雞蛋清蛋白肽與乳清蛋白肽生物活性研究進(jìn)展

王 玉，阿提坎·吾斯曼，黃 卓 (.厚德食品股份有限公司上海分公司，上海 000；.上?？萍脊芾砀刹繉W(xué)院，上海 000)

雞蛋和牛奶是兩種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源。2020年新冠肺炎期間，張文宏曾提出早餐食用充足的牛奶和雞蛋來提高自身免疫力，由此可見牛奶和雞蛋在營養(yǎng)學(xué)上的重要地位。相較于中國，歐洲等國家有更長的食用奶制品的歷史，歐洲考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)了7 000多年前有牛奶殘痕的陶器。雖然我國北方一些少數(shù)民族也有制作各種奶制品的習(xí)俗，但是總體來說，“乳類制品走進(jìn)百姓家”是新中國成立之后的事情。相比于乳清蛋白等乳成分，雞蛋在食品學(xué)中的應(yīng)用仍然停留在利用其物理性質(zhì)如凝膠性、乳化性以及起泡性等(如利用雞蛋清的起泡性制作戚風(fēng)蛋糕)，雞蛋的營養(yǎng)功效并沒有得到足夠的重視以及充分的應(yīng)用開發(fā)。

肽作為介于氨基酸和蛋白質(zhì)中間的特殊形式，在機(jī)體新陳代謝和調(diào)節(jié)機(jī)制中起到很重要的作用，近年來關(guān)于蛋清以及乳清蛋白這兩種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源的活性肽功能性研究也成為了關(guān)注焦點(diǎn)。該研究旨在比較雞蛋清蛋白和乳清蛋白的營養(yǎng)及其活性肽功能，以期擴(kuò)大雞蛋清蛋白質(zhì)作為營養(yǎng)素來源的應(yīng)用范圍。

1 營養(yǎng)比較

牛奶主要由酪蛋白及乳清蛋白等組成，乳清蛋白為奶酪(酪蛋白)生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物，主要由α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、牛乳血清白蛋白以及免疫球蛋白等組成。雞蛋是優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和B族維生素的良好來源之一，蛋清蛋白質(zhì)主要由卵白蛋白、卵轉(zhuǎn)鐵球蛋白以及卵類黏蛋白等組成。牛奶和雞蛋的營養(yǎng)素含量如表1所示，牛奶中鈣的含量高于雞蛋，雞蛋中的蛋白質(zhì)、脂肪以及維生素A的含量明顯高于牛奶。結(jié)合100 g牛奶和雞蛋的價(jià)格而言，雞蛋顯然是一種更為經(jīng)濟(jì)的蛋白質(zhì)來源。

表1 牛奶和雞蛋的營養(yǎng)成分Table 1 Nutrients of milk and egg

營養(yǎng)學(xué)上評價(jià)各種食物蛋白質(zhì)的差異常用到的一個(gè)指標(biāo)為氨基酸模式，即蛋白質(zhì)中各種必需氨基酸的構(gòu)成比例，食物蛋白質(zhì)氨基酸模式與人體蛋白質(zhì)氨基酸模式越接近，必需氨基酸被機(jī)體利用的程度就越高。張燕等對雞蛋清以及乳清蛋白等不同來源的蛋白質(zhì)氨基酸組成進(jìn)行了分析，其氨基酸模式如圖1所示。由圖1可知，雞蛋清蛋白質(zhì)的氨基酸模式與人體氨基酸模式較接近，且雞蛋清蛋白質(zhì)必需氨基酸比值/模式(除賴氨酸與纈氨酸)均高于乳清蛋白必需氨基酸比值/模式。

注：全雞蛋、雞蛋清蛋白和乳清蛋白的氨基酸模式數(shù)據(jù)先從文獻(xiàn)中獲取必需氨基酸含量，再按照FAO/WHO的方法計(jì)算得出Note：Amino acid pattern data for whole eggs，egg white protein and whey protein were obtained from the literature and then calculated according to the FAO/WHO method圖1 人體和不同食物的氨基酸模式Fig.1 Amino acids pattern of human and different food

