食源性肽及金屬離子螯合肽的研究進展

閆苗苗

摘要：食源性的肽一般是來源于動物性的食物或者植物性的食物，它是以食用蛋白作為基礎(chǔ)原料，通過酶的分解反應(yīng)、分離純化等步驟制成的新型蛋白水解產(chǎn)品。金屬離子螯合肽（MIP）是由肽與金屬離子螯合反應(yīng)構(gòu)成的環(huán)狀化合物。它具備很多特別的生物學(xué)活性。利用肽的吸收功能，可增進金屬離子在人體內(nèi)的吸收速度。本文簡明扼要的綜述了這兩種肽類的出產(chǎn)方式及其生物活性的研究近況，以期為相關(guān)研究人員供給參考。

關(guān)鍵詞：食源性肽;金屬離子螯合肽;生產(chǎn)方法;生物活性;應(yīng)用前景

食源性肽是通過酶的分解反應(yīng)、分離純化等步驟對食用蛋白進行加工從而得到的一種肽類產(chǎn)品。依據(jù)它的原料，可以把食源性肽分為兩種類型，一種是動物的蛋白質(zhì)肽，另一種是植物的蛋白質(zhì)肽。就目前來看，奶制品、豆制品是研究最為廣泛的。食源性肽具有多種生物活性，擁有調(diào)治生理上的節(jié)律、加強機體防備功效、防備疾病、增進身體痊愈的作用。它是一種非常有發(fā)展前途的功能性產(chǎn)物，現(xiàn)在已經(jīng)成為國內(nèi)外衛(wèi)生行業(yè)的熱門之一。

金屬離子螯合肽（MIP）是通過金屬離子與肽的螯合反應(yīng)構(gòu)成的金屬有機化合物。利用肽的吸收功能，可以提高金屬離子在人體內(nèi)的吸收效率，與無機金屬離子相比也具有很大的優(yōu)勢。將人體必需微量元素與肽螯合值得的螯合物是一種新型的金屬離子補充劑，因其能夠被人體高效的吸收，所以得到了越來越多人的重視。除卻這個特點外，有的本身具備有抵抗細菌活性或者抗氧化活性的不一樣來源的肽類與有的金屬離子螯合后，它自己本體的抗細菌活性及抗氧化活性都提高了一大步。因為金屬離子螯合肽不但可以促進機體對金屬離子的吸取，并且還擁有較高的抗細菌活性和抗氧化活性，因此它具備有很大的科學(xué)研究價值。

1.食源性肽生產(chǎn)方法

1.1.酶解法

食源性肽的酶促出產(chǎn)具備出產(chǎn)條件溫和、水解容易操控、定位消化等長處，所以出產(chǎn)的肽類產(chǎn)品溶解性良好、熱穩(wěn)定性較強和即溶性較高。所以食源性肽的酶促生產(chǎn)是在食品衍生肽的生產(chǎn)中使用的較為常用的方法。近幾年來，科研人員在選擇蛋白酶的種類、酶解工藝的參數(shù)、酶解液的分離純化和風(fēng)味條件等方面開展了很多的科學(xué)研究。發(fā)現(xiàn)使用酶解法的時候，食源性肽生產(chǎn)的關(guān)鍵是蛋白酶的種類選擇[1]。研究人員則主要是依據(jù)肽的構(gòu)造特征來選擇出產(chǎn)特定的蛋白酶種類。因而跨越了單一酶很難達到期望成果的難關(guān)。

1.2.分離提取法

依據(jù)現(xiàn)在的研究成果，已能從動物、植物和一些海洋生物體中提出來多種食源性的肽。從植物和動物中提取的食品衍生肽其具有高效、低毒、無污染等特色。自然活性肽的散布很是普遍，它們是藥物挑選的自然資源寶庫，在食品產(chǎn)業(yè)、制藥產(chǎn)業(yè)、畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中具備很廣的利用遠景。但是，活體中自然活性肽的含量是十分少的，除了個別的藥物肽以外，大多數(shù)用提取方式工藝生產(chǎn)的則還需要進一步改善[2]。

