食源性生物活性肽的功能及其在食品中的應(yīng)用策略

摘 要：本文探討食源性生物活性肽的定義、特征及其生理功能，并分析其在食品應(yīng)用中的挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)策略。通過(guò)綜述現(xiàn)有研究，揭示食源性生物活性肽具有抗氧化、降血壓等多重健康效益，但在加工過(guò)程中容易出現(xiàn)穩(wěn)定性下降、成分間相互作用等問(wèn)題，故提出微膠囊化、分子修飾及低溫加工技術(shù)等對(duì)策，以供參考。

關(guān)鍵詞：食源性生物活性肽；生理功能；食品

Functions of Foodborne Bioactive Peptides and Their Application Strategies in Food

WU Yutao

（Zhejiang Xinmei Biotechnology Co.， Ltd.， Jiaxing 314400， China）

Abstract： This article discusses the definition， characteristics and physiological functions of foodborne bioactive peptides， and analyzes their challenges and countermeasures in food applications. By reviewing the existing research， it was revealed that foodborne bioactive peptides have multiple health benefits such as antioxidant and blood pressure reduction， but they are prone to problems such as decreased stability and inter-component interaction during processing.

Keywords： foodborne bioactive peptides; physiological functions; food

食源性生物活性肽是從食物蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物中分離得到的具有特定生理功能的短肽片段，在保健食品和治療性食品開(kāi)發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)，隨著人們對(duì)健康飲食的日益重視以及現(xiàn)代生物技術(shù)的快速發(fā)展，食源性生物活性肽已成為食品科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。我國(guó)相繼出臺(tái)了《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》等政策文件，為生物活性肽的開(kāi)發(fā)利用指明了方向[1]。本文在總結(jié)食源性生物活性肽的定義與特征的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述了其多方面的生理功能，分析了其在食品中應(yīng)用所面臨的挑戰(zhàn)，并提出了相應(yīng)的策略，以期為功能性食品的研發(fā)提供參考。

1 食源性生物活性肽的概述

1.1 定義與特征

食源性生物活性肽指來(lái)源于食物蛋白質(zhì)，經(jīng)酶解或發(fā)酵等方式產(chǎn)生的具有特定生理功能的小分子肽。這些肽通常由2～20個(gè)氨基酸殘基組成，分子量在6 000 Da以下。食源性生物活性肽可以從多種食物原料（如乳制品、大豆、魚類等）中獲得。例如，乳鐵傳遞肽是從牛奶和人乳中分離得到的一種堿性球蛋白，由689個(gè)氨基酸殘基組成，分子量約為

80 kDa。其經(jīng)胃蛋白酶水解后可產(chǎn)生多種具有生物活性的肽段。大豆低聚肽是大豆蛋白經(jīng)木瓜蛋白酶等水解后得到的混合肽制品，主要由2～6個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成。食源性生物活性肽具有耐受胃腸道消化酶和pH值變化的穩(wěn)定性，能夠被機(jī)體吸收利用[2]。此外，許多生物活性肽表現(xiàn)出兩親性分子結(jié)構(gòu)特征，既含有親水性側(cè)鏈，又含有疏水性區(qū)域，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其易于透過(guò)細(xì)胞膜與特定受體結(jié)合，從而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。

1.2 食源性生物活性肽的功能

食源性生物活性肽具有多樣化的生理功能，可通過(guò)不同的作用機(jī)制發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)。其中，抗氧化活性是食源性生物活性肽的一個(gè)重要功能。以鮭魚肌肉蛋白水解物為例，其中分離得到的生物活性肽可以通過(guò)清除自由基、螯合金屬離子等方式抑制脂質(zhì)過(guò)氧化，延緩脂肪氧化引起的食品變質(zhì)。此外，食源性生物活性肽還具有顯著的降血壓作用。河豚魚皮膠原蛋白酶解產(chǎn)物中分離得到的一些低分子肽能夠抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（Angiotensin Converting Enzyme，ACE）活性，減少血管收縮素Ⅱ的生成，從而起到降血壓作用[3]。此外，食源性生物活性肽還具有免疫調(diào)節(jié)、降血糖、抗菌以及抗病毒等多種功能。例如，從牦牛奶酪蛋白水解物中分離得到的一種多肽片段可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的增殖，提高機(jī)體的免疫功能。從魷魚肌肉蛋白水解物中分離得到的一種活性三肽能夠抑制α-糖苷酶的活性，減緩碳水化合物的消化吸收，有助于控制餐后血糖水平。