2 活性肽功能比較

在生物體細(xì)胞內(nèi)的氧化還原過程中產(chǎn)生的自由基可損害機(jī)體組織和細(xì)胞、促進(jìn)機(jī)體衰老、引起機(jī)體產(chǎn)生慢性疾病。然而隨著人工合成抗氧化劑的安全性受到質(zhì)疑，更多的食源性肽的抗氧化功能被研究與開發(fā)?；钚噪牡目寡趸阅苁侵妇哂星宄鞣N自由基、提高細(xì)胞內(nèi)的抗氧化酶活性、抑制脂肪氧合酶活力和抑制脂質(zhì)過氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的能力。沈浥等采用不同蛋白酶酶解乳清濃縮蛋白，在優(yōu)化后的酶解條件下，當(dāng)水解度約為19%時(shí)，10 mg/mL酶解產(chǎn)物的DPPH自由基清除率為78.78%。彭新顏等測定了乳清分離蛋白經(jīng)堿性蛋白酶水解后的產(chǎn)物在不同體系中的抗氧化活性。結(jié)果顯示，濃度為5%的乳清蛋白水解5 h時(shí)，其DPPH自由基清除率為45.7%。由此可見，乳清蛋白水解物的抗氧化能力與底物濃度、水解時(shí)間以及水解度有關(guān)。

蛋清蛋白肽的抗氧化活性同樣受到了廣泛關(guān)注，吳燁婷等研究發(fā)現(xiàn)，蛋清經(jīng)堿性蛋白酶水解后，在體外對超氧陰離子、羥基自由基、DPPH自由基清除能力和Fe還原能力明顯優(yōu)于蛋清。余芬等發(fā)現(xiàn)，高水解度蛋清肽清除DPPH自由基的能力良好，高達(dá)72.7%。張燕等對蛋清源五肽的抗氧化活性進(jìn)行了評價(jià)，結(jié)果表明，經(jīng)抗氧化肽預(yù)處理的保護(hù)組，隨著肽濃度的升高，過氧化氫酶、超氧化物歧化酶以及谷胱甘肽過氧化物酶的活性均有所提高，呈濃度依賴型關(guān)系。尤其當(dāng)肽濃度為1.0 μmol/L時(shí)，過氧化氫酶活力為(20.63±0.51)U/mg蛋白、總超氧化物歧化酶活力為(179.39±5.73)U/mg 蛋白，谷胱甘肽過氧化物酶為(33.97±5.02)個(gè)活力單位，較對應(yīng)損傷組的酶活性均有顯著性提高(<0.01)。可見，乳清蛋白肽與蛋清蛋白肽均具有清除各種自由基，提高細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶活性等抗氧化功效，為兩種肽的協(xié)同作用研究提供了理論基礎(chǔ)。

血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(angioten I-converting enzyme，ACE)在人體血壓調(diào)節(jié)中具有重要作用，它可催化降壓物質(zhì)舒緩激肽分解從而導(dǎo)致血壓升高，因此通過抑制ACE的活性能夠有效地抑制機(jī)體高血壓的發(fā)生。來源于食物蛋白的ACE抑制肽無毒、無副作用，具有良好的應(yīng)用前景，已成為當(dāng)今世界研究的熱點(diǎn)。徐思源利用純化精制后的乳清蛋白水解肽飼喂原發(fā)性高血壓鼠，結(jié)果表明，乳清蛋白水解肽能降低血壓和ACE活性，與對照組相比有明顯的效果。