1.3.化學(xué)合成法

化學(xué)合成方式成長的比較早，科學(xué)研究比較深刻，技能相比較成熟?，F(xiàn)在它已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)高活性藥理學(xué)，根據(jù)合成介質(zhì)的不同可以分為兩類，一類是液相合成另一類是固相合成。液相合成是一種比較傳統(tǒng)的化學(xué)合成方法，可以有效地合成小分子量的肽片段[4]。固相合成比液相合成的長處在于固相支持物可以或許增進合成中肽鏈的牢固化、環(huán)化和純化，而且輕易實現(xiàn)自動化，合適社會發(fā)展，提高效率[5]。但是這種方法使用的設(shè)備和試劑相對比較昂貴，這種條件要求限制了其在大規(guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用?；瘜W(xué)合成的缺點也比較多，這種方法直接合成的序列比較短、副產(chǎn)物多、所需時間長，就會導(dǎo)致產(chǎn)品的生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品不純、成本高，并且合成生產(chǎn)中的試劑毒性很大，會造成環(huán)境污染并且對身體健康不利。

2.金屬離子螯合肽生產(chǎn)方法

金屬離子螯合肽是金屬離子與肽以定量的摩爾比連系而構(gòu)成的具備環(huán)狀布局的有機化合物[7]。質(zhì)料配比、pH值、溫度和時間是影響金屬離子與肽螯合的主要因素。不一樣的螯合工藝取得的螯合產(chǎn)物的螯合速度和物理化學(xué)性質(zhì)也有不同。金屬離子螯合肽的制備技術(shù)較成熟。平常的制備方式是經(jīng)過酶解反應(yīng)從某些自然動植物蛋白中取得蛋白質(zhì)肽，然后選擇必須的微量元素如Fe2+、Cu2+、Zn2+、Ca2+等，使其與蛋白質(zhì)具備定量的質(zhì)量比。在不一樣的溫度和pH條件下，肽在水浴中開始螯合反應(yīng)，制備螯合產(chǎn)品。肽與金屬離子的螯合率較高大于90%。除此之外，在獲得螯合物后，通常通過萃取，透析或色譜法進行純化。就目前而言，已有報道通過紅外光譜和核磁共振對螯合反應(yīng)過程進行初步研究[8]。此外，還有部分研究表明一些特定氨基酸序列或氨基酸在肽與金屬離子的螯合中起重要作用。譬如，組氨酸也是一種可以影響螯合活性的氨基酸。并且它能夠作用于某些小肽或特殊的氨基酸序列，小分子的肽和金屬離子的螯合原理與氨基酸和金屬離子的螯合原理比較相似，但是因為肽鏈上的羰基和亞氨基也可以參與金屬離子的配位，因此螯合反應(yīng)速率和產(chǎn)物穩(wěn)定性高的是金屬離子螯合肽的螯合[9]。綜合上面的所有論述，對具有特定氨基酸序列的高螯合活性的肽，制備這種肽與金屬離子的螯合物以及對檢測螯合物結(jié)構(gòu)的探索還需要繼續(xù)努力。就其生物活性而言，主要有如下幾個方面。二價金屬元素鈣、鋅、鐵、銅具有多種生理功能。如被稱為人體中含量最豐富的常量元素鈣占人體總重的 1.5%～2.2%。此外，鈣對細胞內(nèi)的代謝、骨骼生長、凝血、神經(jīng)傳導(dǎo)、肌肉收縮和心臟功能都有重要作用。鈣還負責(zé)很多重要的生理功能如細胞增殖、激素應(yīng)激反應(yīng)和神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)釋放。鋅是大多數(shù)酶的催化部位，在許多蛋白質(zhì)、多肽、激素、細胞轉(zhuǎn)錄和生長因子中具有維持結(jié)構(gòu)和生物活性的作用。鐵主要參與血紅蛋白輸送氧氣，它也是生產(chǎn)血紅蛋白的重要底物，充足的鐵是維持高水平血紅蛋白所必需的。銅是重要的輔酶因子，但是它能產(chǎn)生活性氧誘導(dǎo) DNA 鏈裂解和核苷酸堿基氧化。礦物元素缺乏會引起很多疾病。引起礦物元素缺乏的原因有很多，例如一些谷物中通常含有植酸成分，它能夠與鈣、鐵、鋅形成不溶性植酸鹽，從而抑制礦物元素在胃腸道中吸收。另外，金屬離子之間的相互作用也會降低他們的生物利用率。

