牡蠣酶解產(chǎn)物的種類(lèi)、 生物活性及應(yīng)用研究進(jìn)展

羅 艷， 黃權(quán)新， 蔡 捷

(廣西醫(yī)科大學(xué)生命科學(xué)研究院， 南寧 530021)

牡蠣是我國(guó)主要養(yǎng)殖貝類(lèi)之一, 是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高的海洋生物, 為我國(guó)衛(wèi)健委批準(zhǔn)的第一批藥食同源食物[1-2]。 牡蠣經(jīng)蛋白酶解后, 酶解液中含小分子活性肽、低分子量多糖、 ?；撬嵋约岸喾N活性微量元素等。 本研究對(duì)牡蠣酶解產(chǎn)物的種類(lèi)、 生物活性、 應(yīng)用方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述, 以期為牡蠣的深入研究及開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 牡蠣酶解產(chǎn)物

1.1 牡蠣氨基酸的酶解

牡蠣肉中含有多種氨基酸, 其中的?；撬崾呛虬被? 起到保護(hù)肝功能、 提高免疫等作用。 劉亞南等[3]利用中性蛋白酶酶解牡蠣鮮肉, 提取的?；撬岷窟_(dá)2.623 mg/g。 陳艷輝等[4]采用動(dòng)物蛋白酶水解牡蠣肉,經(jīng)乙酸乙酯萃取, 柱層析分離, 最后得到色氨酸、 苯丙氨酸2 種氨基酸單體化合物。

1.2 牡蠣多糖的酶解

楊大俏等[5]取牡蠣全臟器經(jīng)6 種酶酶解后, 用200 kDa 膜及8 kDa 膜實(shí)施分離, 取8 kDa 以上截留液, 獲得牡蠣粗多糖。 此外, 可用超濾膜對(duì)牡蠣酶解液按不同分子量截留進(jìn)行分級(jí)分離, 將酶解液分為3 個(gè)組分, 經(jīng)測(cè)定CRRS-B 組分含有多糖, 主要含有己糖醛酸、 甲基戊糖、 硫酸基、 氨基己糖等糖基, 相對(duì)分子質(zhì)量為8 300～150 000 Da, 是吡喃型多糖化合物[6]。

1.3 牡蠣多肽的酶解

目前, 酶水解法為實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)中獲取多肽的主要方法[7]。

1.3.1 分子量小于1 kDa 的牡蠣多肽 馮曉梅等[8]采用胰蛋白酶酶解牡蠣蛋白, 獲得3 個(gè)多肽組分相對(duì)分子質(zhì)量分別為409、 810、 885 Da。 Wang 等[9]采用枯草桿菌蛋白酶對(duì)牡蠣蛋白質(zhì)進(jìn)行酶解, 得到2 種牡蠣活性肽, 分子量分別為440、 518 Da。 王長(zhǎng)偉等[10]采用胰酶酶解牡蠣肉, 得到均分子量為750 Da 的活性肽。 余杰等[11]采用復(fù)合酶對(duì)牡蠣蛋白進(jìn)行酶解, 獲得相對(duì)分子質(zhì)量為751 Da 活性肽。 姚鳳麗等[12]使用胰酶和木瓜蛋白酶同步復(fù)合酶解牡蠣制備牡蠣肽, 獲得分子質(zhì)量<1 000 Da 的寡肽, 且占比65.61%。 劉文穎等[13]通過(guò)二步酶解法制備牡蠣低聚肽, 獲得牡蠣低聚肽中蛋白質(zhì)和肽含量分別為67.57%、 55.34%, 分子質(zhì)量1 000 Da 以下的組分占91.16%。 方富永等[14]利用中性蛋白酶、 木瓜蛋白酶、 菠蘿蛋白酶3 種酶復(fù)合水解牡蠣肉, 獲得水解物相對(duì)分子質(zhì)量在300～1 000 Da 的多肽。

