花生活性肽的制備及其生物活性的研究進(jìn)展

鄺敏杰，焦婷婷，孫 艷

(漯河食品職業(yè)學(xué)院 食品工程系，河南 漯河462000)

花生作為我國(guó)主要油料作物之一，產(chǎn)量高居世界首位，國(guó)內(nèi)每年大約二分之一的花生用來(lái)榨制食用油?；ㄉ湍苌l(fā)出果仁香味而受到消費(fèi)者喜愛(ài)，但人們對(duì)花生蛋白的利用相對(duì)較少?；ㄉビ秃螽a(chǎn)生的花生粕中含有50%左右的蛋白質(zhì)，利用定向酶切分離技術(shù)和酶修飾技術(shù)對(duì)它進(jìn)行酶解可制得花生多肽?；ㄉ氖欠肿恿拷橛诘鞍踪|(zhì)和氨基酸之間的一類生物活性物質(zhì)，其中含有人體所需的8種必需氨基酸，尤其是含有相當(dāng)高的含硫氨基酸。研究表明，這些氨基酸可以促使腦細(xì)胞發(fā)育，提高記憶力，防止人體過(guò)早衰老[1-3]?；ㄉ牡南士蛇_(dá)99%，是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、資源豐富的植物蛋白資源，人體對(duì)其消化吸收后可直接參與人體氨基酸和蛋白質(zhì)的合成，促進(jìn)蛋白質(zhì)活性基團(tuán)發(fā)揮作用，增強(qiáng)人體免疫力[4]。以花生餅粕為原料制備多肽產(chǎn)品已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，它可廣泛應(yīng)用于保健品、嬰幼兒食品、運(yùn)動(dòng)食品及發(fā)酵食品等。本研究為其在食品、醫(yī)藥及化妝品行業(yè)的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和理論支持。

1 花生肽的制備

制備花生肽的方法有化學(xué)水解法、酶水解法和發(fā)酵法3種。由于化學(xué)水解法存在許多缺點(diǎn)，目前在生產(chǎn)中很少應(yīng)用。本文主要對(duì)酶水解法和發(fā)酵法進(jìn)行概述。

1.1 酶水解法

酶水解法具有水解反應(yīng)溫和、生產(chǎn)條件易控制和對(duì)氨基酸破壞較小等優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)上生產(chǎn)花生肽的主要方法。酶水解法常用于生產(chǎn)食品級(jí)蛋白水解物和從蛋白前體中釋放生物活性肽，產(chǎn)生的花生肽易被人體消化吸收，蛋白質(zhì)利用率高。花生肽酶解的工藝隨蛋白酶選擇的不同，又可分為單酶水解法、雙酶水解法和復(fù)合酶水解法。為提高花生肽的產(chǎn)品質(zhì)量，現(xiàn)在多采用復(fù)合蛋白酶水解法。

酶水解制備多肽的工藝流程如下[5]：

油料脫脂粕→ 預(yù)處理→ 酶解→ 滅活→ 離心→ 上清液→脫色、脫苦→ 過(guò)濾 →濾液→ 脫鹽→冷凍干燥→多肽

李寧等[6]采用中性蛋白酶分步酶解花生分離蛋白制備短肽，短肽得率為83.93%，水解度為38.25%，花生短肽純度為93.85%±0.44%。經(jīng)高效液相色譜測(cè)定，分子量小于1 kD的水解產(chǎn)物占98.88%。侯利霞等[7]選用風(fēng)味酶、Alcalase酶和雙酶酶解花生蛋白，采用超聲波輔助酶解制備花生抗氧化肽，超聲預(yù)處理輔助Alcalase酶酶解8 h時(shí)水解度最大，為29.81%。

1.2 發(fā)酵法

酶解法制備的花生肽安全性較高，但一般會(huì)產(chǎn)生少量苦味肽，而用微生物發(fā)酵法制備的花生肽可以避免這一缺點(diǎn)。與酶水解法相比，發(fā)酵法能將微生物產(chǎn)酶和酶解兩步合一，省去酶的分離和提純步驟，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，降低成本。因微生物產(chǎn)生的端肽酶對(duì)小肽末端的修飾作用，制得的肽不但沒(méi)有苦味，還具有發(fā)酵的天然芳香味，口感很好。目前利用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)花生肽被認(rèn)為是一種較先進(jìn)有效的方法，應(yīng)用前景較好。

2 花生肽的生物活性

生物活性肽不但吸收機(jī)制優(yōu)于氨基酸，而且還具有多種氨基酸不能相比的功能特性，相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，花生肽的生物活性主要包括降血壓、抗氧化特性、改善元素吸收和礦物質(zhì)運(yùn)輸、激素作用、免疫調(diào)節(jié)、抗血栓、降低膽固醇、抑制細(xì)菌、抗癌和改善食品風(fēng)味等作用。

2.1 抗氧化特性

抗氧化性是花生肽的重要生理功能的基礎(chǔ)[8-9]，有研究表明不同鏈長(zhǎng)的花生肽抗氧化活性不同[10]。由于氨基酸和小分子肽在人體中具有重要的生理功能，故近年來(lái)對(duì)氨基酸與小分子肽的生物活性的研究越來(lái)越多[11-12]。

