奶酪的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及奶酪中生物活性肽的研究進(jìn)展

顧春華 劉煜 王建軍 燕妮 孫世琨

摘 要：奶酪是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的乳制品，富含蛋白質(zhì)，脂肪，礦物質(zhì)等，在其成熟過程中，會(huì)產(chǎn)生一些有活性的生物肽，本文對(duì)奶酪的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及奶酪中生物活性肽進(jìn)行研究，以期為相關(guān)藥物開發(fā)提供思路。

關(guān)鍵詞：奶酪;營(yíng)養(yǎng);生物活性肽

奶酪是一種營(yíng)養(yǎng)豐富，用途廣泛的乳制品，是生鮮乳在發(fā)酵劑與凝乳酶作用下發(fā)生凝固并經(jīng)一定時(shí)間成熟而制成的固態(tài)乳制品，每1 kg奶酪由約10 kg的牛奶濃縮而成，是牛奶的精華。為滿足不同消費(fèi)者需求，奶酪的類型多種多樣。按軟硬程度可分為軟質(zhì)、半硬質(zhì)、硬質(zhì)和特硬質(zhì)4類。按成熟狀況又可分為成熟奶酪和未成熟奶酪兩類，成熟奶酪指生產(chǎn)后不能馬上食用，需在一定溫度下儲(chǔ)存一定時(shí)間，通過生化和物理變化來產(chǎn)生具有該類奶酪特性的乳制品。奶酪的消費(fèi)量在歐洲較大，據(jù)報(bào)道，歐盟27國(guó)的人均奶酪消費(fèi)量為16.6 kg，在法國(guó)、德國(guó)、荷蘭、意大利和芬蘭，人均奶酪消費(fèi)量超過了20 kg[1]。奶酪中含有豐富的蛋白質(zhì)（主要為酪蛋白）、脂肪、礦物質(zhì)以及維生素A、D、E和維生素B1、B2、B6、B12及葉酸等，都是人體生長(zhǎng)發(fā)育的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。其中蛋白質(zhì)含量較生鮮乳高出10倍，鈣、鎂、鐵、鋅含量是生鮮乳的5～15倍，且膽固醇的含量低于牛奶。奶酪還含有活性乳酸菌，具有和酸奶相似的健康益處，有助于提高免疫力。此外，在奶酪成熟期，酪蛋白會(huì)被來自于凝乳酶，發(fā)酵劑和次級(jí)微生物菌群的蛋白酶和肽酶水解為多種肽。其中某些肽在結(jié)構(gòu)上類似于內(nèi)源性肽，內(nèi)源性肽在生物體中作為激素或抗生素起著至關(guān)重要的作用。而且這些肽可以在胃腸道消化后存活，或者作為最終肽形式的前體，可以與相應(yīng)的受體相互作用，在生物體中發(fā)揮激動(dòng)或拮抗作用。本文簡(jiǎn)要介紹了奶酪的一些營(yíng)養(yǎng)作用，并總結(jié)了奶酪成熟過程中生物活性肽的形成及體外或體內(nèi)的活性證明試驗(yàn)。

1 奶酪的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

奶酪就其能量水平而言含有高濃度的必需營(yíng)養(yǎng)素，其營(yíng)養(yǎng)素的含量受牛奶的類型、制造過程和成熟時(shí)間的影響。水不溶性養(yǎng)分保留在奶酪凝乳中，而水溶性乳成分保留在乳清中[2]。乳中的乳糖大部分損失在乳清中，奶酪凝乳中殘留的乳糖則通常由發(fā)酵菌發(fā)酵為乳酸。除新鮮奶酪外，大多數(shù)奶酪不含或僅含有微量乳糖。因此，乳糖不耐癥的人可以食用奶酪而不會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng)。