2 食源性生物活性肽在食品中的應(yīng)用挑戰(zhàn)

2.1 生物活性穩(wěn)定性下降問(wèn)題

食源性生物活性肽在食品工業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊，但仍面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中生物活性穩(wěn)定性下降是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。許多生物活性肽在食品加工和貯藏過(guò)程中容易發(fā)生降解，導(dǎo)致其活性顯著下降。以乳鐵傳遞肽為例，這種活性肽對(duì)高溫極其敏感，在超高溫瞬時(shí)滅菌處理后其抗菌活性可損失80%以上[3]。類似地，大豆低聚肽在噴霧干燥過(guò)程中也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的氧化交聯(lián)反應(yīng)，生成分子量較大的聚合物，從而失去原有的生物活性。此外，pH值的變化也會(huì)影響食源性生物活性肽的穩(wěn)定性。例如，魚肉低聚肽在酸性條件下極易水解，在堿性環(huán)境中又易發(fā)生消旋化，導(dǎo)致活性降低[4]?？傊?，如何在食品加工及貯藏過(guò)程中最大限度地保持食源性生物活性肽的穩(wěn)定性，是目前急需攻克的一個(gè)技術(shù)難題。

2.2 與其他食品成分的相互作用難題

食源性生物活性肽在食品基質(zhì)中易與其他成分發(fā)生相互作用也是一個(gè)亟待解決的技術(shù)難題。生物活性肽與食品中的其他組分（如蛋白質(zhì)、多糖、礦物質(zhì)等）可能會(huì)通過(guò)非共價(jià)鍵作用形成復(fù)合物，從而影響其生物利用度。例如，酪蛋白磷酸肽與可可多酚會(huì)發(fā)生靜電相互作用，導(dǎo)致肽的溶解性下降，進(jìn)而影響其抗氧化活性的發(fā)揮。類似地，大豆低聚肽與植酸形成的復(fù)合物也會(huì)降低其耐熱性和抗氧化能力[5]。此外，生物活性肽與食品添加劑之間的相互作用也不容忽視。例如，魚肉低聚肽與抗壞血酸存在的強(qiáng)氫鍵作用可能會(huì)加速后者的降解，影響食品保質(zhì)期。而乳鐵傳遞肽與乙二胺四乙酸（Ethylene Diamine Tetraacetic Acid，EDTA）形成配位化合物后，其抗菌活性也會(huì)大幅下降[1]。

2.3 加工與儲(chǔ)存中的功能損失

在食品加工和貯藏過(guò)程中，食源性生物活性肽的功能損失也是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。許多食品加工技術(shù)（如高溫滅菌、均質(zhì)、超高壓等）雖然能夠有效地保證食品的安全性和穩(wěn)定性，但同時(shí)也可能導(dǎo)致生物活性肽發(fā)生不同程度的降解或失活。以乳清蛋白衍生的降血壓肽為例，高溫滅菌會(huì)導(dǎo)致其中的賴氨酸與還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，生成麥芽酚類物質(zhì)，從而大大削弱肽的ACE抑制活性。