1.3.2 分子量1k～3k Da 的牡蠣多肽 汪秋寬等[15]分別采用木瓜蛋白酶和中性蛋白酶水解牡蠣蛋白, 得到相對(duì)分子質(zhì)量為1 191 Da 和1 074 Da 的牡蠣活性肽。 也有研究者使用動(dòng)物蛋白水解復(fù)合酶酶解牡蠣蛋白, 獲得分子質(zhì)量小于3 000 Da 的小分子肽類(lèi)物質(zhì)[16]。 董英等[17]發(fā)明牡蠣酶解物的制備方法, 采用組合酶解工藝, 上清液用超濾膜超濾截留得到分子量為1 kDa 的酶解物。 姚玉靜等[18]采用復(fù)合酶(胰蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶) 酶解牡蠣蛋白, 獲得的酶解產(chǎn)物中, 分子量小于3 kDa 的多肽占83.5%, 其中分子量為1 k ～ 3 kDa 的多肽占33.4%。 邱娟等[19]利用分步酶解法酶解牡蠣肉, 制備得到占比99.72%分子質(zhì)量在3 000 Da 以下的活性肽。 楊大俏等[6]分級(jí)分離牡蠣酶解液, 獲得多肽組分相對(duì)分子質(zhì)量在2 000 Da 以下的小分子肽, 含量達(dá)到87.26%,共有10 個(gè)組分。

1.3.3 分子量大于3 kDa 的牡蠣多肽 彭志蘭等[20]采用中性蛋白酶酶解牡蠣蛋白, 酶解產(chǎn)物逐級(jí)通過(guò)8k、5k、 3 kDa 分子篩超濾膜, 截留獲得<3 kDa、 3k ～5 kDa、 5k～8 kDa、 >8 kDa 等超濾組分。 姚玉靜等[18]選用復(fù)合酶(胰蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶) 酶解牡蠣蛋白, 得到含有分子量在3k ～5 kDa、 5k ～10 kDa、 10 kDa 以上的多肽, 分別占比為9.0%、 6.0%、 1.5%。

2 牡蠣酶解產(chǎn)物的生物活性

2.1 調(diào)節(jié)免疫

蔡亞偉等[21]分別以高、 中、 低劑量的牡蠣肉提取物給小鼠連續(xù)灌胃2 周和4 周, 結(jié)果表明, 牡蠣肉提取物能提高小鼠的抗疲勞能力和耐缺氧能力, 增強(qiáng)小鼠的免疫力。 楊大俏等[22]證明, 牡蠣多糖能夠提高小鼠巨噬細(xì)胞中性紅的吞噬能力, 促進(jìn)細(xì)胞效應(yīng)因子NO 和細(xì)胞因子分泌, 上調(diào)相關(guān)基因的表達(dá), 具有免疫調(diào)節(jié)活性。 胡相卡等[23]發(fā)現(xiàn), 不同劑量的牡蠣素對(duì)小鼠的非特異性免疫、 特異性免疫均具有相應(yīng)的增強(qiáng)作用。 許丹等[24]給予不同劑量牡蠣肽干預(yù)以環(huán)磷酰胺建立免疫低下小鼠模型, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 牡蠣肽可增強(qiáng)環(huán)磷酰胺所致免疫低下小鼠的細(xì)胞免疫及體液免疫, 改善免疫器官結(jié)構(gòu)紊亂, 升高骨髓有核細(xì)胞數(shù)及骨髓DNA 含量, 因而增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。 劉淑集等[25]研究也表明, 牡蠣寡肽對(duì)環(huán)磷酰胺引起的免疫低下模型小鼠的免疫系統(tǒng)具有一定的保護(hù)作用, 能夠增強(qiáng)免疫低下小鼠的細(xì)胞免疫、 體液免疫及非特異性免疫功能, 改善機(jī)體的免疫水平。