1.1 奶酪中的脂肪和膽固醇

奶酪中脂肪含量的差異性取決于所使用的牛奶類型和制造方法。從營(yíng)養(yǎng)角度來看，不同奶酪品種中脂肪的消化率在88%～94%[3]。奶酪脂肪通常包含66%的飽和脂肪酸（Saturated Fatty Acid，SFA）（57.4%的棕櫚酸，21.6%的肉豆蔻酸和17.6%的硬脂酸），30%的單不飽和脂肪酸（Monounsaturated Fatty Acid，MUFA）。飽和脂肪酸對(duì)血脂產(chǎn)生負(fù)面影響。但是，單個(gè)飽和脂肪酸對(duì)血液膽固醇水平的影響不同[4]。一般而言，中等鏈長(zhǎng)（月桂酸C12：0，肉豆蔻酸C14：0和棕櫚酸C16：0）對(duì)總血漿膽固醇升高作用要大于鏈較長(zhǎng)（硬脂酸C18：0）的飽和脂肪酸[5]。此外，硬脂酸是奶酪中SFA的重要成分，可迅速轉(zhuǎn)化為MUFA油酸C18：1，該油酸被認(rèn)為是飲食中更健康的脂肪來源之一，與心血管疾病無關(guān)[6]。更重要的是，SFA在細(xì)胞調(diào)節(jié)，基因表達(dá)以及遺傳調(diào)節(jié)中起著重要作用[7-8]。此外，丁酸具有預(yù)防癌癥的作用[9];辛酸和癸酸具有抗病毒活性[10]，月桂酸具有抗病毒，抗菌和抗齲齒的特性[11-12]。

消費(fèi)者對(duì)膽固醇有抵觸情緒，但飲食中膽固醇對(duì)血液的影響要比飽和脂肪的影響低得多[13]。飲食中的膽固醇不能用作代謝能量。相反，它是人體必需的細(xì)胞膜，膽汁鹽和類固醇激素的前體。共軛亞油酸（Conjugated Linoleic Acid，CLA）是奶酪脂肪中的有益成分。CLA是包含共軛不飽和雙鍵亞油酸（C18：2）的幾何異構(gòu)體混合物。據(jù)報(bào)道，在動(dòng)物體外試驗(yàn)時(shí)，CLA對(duì)對(duì)人體相關(guān)疾病具有多種有益作用，其包括抗癌[14]，抗脂肪形成[15]，抗動(dòng)脈粥樣硬化[16]，抗糖尿病和抗炎作用等[17]。

1.2 奶酪中的維生素和礦物質(zhì)

牛奶中大多數(shù)脂溶性維生素保留在奶酪脂肪中，一些水溶性維生素如核黃素，維生素B12，煙酸和葉酸等含量由于乳清的損失，通常低于牛奶中的濃度，但奶酪在成熟過程中由于微生物的合成在一定程度上彌補(bǔ)了某些B族維生素的損失。比如丙酸細(xì)菌在硬質(zhì)奶酪中會(huì)合成大量維生素B12。奶酪中有多種礦物質(zhì)，如鈣、鋅、磷和鎂等。奶酪中鈣和磷含量遠(yuǎn)高于牛奶，一份50 g的硬質(zhì)干酪可提供約400 mg的鈣，幾乎涵蓋了1歲至10歲兒童每日建議鈣攝入量的100%。

1.3 奶酪中的蛋白質(zhì)

奶酪含有高含量的具有生物學(xué)價(jià)值的蛋白質(zhì)，根據(jù)奶酪品種的不同，蛋白質(zhì)含量在4%～40%。奶酪蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值在奶酪制造過程中不會(huì)發(fā)生改變，其含量與脂肪含量成反比。奶酪蛋白質(zhì)幾乎可以完全被消化，因?yàn)樵谀汤疑a(chǎn)的成熟階段，酪蛋白逐漸被分解為水溶性肽和游離氨基酸。肽之間，發(fā)現(xiàn)了許多生物活性肽。這些肽只有在通過蛋白水解作用從其母體蛋白釋放后才具有活性，例如抗氧化，抗微生物和免疫調(diào)節(jié)作用等[18]。

2 奶酪中的生物活性肽

2.1 降壓肽

在發(fā)達(dá)國(guó)家，高血壓平均影響多達(dá)30%的成年人，而且高血壓與冠心病之間有一定的相關(guān)性。飲食上減少飽和脂肪和鈉，增加鉀，鈣和可溶性纖維的攝入量會(huì)影響血壓。牛奶蛋白是這種生物活性肽的主要來源[19]，現(xiàn)已在幾種奶酪中發(fā)現(xiàn)了降壓肽。