2.1.1 花生肽的體外抗氧化活性

目前國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中，花生肽的體外抗氧化活性主要有以下幾種評(píng)價(jià)方法。

2.1.1.1 清除自由基能力

（1）清除DPPH自由基的能力。1，1-二苯基苦基苯肼(DPPH)自由基在517 nm處具有強(qiáng)吸收性，其醇溶液呈紫色，通過(guò)檢測(cè)花生肽對(duì)DPPH自由基的清除能力可反映其抗氧化能力的強(qiáng)弱。

（2）清除羥基自由基的能力。羥基自由基（-OH）是一種重要的活性氧，具有極強(qiáng)的氧化能力。清除羥基自由基能力的測(cè)定方法主要有脫氧核糖法與鄰二氮菲法。通過(guò)檢測(cè)花生肽對(duì)羥基自由基的清除能力可反映其抗氧化能力的強(qiáng)弱。

（3）清除超氧陰離子自由基的能力。超氧陰離子自由基在人體內(nèi)有一定數(shù)量的存在，不發(fā)生化學(xué)變化對(duì)人體無(wú)害，過(guò)量生成可致組織損傷，具有強(qiáng)氧化能力。測(cè)定其抗氧化活性大小時(shí)，主要采用鄰苯三酚自氧化法和NBT法。

（4）氧自由基吸收能力。氧自由基吸收能力（ORAC）法是衡量某種物質(zhì)解除氧化自由基能力的比準(zhǔn)確度、精密度較優(yōu)的測(cè)試方法。任嬌艷等[13]運(yùn)用ORAC法評(píng)價(jià)酶解物的抗氧化活性大小為1 943.6 μmol/g。

（5）清除ABTS+自由基的能力。ABTS經(jīng)過(guò)活性氧氧化以后生成穩(wěn)定的自由基ABTS+，呈藍(lán)綠色水溶性，加入抗氧化物質(zhì)后，自由基被捕獲，使反應(yīng)褪色。通過(guò)檢測(cè)花生肽對(duì)ABTS+自由基的清除能力可反映其抗氧化能力的強(qiáng)弱。

2.1.1.2 還原能力

還原力強(qiáng)的樣品應(yīng)該是良好的電子供應(yīng)者，它供應(yīng)的電子不僅能使Fe3+還原為Fe2+，也可以與自由基反應(yīng)。目前國(guó)內(nèi)外測(cè)定還原能力的方法主要有鐵離子還原/抗氧化能力測(cè)定法 （FRAP法）和Oyaizu法[14]。彭維兵、陳維云等[15]對(duì)花生肽的還原能力做了測(cè)定，結(jié)果表明花生肽具有一定的還原能力，且隨著濃度的增加還原能力越強(qiáng)。

2.1.1.3 金屬離子螯合能力

生物活性物質(zhì)的抗氧化能力越強(qiáng)，與金屬離子的螯合作用越強(qiáng)，那么反應(yīng)液在分光光度計(jì)下的吸光值越低。目前對(duì)花生肽與金屬離子螯合能力的測(cè)定主要有銅離子的螯合作用和亞鐵離子的螯合作用兩種方法。

2.1.1.4 抗脂質(zhì)過(guò)氧化能力

脂類是構(gòu)成生物膜的主要成分，脂類中的不飽和脂肪酸過(guò)氧化過(guò)程中產(chǎn)生的物質(zhì)會(huì)損傷生物細(xì)胞。能夠抑制脂類過(guò)氧化，具有重要生物學(xué)意義。測(cè)定方法主要有硫氰酸鐵（FTC）法和硫代巴比妥酸反應(yīng)物（TBARs）法。彭維兵、陳維云等[15]對(duì)花生肽的抗脂質(zhì)過(guò)氧化能力做了測(cè)定，結(jié)果表明花生肽在0.2～6.4 mg/mL濃度范圍內(nèi)對(duì)卵黃脂蛋白脂質(zhì)過(guò)氧化抑制率隨濃度增加逐漸上升，且濃度達(dá)到6.4 mg/mL時(shí)，抑制率為78.6%。

2.1.2 肽的體內(nèi)抗氧化活性

由于食物蛋白的抗氧化多肽研究日益增多，其抗氧化活性的評(píng)價(jià)方法也從體外試驗(yàn)向動(dòng)物體內(nèi)試驗(yàn)方向發(fā)展，因?yàn)樗鼈冋嬲纳飳W(xué)效能只有通過(guò)人體試驗(yàn)或動(dòng)物試驗(yàn)才能得以闡明。然而，在人體上進(jìn)行研究及對(duì)生物抗氧化劑進(jìn)行療效觀察是一個(gè)很漫長(zhǎng)的過(guò)程且不易實(shí)現(xiàn)。因此，人們根據(jù)衰老的機(jī)制建立了許多動(dòng)物衰老模型。其中D-半乳糖所致的亞急性衰老模型，可引起心、肝、腎、腦等重要器官的代謝異常，類似人類自然衰老時(shí)的表現(xiàn)[16]，所以在抗氧化物質(zhì)的活性評(píng)價(jià)方面得到了廣泛的應(yīng)用[17-19]。陳貴堂等[20-21]采用D-半乳糖誘導(dǎo)的衰老大鼠模型，通過(guò)研究花生肽對(duì)衰老模型大鼠血清和心腦組織抗氧化作用的影響，結(jié)果表明，花生肽能夠有效抑制半乳糖致衰老大鼠體重的下降，減緩胸腺指數(shù)和腦指數(shù)的下降，提高大鼠血清、腦組織中SOD和GSH-Px活性，并能夠降低大鼠血清MDA含量和腦中的LF含量，表明花生肽具有顯著的體內(nèi)抗氧化作用。