2.2 抗氧化

研究表明, 牡蠣活性肽對(duì)羥自由基、 DPPH 自由基等具有良好的清除作用[26-28]。 此外, 朱翰林等[29]研究牡蠣多肽分子量分布與抗氧化活性的量效關(guān)系顯示, 制備得到相對(duì)分子質(zhì)量范圍為484 ～19 582 u 的牡蠣多肽,濃度為1～3 mg/mL 的牡蠣多肽對(duì)羥自由基的清除率處于上升趨勢(shì), 隨著濃度的增大(3 ～5 mg/mL) 處于略微下降趨勢(shì), 濃度為3 mg/mL 的牡蠣多肽清除率為73.89%, 達(dá)到最大值。 且牡蠣多肽對(duì)DPPH 自由基的清除率隨濃度升高而增大, 濃度為5 mg/mL 的牡蠣多肽清除DPPH 自由基達(dá)到最大值, 清除率為97.81%。 戴梓茹等[30]發(fā)現(xiàn), 牡蠣糖胺聚糖具有較好的體外抗氧化活性, DPPH 的清除率達(dá)到79.5%, 羥基清除率達(dá)到100%, 是一種相對(duì)穩(wěn)定的天然抗氧化劑。

2.3 降血壓

Shiozaki 等[31]從牡蠣肉中分離出一種短肽(Asp-Leu-Thr-Asp-Tyr), 其對(duì)血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE) 具有較強(qiáng)的抑制作用。 邱娟等[19]通過(guò)分步酶解牡蠣制備分子質(zhì)量在3 000 Da 以下的牡蠣肽, 具有較高的ACE抑制活性, 其IC50為0.8 mg/mL。 此外, 張可佳等[32]制備相對(duì)分子質(zhì)量3 000 Da 以下的牡蠣ACE 抑制肽, 發(fā)現(xiàn)其不僅在體外具有較好的ACE 抑制活性, 而且能夠在體內(nèi)發(fā)揮明顯降血壓效果并能持續(xù)性穩(wěn)定血壓。 石璇等[33]研究發(fā)現(xiàn), 以牡蠣多糖對(duì)高血壓模型大鼠灌胃均具有較明顯的降低收縮壓和舒張壓效果。

2.4 降血糖

鄧燕群[34]研究發(fā)現(xiàn), 牡蠣肽及牡蠣肽和低聚殼聚糖混合組成的牡蠣復(fù)合物均具有較強(qiáng)的降血糖作用。 許昱等[35]證明, 低、 中、 高劑量水解牡蠣粉分別降低糖尿病小鼠空腹血糖水平21.09%、 32.12%、 37.05%, 該水解牡蠣粉對(duì)糖尿病小鼠表現(xiàn)出良好的降血糖作用。 另有研究顯示, 牡蠣糖胺聚糖對(duì)α-葡萄糖苷酶活性具有一定抑制作用[36]。

2.5 抗腫瘤

李超柱等[16]通過(guò)酶解獲得范圍在5 ～80 mg/L 的牡蠣活性肽可抑制SKOV3的增殖, 24 h 的IC50為38.56 mg/L。 Umayaparvathi S 等[37]測(cè)定人結(jié)腸癌(HT-29) 細(xì)胞生長(zhǎng)抑制率(MTT 法) 和凋亡形態(tài)學(xué)變化(AO/EtBr染色), 結(jié)果表明, 牡蠣肽對(duì)HT-29 細(xì)胞株具有抗癌活性。 武美彤等[38]研究發(fā)現(xiàn), 牡蠣酶解物能通過(guò)增加荷瘤小鼠T 淋巴細(xì)胞和NK 細(xì)胞功能, 使肺癌細(xì)胞的凋亡率和死亡率提高, 肺癌細(xì)胞生長(zhǎng)受到顯著抑制, 中、 高劑量牡蠣酶解物效果較好。