降壓肽的鑒定最初在尋找血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（Angiotensin?Converting Enzyme，ACE）抑制劑上確定的。該酶通過將血管緊張素I轉(zhuǎn)化為有效的血管收縮劑血管緊張素Ⅱ在腎素-血管緊張素系統(tǒng)中起作用，該酶也誘導(dǎo)醛固酮的釋放，會(huì)使鈉的濃度增加，血壓升高。奶酪的構(gòu)成比較復(fù)雜，其中包含著大量各種各樣的肽，這些肽會(huì)隨著奶酪的逐漸成熟而發(fā)生變化。由于這種復(fù)雜性，對(duì)奶酪的許多研究都集中在評(píng)估奶酪提取物的體外ACE的抑制活性[20]。比如益生菌菌株[21]或胃腸消化模型[22]對(duì)不同類型奶酪的ACE抑制活性的影響等。隨著串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展可跟蹤奶酪在成熟過程中肽的形成，一些具有ACE抑制活性的新片段已經(jīng)得到分離，并對(duì)其活性進(jìn)行了評(píng)估。G?MEZ-RUIZ等[23]利用該技術(shù)鑒定西班牙美食曼徹格奶酪中的肽，通過化學(xué)合成來確認(rèn)所鑒定片段的ACE抑制活性，且在跟蹤的四批曼徹格奶酪在成熟期間肽的形成結(jié)果中發(fā)現(xiàn)幾乎所有類型的曼徹格奶酪中均檢測(cè)到了5種生物活性較高的多肽，但其濃度隨奶酪的類型和成熟時(shí)間具有很大的變化。在自發(fā)性高血壓大鼠實(shí)驗(yàn)中證實(shí)某些肽的抗高血壓活性[24]。應(yīng)用質(zhì)譜技術(shù)已可以對(duì)不同干酪中的降壓肽IPP和VPP進(jìn)行定量研究[25]。

2.2 磷酸肽

酪蛋白磷酸肽（Casein Phosphopeptides，CPPs）是具有不同磷酸化程度的肽，通過不同酪蛋白組分的酶水解作用在體內(nèi)和體外釋放。大多數(shù)CPPS包含3個(gè)磷酸化絲氨酸殘基的簇和兩個(gè)谷氨酸殘基。這種陰離子三重態(tài)（SerP-SerP-SerP-Glu-Glu）的存在是所有功能性CPP的顯著特征。由于這些肽具有高凈負(fù)電荷，通常會(huì)結(jié)合二價(jià)陽離子并形成可溶性復(fù)合物。GRAVAGHI等[26]證明CPPs發(fā)揮最佳生物學(xué)效應(yīng)的能力取決于CPPs在一定的濃度和構(gòu)象下，是否有Ca-CPP聚集體的存在，聚集體可促進(jìn)人體對(duì)鈣的吸收。

據(jù)報(bào)道，CPPs在腸道內(nèi)釋放，并在小腸（回腸）下部積聚，發(fā)生礦物質(zhì)吸收。CHABANCE等[27]從喝過牛奶且消化后的成年人胃和十二指腸中回收了幾種CPPs。另外，有許多研究也從不同類型的奶酪中分離鑒定出CPPs[28-29]。CPPs會(huì)在人體內(nèi)積累或被奶酪酶降解為較短的肽和游離氨基酸。除了具有金屬結(jié)合和抗齲齒的特性[30]外，CPPs還具有其他生物活性特性，例如抗氧化劑[31]，免疫刺激[32]以及對(duì)成骨細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的影響[33]。