3.金屬離子螯合物具有的生物活性

3.1.螯合物的促進金屬離子吸收活性

現(xiàn)在，很多科學(xué)數(shù)據(jù)證明金屬離子螯合肽可以增進金屬離子的接收。鐵是血紅蛋白的重要組成部分，它同樣也是很多酶和免疫系統(tǒng)化合物的重要組成部分，當(dāng)機體缺鐵時則會導(dǎo)致人體貧血以及免疫能力下降等多種疾病。在生物體中，螯合鐵的生物利用度遠高于其無機狀態(tài)，其主要原因是螯合物可以通過載體的形式使位于環(huán)狀結(jié)構(gòu)中心的鐵離子順利通過腸黏膜刷狀緣，從而提高機體對鐵的吸收率，運輸速率和利用率。經(jīng)過相關(guān)研究證實，鐵離子螯合物會提高人體機體對鐵的吸收率。另外，鈣是機體骨骼生長發(fā)育的根基質(zhì)料，它在人體的體內(nèi)也具備十分重要的生理功能[10]。當(dāng)機體缺乏鈣時，會比較容易影響身體生長發(fā)育并且會導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥和一些其他的疾病。另外，鈣的接收進程及其生物操縱度受多種原因影響[11]。實驗研究表明，一些小分子肽能夠提高人和動物機體對鈣的吸收率和利用率，例如酪蛋白磷酸肽。促進機體對金屬離子的吸收作為金屬離子螯合肽最重要的功能之一現(xiàn)在已經(jīng)成為了研究的熱點，對其促機體吸收的機制已經(jīng)有了比較深入的探索和研究。經(jīng)過深入研究后發(fā)現(xiàn)金屬離子被人體攝入后則必須要通過輔酶的作用將其轉(zhuǎn)化為有機的狀態(tài)，通過與氨基酸或肽類物質(zhì)形成螯合物提高機體對其的吸收率、運輸速率、儲存量以及利用率。但是人體對蛋白質(zhì)的需求不能只是單一的吸收游離氨基酸，吸收小分肽也是一種形式并且使其在體內(nèi)具有獨立的吸收機制。綜合上面所述，金屬離子螯合肽可以利用人體對肽的吸收從而使得金屬離子更加容易被消化道吸收，進而提高機體對其的吸收率，因此具有高生物利用度而且可以用作一種新型的金屬離子補充劑，它的研發(fā)價值和作用很大。

3.2.螯合物的抗氧化與抗菌活性

將來自不同源產(chǎn)地的肽與金屬離子螯合后，得到的螯合物叫做螯合肽。其抗氧化活性、抗細菌活性或者其他的一些特殊生物活性有所提高，此外，螯合化合物獲得了未螯合肽所不具備的一些生物活性。譬如抗氧化活性和抗細菌活性?；钚越咏蛏踔帘饶壳皬V泛使用的一些常見抗氧化劑或抗菌劑高，并且作為螯合物原料之一的肽對人體是非常安全的，因此螯合物用作抗氧化劑或微生物制劑在食品行業(yè)，化妝品行業(yè)和一些其他工業(yè)中的應(yīng)用前景具有巨大的優(yōu)勢。

4.展望

從天然蛋白源制得的食源性肽和金屬離子螯合肽都具備很多種生物活性，它不僅可以作為藥物、抗氧化劑、抗菌劑、食品添加劑、有機肥料等應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，而且其食源性活性肽的安全性非常高，是當(dāng)前食品科技研究領(lǐng)域非常熱門的研究方向，食源性活性肽非常具備發(fā)展前景。但是目前關(guān)于其生產(chǎn)研究尚存在一些難題，仍然需要大量的實驗探索。根據(jù)其具備的特殊生物活性和食用藥用等方面的優(yōu)勢，食源性活性肽必然將會有十分廣闊的研究和應(yīng)用前景。

參考文獻

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