類似地，發(fā)酵乳中的降血壓肽在殺菌過(guò)程中也容易發(fā)生斷裂，產(chǎn)生苦味肽，嚴(yán)重影響產(chǎn)品口感。此外，生物活性肽在食品貯藏過(guò)程中也容易發(fā)生變化。例如，蝦糜發(fā)酵制得的抗氧化肽在冷凍貯藏過(guò)程中會(huì)發(fā)生聚集，形成不溶性沉淀，導(dǎo)致其抗氧化能力顯著下降。魚肉低聚肽在冷藏過(guò)程中極易發(fā)生氧化，產(chǎn)生大量羰基化合物，引起風(fēng)味劣變和活性降低。

3 食源性生物活性肽在食品中的應(yīng)用策略

3.1 微膠囊化技術(shù)提高穩(wěn)定性

微膠囊化技術(shù)是解決食源性生物活性肽在食品加工和貯藏過(guò)程中穩(wěn)定性下降這一難題的有效策略。具體而言，生產(chǎn)企業(yè)可以將pH敏感的魚肉低聚肽與殼聚糖、海藻酸鈉等復(fù)合，制備成微膠囊，利用微膠囊良好的包埋性和緩釋性，有效隔絕外界環(huán)境的影響。在微膠囊制備過(guò)程中，應(yīng)優(yōu)選兩親性或兩性離子型壁材，這類材料不僅具有良好的乳化性能，易于包埋疏水性肽分子，而且能夠通過(guò)靜電相互作用增強(qiáng)微膠囊的緊密性，提高其對(duì)胃腸道消化酶的耐受性。同時(shí)，微膠囊的壁材組成和比例應(yīng)根據(jù)肽的理化性質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化，如對(duì)于疏水性較強(qiáng)的乳鐵傳遞肽，可選用親水性殼聚糖與疏水性脂肪酸組成復(fù)合壁材，形成疏水微區(qū)以利于活性肽的包埋。對(duì)于對(duì)熱敏感的大豆低聚肽，微膠囊的制備應(yīng)避免高溫條件，可采用超聲霧化法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高溫均質(zhì)乳化，最大限度地降低熱損傷。此外，微膠囊化過(guò)程中還可加入抗氧化劑（如維生素C）、螯合劑等輔料，進(jìn)一步提高微膠囊對(duì)活性肽的保護(hù)效果。微膠囊化是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品特性合理篩選壁材組分、優(yōu)化制備工藝，提升食源性生物活性肽的加工適應(yīng)性和應(yīng)用穩(wěn)定性，促進(jìn)其在功能性食品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

3.2 分子修飾優(yōu)化成分兼容性

為解決食源性生物活性肽與食品基質(zhì)成分的相互作用問(wèn)題，可采用酶促交聯(lián)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分子修飾，優(yōu)化其在復(fù)合食品體系中的兼容性和穩(wěn)定性。具體而言，生產(chǎn)企業(yè)可利用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶選擇性地在活性肽分子表面引入賴氨酸殘基，增加其與蛋白質(zhì)等食品組分形成共價(jià)交聯(lián)的位點(diǎn)。以乳酸菌發(fā)酵蛋白為載體，通過(guò)酶促交聯(lián)與魚肉抗菌肽偶聯(lián)，可顯著提高后者在酸奶等發(fā)酵乳制品中的溶解性和均勻性，既可掩蓋肽的苦澀味，又能避免因結(jié)合乳蛋白而影響活性。同時(shí)還應(yīng)優(yōu)化酶促反應(yīng)條件，如通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)選最佳底物比例、溫度、pH值等因素，在保證修飾度的同時(shí)最大限度地保留活性肽的空間構(gòu)象。