2.6 抗衰老

王慶輝等[39]研究發(fā)現(xiàn), 牡蠣多糖通過(guò)提高機(jī)體清除自由基的能力來(lái)發(fā)揮抗衰老作用。 張雪妍等[40]研究顯示, 酶解得到的牡蠣多肽小于5 ku 和5 k～10 ku 超濾組分可增強(qiáng)細(xì)胞增殖活性及促進(jìn)睪酮分泌。 李大煒等[41]研究表明, 牡蠣肽能修復(fù)D-半乳糖致衰老大鼠睪丸組織的衰老形態(tài), 增加精子數(shù)量、 提高精子質(zhì)量和干細(xì)胞因子濃度。 呂佳桐等[42]研究發(fā)現(xiàn), 牡蠣肉粉及其酶解產(chǎn)物能使紫外線誘導(dǎo)的小鼠減輕光老化皮膚的皺紋、 增加皮膚彈性、 保護(hù)皮膚中的膠原蛋白網(wǎng)狀排列、避免彈性纖維在表皮的異常增生, 并能夠減少皮下毛細(xì)血管萎縮和防止血管通透性增加。 彭志蘭等[20]在中波紫外線(UVB) 誘導(dǎo)的人永生化角層細(xì)胞系(HaCaT)光老化細(xì)胞模型上, 分子量<3 kDa 的牡蠣肽能顯著地提高UVB 損傷后的HaCaT 細(xì)胞的活力, 防止HaCaT 細(xì)胞形態(tài)的改變, 具有抗光老化活性。

2.7 促進(jìn)傷口愈合

研究發(fā)現(xiàn), 牡蠣酶解產(chǎn)物對(duì)創(chuàng)傷傷口具有很好的促進(jìn)愈合作用。 楊發(fā)明等[43]研究表明, 牡蠣酶解產(chǎn)物能促進(jìn)傷口愈合, 同時(shí)對(duì)皮膚無(wú)其他毒性作用。 楊發(fā)明等[44]比較牡蠣酶解產(chǎn)物(EPO) 不同劑量組與對(duì)照組在皮膚創(chuàng)傷愈合過(guò)程中的照片、 創(chuàng)傷愈合率、 瘢痕縮小率、 ILH10、 TGF-p 等指標(biāo), 結(jié)果表明, EPO 具有一定抑制炎癥的效果, 并能促進(jìn)生長(zhǎng)因子分泌以及膠原蛋白的沉積與交聯(lián), 從而加快小鼠軟組織開(kāi)放性創(chuàng)傷愈合,一定程度上抑制淺表瘢痕增生。

2.8 其他作用

牡蠣酶解產(chǎn)物還具有改善記憶損傷[45]、 促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育[11]、 改善雄性大鼠垂體性腺軸等功能[46]。 牡蠣多糖能顯著降低小鼠的谷丙轉(zhuǎn)氨酶、 谷草轉(zhuǎn)氨酶及丙二醛含量, 而升高小鼠的超氧化物歧化酶含量, 減輕CCl4對(duì)肝細(xì)胞的病理?yè)p傷[27]。

3 牡蠣酶解產(chǎn)物的應(yīng)用

3.1 高級(jí)營(yíng)養(yǎng)食品及保健品方面

牡蠣肽具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生物活性。 王穎等[47]研發(fā)出一種營(yíng)養(yǎng)美味的牡蠣即食食品。 王丹[48]提取牡蠣肉中的活性物質(zhì), 經(jīng)活性炭脫腥、 乳酸菌發(fā)酵,研制成一種營(yíng)養(yǎng)豐富、 形態(tài)均一、 口感清爽的發(fā)酵型牡蠣飲料。 尤久勇等[49]采用牡蠣蛋白酶解液研制出具有豐富營(yíng)養(yǎng)的牡蠣蛋白飲料, 還有以牡蠣酶解液為原料研制具有抗疲勞效果的牡蠣運(yùn)動(dòng)飲料[50]、 抗疲勞功效的牡蠣咀嚼片[51], 以及對(duì)DPPH·自由基具有一定清除作用的牡蠣多肽咀嚼片[52]。 李婉[53]研制出含高蛋白、 低脂肪具有免疫作用的牡蠣沖劑顆粒和牡蠣口服液。 還有研究者開(kāi)發(fā)出營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、 風(fēng)味宜人的果香型營(yíng)養(yǎng)保健飲料, 清香型和椰香型牡蠣肽飲料[54]。 車(chē)帥等[55]研制出一種具有緩解體力疲勞和增強(qiáng)免疫力作用的牡蠣肽保健酒。 此外, 牡蠣肽還可以應(yīng)用到特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品中。

