、腦組織總超氧化物歧化酶、總抗氧化能力、過氧化氫酶含量顯著提高,丙二醛含量顯著下降。王炳祥等[22]將羊胎盤小分子肽注射到小鼠體內(nèi),發(fā)現(xiàn)小鼠血清中超氧化物歧化酶含量升高,而丙二醛含量降低。郭秋平等[23]也發(fā)現(xiàn)羊胎盤復(fù)合物能減少老年小鼠血液中丙二醛含量,提高谷胱甘肽和超氧化物歧化酶的含量。王善輝等[24]將山羊胎盤喂食幼犬后發(fā)現(xiàn),幼犬血清總抗氧化能力、血清谷胱甘肽過氧化物酶活性及超氧化物歧化酶活性均有明顯增強。盡管諸多學(xué)者通過體內(nèi)外試驗研究證實羊胎盤肽具備較強的抗氧化活性,但其構(gòu)效關(guān)系尚不完全明確,抗氧化活性與其分子量分布、氨基酸序列構(gòu)成等之間的機理關(guān)系仍需進一步研究。

3.1.2 基于羊胎盤的免疫肽制備及其活性研究

3.1.2.1 免疫活性肽的制備工藝 免疫活性肽是一類存在于生物體內(nèi)具有免疫功能的細胞信號傳遞物質(zhì),在食品、藥品等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,可以作為安全無副作用的免疫調(diào)節(jié)劑[25]。小分子羊胎盤免疫活性肽又稱為免疫調(diào)節(jié)因子[26],制備方法包括發(fā)酵法、酶解法和化學(xué)合成法[25]。侯銀臣等[7]利用枯草芽孢桿菌發(fā)酵法制備羊胎盤免疫活性肽,并對其制備工藝進行優(yōu)化,得到的免疫活性肽對小鼠脾淋巴細胞的刺激指數(shù)達到23.26%。周潔靜等[8]采用響應(yīng)面法優(yōu)化了中性蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶復(fù)合酶解參數(shù),發(fā)現(xiàn)酶解制備的活性肽對小鼠脾細胞的單獨刺激指數(shù)為26.12%。劉隆興等[27]和吳開平等[28]利用反相高效液相色譜和凝膠層析分離技術(shù),從羊胎盤提取液中分離純化得到了純度較高、有免疫調(diào)節(jié)活性的小分子多肽。

3.1.2.2 免疫活性 羊胎盤肽不僅有良好的抗氧化活性,而且還有提高機體免疫力、刺激淋巴細胞增殖、增強巨噬細胞吞噬等多種生理功能[29],但到目前為止,有關(guān)羊胎盤肽發(fā)揮免疫活性的生理機制目前尚不清楚。蔡英姬等[30]認(rèn)為胎盤肽對小鼠T、B淋巴細胞增殖反應(yīng)有明顯促進作用,并可使免疫功能低下小鼠巨噬細胞的吞噬指數(shù)和吞噬系數(shù)得到恢復(fù)。張海燕等[31]研究發(fā)現(xiàn),犬服用一定劑量的羊胎盤轉(zhuǎn)移因子后,能有效提高其機體免疫球蛋白、補體C3、C4和白細胞、紅細胞含量,從而提升機體免疫效果。方廖瓊等[32]發(fā)現(xiàn)羊胎盤免疫調(diào)節(jié)因子能顯著促進脾淋巴細胞的增殖,提高小鼠遲發(fā)超敏反應(yīng)和血清IgG生成。張華等[33]認(rèn)為羊胎盤免疫調(diào)節(jié)因子有促進腹腔巨噬細胞吞噬中性紅能力作用,且能顯著提高腹腔巨噬細胞對MTT(3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽)的還原能力,增加一氧化氮(NO)和白細胞介素-1(IL-1)分泌量。

3.2 羊胎盤活性肽的應(yīng)用

羊胎盤肽具有良好的抗氧化和提高免疫活性的能力,被廣泛用于功能食品、護膚品和中藥制劑等領(lǐng)域。目前以羊胎盤為原料開發(fā)出的產(chǎn)品主要有羊胎盤全粉、羊胎素(膠囊)、羊胎盤護膚品、羊胎盤中藥制劑等。