2.2 降血壓活性

根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究表明：分子量小于1 kD或1kD左右的短肽具有降血壓的功能。張宇昊等[22]利用體外化學(xué)模型對(duì)花生肽的ACE抑制活性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明分子量小于1 kD花生短肽具有非常強(qiáng)的抑制ACE活性的作用，IC50值為 0.255 mg/mL。動(dòng)物試驗(yàn)研究結(jié)果表明分子量小于 1kD的花生短肽可顯著降低原發(fā)性高血壓大鼠的尾動(dòng)脈收縮壓（p＜0.05），對(duì)原發(fā)性高血壓大鼠的心率無(wú)影響，降壓作用平穩(wěn)，不會(huì)出現(xiàn)因服用劑量偏差而造成低血壓的現(xiàn)象，且可完全被吸收。

2.3 抗菌活性

Ye,X.Y等[23]從花生中提取出一種名為Hypogin的抗菌肽，該肽N-末端氨基酸序列與花生過(guò)敏原Ara H1具有相似的序列，且與以前發(fā)現(xiàn)的抗菌肽不同。經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，該肽可以抑制真菌的生長(zhǎng)，且能抑制艾滋病病毒。他們還通過(guò)凝膠色譜和離子交換色譜，將初提物進(jìn)行分離純化得到抗菌肽，通過(guò)凝膠電泳及凝膠過(guò)濾測(cè)得該抗菌肽分子量為7.2 kD。

3 花生肽的應(yīng)用

（1）普通食品。由于花生多肽具有較強(qiáng)的保濕功能、很強(qiáng)的起泡性、乳化性和吸油性等性質(zhì)，在各類豆制食品、肉制品、火腿及人造食品，烘焙食品、副食品、調(diào)味品、休閑食品等制作中都有很好的應(yīng)用。

（2）保健食品。由于易于吸收，且能與機(jī)體中的膽酸結(jié)合，降低人體血清膽固醇，因而有降血壓、降血脂的功能。另外花生多肽中的活性成分對(duì)再生性貧血、出血、咳血及糖尿病都有一定的功效。

（3）運(yùn)動(dòng)員食品?；ㄉ嚯闹兴械哪芰亢芨撸勺鳛檫\(yùn)動(dòng)員迅速恢復(fù)和增強(qiáng)體力的食品。林曉光[24]通過(guò)花生肽對(duì)小鼠運(yùn)動(dòng)能力及心肌抗氧化能力影響的研究表明：花生肽通過(guò)增強(qiáng)心肌抗氧化能力，減輕了劇烈運(yùn)動(dòng)對(duì)心臟造成的損傷，發(fā)揮它的心臟保護(hù)作用。

（4）蛋白飲料。將其加到冰激淋中可以增加制品的乳化性，提高膨脹率，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，改善營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，故可用于蛋白飲料。

4 展望

花生活性肽是以花生粕為原料運(yùn)用酶水解法和發(fā)酵法提取的具有功能特性好和生物活性高的肽，該活性肽的生物活性如抗氧化能力可以對(duì)-OH,O2-,DPPH以及H2O2都有一定的清除作用，因而可以較為客觀地認(rèn)為花生活性肽是一種具有抗氧化活性的天然抗氧化劑，并且還具有降血壓、增強(qiáng)免疫、抗菌及抗癌等生物活性，不僅可用于食品，而且可以用于醫(yī)藥保健中。近年來(lái)花生活性肽的開(kāi)發(fā)研究已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。開(kāi)展對(duì)花生活性肽的研究，可以提高花生產(chǎn)品的綜合利用，提高花生蛋白產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

在花生活性肽研究開(kāi)發(fā)中還存在諸多問(wèn)題：①水解過(guò)程中蛋白酶的篩選及發(fā)酵過(guò)程中高產(chǎn)菌株的篩選問(wèn)題；②水解過(guò)程中水解參數(shù)如酶用量、底物濃度、pH值、反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間等，都對(duì)花生活性肽的制備有重要影響；③單酶水解會(huì)產(chǎn)生苦、澀、咸等不良風(fēng)味，尤其是酶解產(chǎn)物中苦味消除和控制。

如何實(shí)現(xiàn)功能性活性肽產(chǎn)業(yè)化，降低活性肽的生產(chǎn)成本和提高活性肽的品質(zhì)是目前急需解決的問(wèn)題。功能性活性肽食品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用將對(duì)功能性食品和醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。