3.2 日用化妝品方面

牡蠣多糖為牡蠣主要有效成分之一, 王文莉等[56]將牡蠣多糖應(yīng)用到牙膏中, 制得的多糖牙膏能清除自由基, 具有潛在的保護(hù)口腔粘膜作用, 為生物牙膏的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 李偉等[57]應(yīng)用牡蠣多糖制備化妝品, 使化妝品具有顯著的保濕作用。 牡蠣肽抗衰老的皮膚修復(fù)組合物能夠促進(jìn)膠原蛋白生成, 具有保濕、 修復(fù)、 抗衰老等效果。

3.3 生物醫(yī)藥方面

牡蠣酶解產(chǎn)物除了應(yīng)用在食品、 保健食品及日用化妝品等方面外, 近年來(lái), 也應(yīng)用在生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域。牟海津等[58]制備一種具有抗血栓降血壓復(fù)合功效的牡蠣肽發(fā)酵物, 其中含納豆激酶和對(duì)血管緊張素轉(zhuǎn)化酶具有強(qiáng)抑制率的牡蠣肽, 相比較于已有產(chǎn)品, 這種牡蠣肽發(fā)酵物在降血壓和抗血栓方面功效較為顯著。 秦小明等[59]將牡蠣活性肽應(yīng)用在皮膚創(chuàng)傷藥物的新用途中,如修復(fù)皮膚燒傷、 創(chuàng)傷、 灼傷、 燙傷等方面, 其效果優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的藥物, 傷口修復(fù)迅速, 不留疤痕, 促進(jìn)傷口修復(fù)的效果更加明顯。

4 結(jié)論

牡蠣是一種重要的海洋貝類(lèi), 其地理分布廣、 生長(zhǎng)快、 產(chǎn)量高、 經(jīng)濟(jì)價(jià)值高, 已成為中國(guó)乃至世界養(yǎng)殖產(chǎn)量最大的經(jīng)濟(jì)貝類(lèi)之一[60]。 目前, 牡蠣在國(guó)內(nèi)主要是新鮮食用或者制成制品為主, 缺乏深加工, 造成牡蠣資源損失較大, 牡蠣原料的綜合利用較低。 近年來(lái), 隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展, 牡蠣的深加工和牡蠣新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)引起國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。 牡蠣酶解產(chǎn)物中含有豐富的氨基酸, 采用不同的酶解工藝能夠得到不同的牡蠣多糖或牡蠣分子肽, 因此其生物活性范圍較廣, 具有增強(qiáng)免疫力、 抗氧化、 降血壓、 降血糖、 抗衰老、 抗病毒、 抗腫瘤、 促進(jìn)皮膚損傷愈合等藥理作用。 牡蠣在不同的領(lǐng)域具有多用途、 多功效, 具有良好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景, 可研發(fā)出更多高效、 高性能的牡蠣相關(guān)食品、 保健食品、 新資源食品或特醫(yī)食品、 美容護(hù)膚品、 新型飼料以及海洋生物醫(yī)藥產(chǎn)品等, 從而實(shí)現(xiàn)牡蠣貝類(lèi)的高值化利用, 進(jìn)一步推動(dòng)海洋資源牡蠣的開(kāi)發(fā)以及促進(jìn)牡蠣養(yǎng)殖業(yè)的繁榮發(fā)展。