3.2.1 基于羊胎盤護膚品的開發(fā) 利用科學(xué)方法從羊胎盤中提取、純化的小分子肽活性物質(zhì),含有大量表皮細胞生長因子、透明質(zhì)酸鈉刺激因子等生物活性因子及多種促進和改善組織新陳代謝的酶,因其具有延緩衰老、易吸收、安全營養(yǎng)等功能特點,被廣泛用于護膚品中[34]。因此,將羊胎盤水解液作為化妝品添加劑能產(chǎn)生獨特的效能,在護膚、營養(yǎng)皮膚、防止皮膚衰老等方面獲得滿意的效果。目前發(fā)明的羊胎盤護膚品主要有蜂王漿羊胎盤護膚霜[35]、具有抗輻射和改善皮膚水分的羊胎盤溫和護膚液[36]、羊胎盤抗氧化乳液[37]、具有美白抗皺功能的羊胎盤蠶絲面膜[38]、羊胎盤美白洗面奶[39]、羊胎盤生物祛痘淡痕修復(fù)乳液[40]等。

3.2.2 基于羊胎盤的中藥制劑 中醫(yī)理論認(rèn)為胎盤能入肺肝腎三經(jīng),益氣養(yǎng)血,益精補腎,是一種常用的滋補強壯藥。醫(yī)學(xué)古籍和現(xiàn)代科學(xué)研究已經(jīng)證實,羊胎盤具有補血、鎮(zhèn)靜、滋養(yǎng)皮膚、增強人體免疫力以及抗疲勞、延緩衰老的作用[41]。將羊胎盤提取物輔以其他原料配成中藥制劑以達到一定的功效,是目前羊胎盤中藥制劑開發(fā)的主要形式。趙倬[42]發(fā)明了一種由26味原料藥組成的抗疲勞和抗衰老中藥。張保鋼[43]發(fā)明了一種能有效緩解疲勞、美化肌膚的中藥膠囊。程興林[44]發(fā)明了一種含羊胎盤的對陽熱性癲癇有很好療效的中成藥。王少平[45]發(fā)明了有助于預(yù)防和治療月子病的中藥。趙國賢[46]發(fā)明了一種由羊胎盤和中草藥組成的速效催眠湯。李振舉[47]發(fā)明了一種由中藥組成的具有延年益壽、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌作用的中藥制劑。

3.2.3 功能性食品 功能性食品是指一類具有防御、調(diào)節(jié)生理節(jié)律、預(yù)防疾病、促進健康等作用的特殊食品。羊胎盤作為主要基料被廣泛用于胎盤膠囊、羊胎盤口服液、胎盤保健酒、胎盤美顏湯、胎盤針制劑及胎盤飲片等功能食品中(表4)。

表4 以羊胎盤為原料的功能性食品Table 4 Functional food based on sheep placenta

4 結(jié)論和展望

羊胎盤不僅能夠滿足人體的營養(yǎng)需求,而且經(jīng)酶解后的多肽還發(fā)揮著多種不同的生物學(xué)功能,對人體健康有著極其重要的作用。就目前研究情況來看,羊胎盤具有極高的膳食、醫(yī)療和商業(yè)價值,在護膚品、中藥制劑和保健品等產(chǎn)品開發(fā)方面已有廣泛應(yīng)用;羊胎盤肽的研究主要集中于制備工藝參數(shù)優(yōu)化及其功能活性的科學(xué)驗證和評價,但有關(guān)羊胎盤功能活性肽的結(jié)構(gòu)組成、氨基酸組成及其序列、相對分子量分布等構(gòu)效關(guān)系尚需深入研究,需要采用色譜技術(shù)等分離純化方法深入分析活性肽的功能本質(zhì)。

總之,盡管現(xiàn)階段對羊胎盤肽的諸多醫(yī)學(xué)、營養(yǎng)學(xué)等作用機理了解有限,但羊胎盤在食品、保健品和化妝品中的潛在市場價值是不言而喻的。相信未來隨著對羊胎盤肽功能活性作用機理的進一步解析,羊胎盤的開發(fā)利用將展現(xiàn)出更廣泛的應(yīng)用前景。