2.3 阿片肽

阿片肽以激動(dòng)或拮抗的方式通過與靶細(xì)胞的特定受體結(jié)合而發(fā)揮其活性。牛奶中阿片肽的特征是在N端存在酪氨酸殘基，在第三或第四位存在另一個(gè)芳香族氨基酸，這是一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)特征，適合阿片受體的結(jié)合位點(diǎn)[34]。研究最多的阿片肽是衍生自β-酪蛋白的β-酪啡肽（β-casomorphins）。目前，尚未完全弄清蛋白水解系統(tǒng)在胃腸消化或體內(nèi)消化過程中釋放β-酪啡肽的作用。但有跡象表明，幾種消化酶的連續(xù)作用可能與β-酪啡肽的形成有關(guān)。動(dòng)物數(shù)據(jù)清楚地表明，β-酪啡肽可充當(dāng)阿片受體激動(dòng)劑，通過μ型受體發(fā)揮作用。SINGH等[35]用以酪蛋白為基礎(chǔ)的牛配方奶喂食幼犬和成年犬，證明幼犬血漿中β-酪蛋白嗎啡免疫反應(yīng)物質(zhì)的存在，而成年犬中不存在此物質(zhì)。原因可能由于幼犬的腸粘膜發(fā)育不成熟導(dǎo)致肽易通過且易于滲透，從而避免了被水解。β-酪啡肽除對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有影響外，還被證明可以調(diào)節(jié)氨基酸的腸運(yùn)輸及腸粘液細(xì)胞的粘液分泌等[36]。目前已有較多不同奶酪品種中β-酪啡肽的形成和代謝的研究，但奶酪中β-酪啡肽的存在水平研究較少。KOSTYRA等[37]從干酪提取物中鑒定出了β-酪啡肽。SIENKIEWICZ等[38]研究3種半硬質(zhì)奶酪和2種成熟霉菌奶酪的含量，發(fā)現(xiàn)與半硬質(zhì)奶酪相比，霉菌干酪中β-酪啡肽的含量更高。DE NONI[39]發(fā)現(xiàn)10種商業(yè)奶酪中均未檢測(cè)到β-酪啡肽-5。但在大多數(shù)奶酪中都發(fā)現(xiàn)了，且肽含量在0.01～0.15 mg/kg，SMACCHI[40]在Crescenza奶酪中發(fā)現(xiàn)具有結(jié)合β-酪啡肽-7序列的肽，據(jù)推測(cè)，可能在進(jìn)一步的消化過程中，β-酪啡肽-7充當(dāng)了前體。

2.4 其他生物活性肽

從奶酪中分離的肽具有抗癌、抗菌或抗氧化活性的文獻(xiàn)報(bào)道較少。研究表明乳制品可能具有抗癌活性[41]，通過充當(dāng)腫瘤細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)劑，牛乳蛋白（如乳鐵蛋白）已被證明能抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)[42]。YASUDA等[43]研究了商業(yè)奶酪在作為癌癥模型的HL-60人急性早幼粒細(xì)胞白血病細(xì)胞中對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)和DNA片段化誘導(dǎo)的作用情況。在測(cè)試的12種奶酪提取物中，有6種（蒙塔格納德、蓬特伊夫克、布里、卡芒貝爾、達(dá)納布盧和藍(lán)色奶酪）顯示出強(qiáng)烈的生長(zhǎng)抑制活性，且誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞中的DNA片段化，還發(fā)現(xiàn)奶酪的成熟度與其抗癌活性呈正相關(guān)性。至于奶酪中這些活性分子的濃度是否是發(fā)揮活性的正常濃度，這些化合物發(fā)揮生物活性是否針對(duì)癌細(xì)胞而不是正常細(xì)胞，還有待闡明。