食源性降血壓肽的來源較廣泛，除了乳蛋白來源外，還有發(fā)酵食品來源、魚蛋白來源、植物蛋白來源以及蛋清蛋白來源。由于蛋清中除了蛋白質(zhì)其他成分含量很少，酶解產(chǎn)生的降血壓肽易于分離純化。陳晨等利用高效液相色譜法測定蛋清蛋白酶解物及其超濾各組分的體外ACE抑制活性，結(jié)果表明，蛋清蛋白水解物的ACE抑制活性隨著分子量的降低而增強(qiáng)(<0.05)，分子量小于3 ku的組分抑制效果最好，其IC值為0.049 mg/mL(IC值為半抑制濃度，是指抑制50%的ACE活性所需抑制劑的濃度，抑制活性越強(qiáng)其IC值越小)。

微量元素氨基酸(小肽)螯合物具有生物利用率高、吸收快、化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易與其他物質(zhì)產(chǎn)生拮抗等特性。趙立娜等制備乳清蛋白多肽-鈣螯合物，并且利用紅外光譜法對乳清蛋白多肽和乳清蛋白多肽-鈣螯合物進(jìn)行分析，結(jié)果表明，乳清蛋白多肽可與鈣離子螯合，螯合鈣無需解離成鈣離子再與蛋白質(zhì)結(jié)合后再被腸道吸收，而是鈣及其整個(gè)分子完整的被腸道吸收，進(jìn)入血液以螯合物的形式持續(xù)解離出鈣離子供機(jī)體利用。玄依凡對肽鋅螯合物和肽的氨基酸組成和分子量分布進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，與鋅發(fā)生螯合反應(yīng)的氨基酸主要是酸性氨基酸，螯合后的肽鋅螯合物的平均分子量為770 Da，其中分子量為180～480 Da的小肽占52.99%。

金子琪以蛋清肽(Asp-His-Thr-Lys-Glu，DHTKE)為原料制備蛋清肽-鈣螯合物(DHTKE-calcium)，并對DHTKE及其DHTKE-calcium進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明，DHTKE具有較高的鈣結(jié)合活性，并且DHTKE-calcium在腸道消化過程中具有一定的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外，DHTKE-calcium與其消化物在促鈣吸收作用上無顯著性差異(>0.05)，表明消化不影響DHTKE-calcium的促鈣吸收作用。Sun等研究發(fā)現(xiàn)，DHTKE可與鐵螯合，并且DHTKE-iron在人體胃腸道內(nèi)具有良好的溶解性?？梢姡榍宓鞍纂暮偷扒宓鞍纂亩寄芘c鈣、鋅、鐵等礦物質(zhì)穩(wěn)定地結(jié)合，并且在胃腸道內(nèi)能夠快速、持續(xù)地提供礦物質(zhì)。

記憶是大腦最基本最重要的高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)之一，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為衰老會(huì)引發(fā)學(xué)習(xí)記憶和認(rèn)知功能的減退。隨著我國人口老齡化的加速，研究食物來源成分對人體記憶力的作用成為主流的趨勢。卞輯通過酶法制備乳清蛋白肽，以血清、肝臟和腦中SOD(超氧化物歧化酶)、MDA(丙二醛)、GSH-Px(谷胱氨肽過氧化物酶)、蛋白質(zhì)羰基和AchE(乙酰膽堿脂酶)為指標(biāo)，考察乳清蛋白抗氧化肽對衰老小鼠的保護(hù)作用。試驗(yàn)結(jié)果表明，乳清蛋白肽灌胃之后，衰老小鼠的SOD和GSH-Px活性明顯增加，MDA和蛋白質(zhì)羰基含量明顯降低，高劑量組與腦復(fù)康對照組結(jié)果相近。許海麗就蛋清蛋白肽對小鼠記憶和神經(jīng)興奮性的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示9 mg/(g·d)和18 mg/(g·d)劑量的蛋清蛋白肽可以顯著改善小鼠的記憶水平，并且不同劑量的蛋清蛋白肽可以降低小鼠大腦中AchE的活力。由此可見，乳清蛋白肽與蛋清蛋白肽均能夠調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)，從而改善衰老小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力。