對(duì)于易與礦物質(zhì)發(fā)生螯合的大豆低聚肽，可在其天冬氨酸和谷氨酸殘基上引入羧甲基化修飾，利用空間位阻效應(yīng)減弱靜電引力，抑制多肽-礦物質(zhì)復(fù)合物的形成。經(jīng)過(guò)表面修飾的大豆低聚肽可直接應(yīng)用于強(qiáng)化豆?jié){、豆奶粉等植物基飲料，在提升產(chǎn)品氨基酸評(píng)分的同時(shí)，還能有效緩解產(chǎn)品的泛金屬味，改善口感。此外，豌豆分離蛋白來(lái)源的降壓肽與芝麻油等食用油脂易發(fā)生疏水締合，導(dǎo)致乳液穩(wěn)定性差。針對(duì)這一問(wèn)題，可采用酶法在肽鏈?zhǔn)杷嬉胗H水性基團(tuán)（如磷酸基），增大其表面電荷，提高肽-油界面的空間排斥力，從而防止乳滴聚并，延長(zhǎng)復(fù)合油脂制品的貨架期。上述分子修飾策略操作簡(jiǎn)便、成本低廉，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，為食源性生物活性肽在功能性食品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供助力。

3.3 低溫加工與保鮮技術(shù)提升活性保留

食源性生物活性肽在食品加工與貯藏過(guò)程中極易發(fā)生降解失活，導(dǎo)致其生物學(xué)功能大打折扣。為最大限度地保留活性肽的功效，食品企業(yè)應(yīng)著力優(yōu)化生產(chǎn)工藝，促進(jìn)低溫加工與保鮮技術(shù)的應(yīng)用。

以發(fā)酵乳制品為例，傳統(tǒng)的高溫滅菌工藝雖可有效抑制有害菌生長(zhǎng)，但同時(shí)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品中的降血壓肽大量損失。為解決這一難題，企業(yè)可采用超高壓非熱殺菌技術(shù)取代巴氏殺菌，在常溫或低溫下對(duì)發(fā)酵乳進(jìn)行靜壓殺菌處理。超高壓處理不僅可使產(chǎn)品中的致病菌數(shù)量降低6個(gè)數(shù)量級(jí)以上，還能最大限度地保持乳源活性肽的結(jié)構(gòu)完整性，提升降血壓效果。在實(shí)際生產(chǎn)中，企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格控制超高壓處理的壓力強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，避免壓力過(guò)高導(dǎo)致乳蛋白變性，肽鍵斷裂加劇。

對(duì)于富含不飽和脂肪酸的魚肉基質(zhì)，低聚肽極易在貯藏過(guò)程中發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化，產(chǎn)生大量羰基化合物，引起苦味和活性降低。針對(duì)這一問(wèn)題，企業(yè)應(yīng)在魚糜加工初期混入茶多酚、迷迭香酸等天然抗氧化劑，通過(guò)阻斷自由基連鎖反應(yīng)，延緩脂質(zhì)氧化進(jìn)程。同時(shí)宜采用氣調(diào)保鮮技術(shù)，將魚糜冷凍貯藏于高氮?dú)猸h(huán)境，利用氮?dú)庵脫Q包裝內(nèi)空氣，隔絕氧氣，抑制脂肪酸酯鍵斷裂，使魚肉來(lái)源低聚肽的抗氧化活性高比例保留。此外，真空冷凍干燥技術(shù)在維持生物活性肽穩(wěn)定性方面也具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。與噴霧干燥等常規(guī)干燥方式相比，真空冷凍干燥溫度低、水分含量可控，能最大限度地避免肽鏈斷裂聚合和產(chǎn)品吸濕結(jié)塊，提高產(chǎn)品貯藏穩(wěn)定性。企業(yè)在選擇干燥工藝時(shí)，應(yīng)充分考慮生產(chǎn)成本、設(shè)備配置、目標(biāo)水分含量等因素，最大限度地保留生物活性肽的活性。

4 結(jié)語(yǔ)

本文概述了食源性生物活性肽的多方面生理功能及其在功能性食品開(kāi)發(fā)中的潛力，深入分析了其在實(shí)際應(yīng)用中面臨的挑戰(zhàn)，并提出了針對(duì)性的技術(shù)解決方案。未來(lái)，應(yīng)更進(jìn)一步探索新型保護(hù)機(jī)制和更高效的制備工藝，以促進(jìn)食源性生物活性肽產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，提供更加安全有效的天然來(lái)源的功能因子。

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