目前，在牛奶、牛奶水解產(chǎn)物和發(fā)酵牛奶中已鑒定出大多數(shù)的抗菌肽來自食物，奶酪來源的抗菌肽可能由水解和加工過程中與微生物相互作用產(chǎn)生?？咕鷻C(jī)理一般為膜裂解機(jī)制，陽離子抗菌肽與細(xì)胞脂質(zhì)雙分子層通過靜電引力相結(jié)合，破壞細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，繼而形成穿膜孔洞，使細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外漏，導(dǎo)致細(xì)胞死亡[44]。LOSITO等[45]對(duì)9種不同的意大利奶酪進(jìn)行篩選，通過快速蛋白液相色譜（Fast Protein Liquid Chromatography，F(xiàn)PLC）對(duì)每種干酪的水溶性提取物進(jìn)行分餾，并測(cè)試各餾分組分對(duì)日本乳桿菌A15的抗菌性能。然后對(duì)活性最高的組分進(jìn)一步選取大腸桿菌，沙門氏菌，腸小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌或金黃色葡萄球菌等菌株進(jìn)行抗菌實(shí)驗(yàn)，通過HPLC-ESI-MS（高效液相色譜/電噴霧質(zhì)譜聯(lián)用）和MS/MS（串聯(lián)質(zhì)譜）進(jìn)行分析，鑒定組分中所含的肽序列。作者鑒定出30多種與N端，C端或報(bào)道的牛奶來源的抗菌序列的完整片段的肽具有高度的同源性。PRITCHARD等[46]研究了3種澳大利亞切達(dá)干酪的水溶性提取物對(duì)大腸桿菌、蠟狀芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌活性。結(jié)果顯示，大于10 kDa的肽能夠顯著抑制大腸桿菌和蠟狀芽孢桿菌的生長(zhǎng)。

自由基是帶有一個(gè)或幾個(gè)不成對(duì)電子的原子、分子或基團(tuán)，有強(qiáng)烈奪取電子的傾向，過量自由基易造成人體氧化損傷，加速機(jī)體衰老。目前切達(dá)干酪是唯一一種經(jīng)過抗氧化活性篩選的奶酪品種。GUPTA等[47]對(duì)干酪乳桿菌發(fā)酵的切達(dá)干酪的抗氧化性能進(jìn)行研究，且通過ABTS法、DPPH法和SOSA法，3種不同的抗氧化活性評(píng)價(jià)方法進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明奶酪的抗氧化活性跟奶酪的成熟期有很大的關(guān)系。在奶酪成熟的前4個(gè)月，其抗氧化活性逐漸增加，此后抗氧化活性下降，并從成熟的第7個(gè)月到第9個(gè)月保持相似的值，且所有奶酪樣品中抗氧化活性的變化與蛋白水解過程中可溶性肽的形成速率非常接近。因此，較高的抗氧化活性與蛋白高水解程度有關(guān)，盡管這也取決于所用的發(fā)酵劑。通過HPLC-MS/MS鑒定奶酪中有兩種抗氧化活性肽，并將這兩種肽進(jìn)行化學(xué)合成，再進(jìn)行抗氧化肽的活性測(cè)試。實(shí)驗(yàn)表明，這兩種肽的DPPH自由基清除能力與商業(yè)化學(xué)抗氧化劑（如BHA、t-BHQ或草酸）的DPPH自由基清除能力相當(dāng)[48]。PRITCHARD等[49]對(duì)3種不同的澳大利亞切達(dá)干酪對(duì)DPPH自由基的清除能力進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)分子量不超過10 kDa的含有肽的餾分中，其抗氧化活性中等。

3 結(jié)語

從營(yíng)養(yǎng)角度看，奶酪被認(rèn)為是均衡飲食的重要組成部分。其是蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)的極佳來源，富含吸收率較高的鈣元素。奶酪中高脂肪和高鹽含量使消費(fèi)者對(duì)其心存顧慮，但市場(chǎng)上已出售有低脂肪或低鹽奶酪，作為奶酪品種的補(bǔ)充。奶酪中的蛋白質(zhì)可充當(dāng)生物活性分子的前體。在奶酪成熟和食物消化過程中，酪蛋白會(huì)釋放出多種肽。其中的一部分肽在結(jié)構(gòu)上類似于內(nèi)源肽，可以與胃腸道的受體（如阿片受體）相互作用，促進(jìn)礦物質(zhì)吸收（CPP）或被吸收并到達(dá)血液。盡管從此途徑攝入的食物衍生肽的量很低，但在臨床研究中有越來越多的證據(jù)表明因食物活性肽的攝入會(huì)產(chǎn)生一些生物學(xué)效應(yīng)。這些效應(yīng)可能沒有藥物反應(yīng)清楚明顯，但在干預(yù)研究時(shí)需綜合考量。

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