除具有以上功能特性外，乳清蛋白肽還具有抗菌、促進(jìn)乳酸菌增殖、免疫調(diào)節(jié)等作用?？碌律壤貌煌绞剿馊榍宓鞍?，證明了適當(dāng)水解(酶法水解時(shí)控制水解程度為10～12 mg/mL)能夠顯著提高乳清蛋白的抗菌能力。高海燕以乳清蛋白水解物作替代氮源(全替代)研究其在乳酸菌培養(yǎng)基中的應(yīng)用，結(jié)果表明，對于嗜熱鏈球菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌以及雙歧桿菌，全替代培養(yǎng)基的菌密度、活菌數(shù)以及生長趨勢優(yōu)于或接近于市售乳酸細(xì)菌培養(yǎng)基(MRS培養(yǎng)基)。

蛋清蛋白肽除具有以上功能特性外，還具有抗菌、減肥、降脂、抗疲勞等作用。雞蛋溶菌酶本身作為一種蛋白質(zhì)而具有免疫原性，但在非酸性條件下的熱穩(wěn)定性極差。朱伶俐以雞蛋溶菌酶為原料制備了溶菌酶抗菌肽，結(jié)果顯示，當(dāng)水解度為5.46%時(shí)，經(jīng)115 ℃、20 min熱處理后的抑菌率為53.6%。王璐以雞蛋清為原料，通過酶解制備生物活性肽并對其進(jìn)行減肥功能評價(jià)。結(jié)果表明，蛋清蛋白肽具有一定的減肥、降脂作用，且隨著多肽含量的增多，減肥、降脂作用增強(qiáng)。王玉等研究了雞蛋清水解物(HEpep)對斑馬魚的疲勞改善作用，結(jié)果表明，HEpep對亞硫酸鈉誘發(fā)的疲勞斑馬魚運(yùn)動(dòng)能力有明顯的改善作用，可以顯著性降低斑馬魚體內(nèi)乳酸含量。

協(xié)同作用是活性物質(zhì)之間的一種常見反應(yīng)，尤其是食品，其成分復(fù)雜、體系多樣，不同成分之間可能存在一定的協(xié)同作用。饒勝其等將乳清蛋白酶解液MWPH和雞蛋清蛋白酶解液 EWPH以及相應(yīng)粗分離組分M_Fs和E_Fs分別進(jìn)行兩兩復(fù)配，結(jié)合聯(lián)合指數(shù)CI值分析，結(jié)果表明酶解液MWPH和EWPH具有顯著的協(xié)同還原能力，而粗分離組分M_Fs和E_Fs具有顯著的協(xié)同還原能力以及協(xié)同清除DPPH自由基和羥自由基的能力。此外，胡曉赟利用純肽研究小肽與其他抗氧化成分之間的協(xié)同作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，V與7種小肽發(fā)生協(xié)同增效作用，使ABTS自由基清除能力提高。

3 展望

綜上所述，乳清蛋白與雞蛋清蛋白以及其水解物(肽)都兼具營養(yǎng)與功能，其營養(yǎng)價(jià)值以及生物活性功能相近。但是，從產(chǎn)業(yè)應(yīng)用角度分析，乳清蛋白作為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源應(yīng)用產(chǎn)品數(shù)量遠(yuǎn)超蛋清蛋白，截止到2021年7月，相關(guān)部門公示的已獲批的特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品中，接近100%的廠家選擇以乳清蛋白為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源，蛋清蛋白質(zhì)在營養(yǎng)治療方面的應(yīng)用暫未開啟，雞蛋清在腸內(nèi)營養(yǎng)制劑以及保健食品開發(fā)方面有很大的潛力。隨著肽及其功效機(jī)制研究的深入，食源性肽以及復(fù)合物的應(yīng)用內(nèi)范圍會(huì)越來越廣泛，活性肽的提取工藝、純度、適口性等是多肽類食品開發(fā)中不可回避的技術(shù)要點(diǎn)。