生物活性肽(Bioactive Peptides,BAP)是對(duì)生物機(jī)體的生命活動(dòng)有益或是具有生理作用的肽類化合物,具有多種人體代謝和生理調(diào)節(jié)功能,是當(dāng)前國(guó)際食品界最熱門的研究課題和極具發(fā)展前景的功能因子之一。
現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究發(fā)現(xiàn):人類攝食蛋白質(zhì)經(jīng)消化道的酶作用后,大多是以低肽形式消化吸收的,以游離氨基酸形式吸收的比例很小。進(jìn)一步的試驗(yàn)又揭示了肽比游離氨基酸消化更快、吸收更多,表明肽的生物效價(jià)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比游離氨基酸更高。這也正是活性肽的無(wú)窮魅力所在。
生物活性肽是對(duì)生物機(jī)體的生命活動(dòng)有益或是具有生理作用的肽類化合物,是一類具有多種生物學(xué)功能的多肽。其分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不一,介于氨基酸與蛋白質(zhì)之間,小至由兩個(gè)氨基酸組成,大至由數(shù)十個(gè)氨基酸通過(guò)肽鍵連接而成,而且這些多肽可通過(guò)磷酸化、糖基化或?;恍揎棥?/span>
生物活性肽有多種多樣的生理功能,這些功能是原蛋白質(zhì)或組成氨基酸所不具備的,且許多活性肽的組成氨基酸并不一定是必需氨基酸,這就為利用蛋白質(zhì)資源,特別是那些原本認(rèn)為生物效價(jià)不高的蛋白質(zhì)資源利用提供了新的機(jī)遇。生物活性肽是當(dāng)前國(guó)際食品界最熱門的研究課題和極具發(fā)展前景的功能因子之一,如在日本應(yīng)用廣泛的促進(jìn)鈣吸收的CCP(鈣吸收促進(jìn)劑),在歐美風(fēng)靡一時(shí)的促進(jìn)生長(zhǎng)的HGH(生長(zhǎng)激素)等。
功能多樣的活性肽
生物活性肽的分類可按保健功能來(lái)劃分,有生理活性肽、食品感官肽等多種。以下是常見的幾種生物活性肽。
生理活性肽
抗菌肽 又稱抗微生物肽,廣泛分布于自然界,在原核生物和真核生物中都存在。如植物、微生物、昆蟲和脊椎動(dòng)物在微生物感染時(shí)迅速合成而得,也可采用基因克隆技術(shù)生產(chǎn)。
神經(jīng)活性肽 神經(jīng)活性肽主要存在于牛乳、鮪魚、大豆及其他豆類等許多食品蛋白質(zhì)的水解物中,能夠調(diào)節(jié)神經(jīng)的信息傳遞。
免疫活性肽 免疫活性肽是繼從牛乳提取物中發(fā)現(xiàn)阿片樣肽后第2片肽類,內(nèi)啡肽、腦啡肽、強(qiáng)啡肽等,對(duì)免疫系統(tǒng)有重要的調(diào)節(jié)作用。
抗氧化肽 抗氧化肽不僅具有清除體內(nèi)自由基的功能,而且對(duì)紫外線引起的線粒體損傷和自由基誘導(dǎo)的脂質(zhì)過(guò)氧化具有明顯的保護(hù)作用。此外,抗氧化肽的作用機(jī)理還包括給抗氧化酶提供氫、螯合金屬離子等。肌肽是存在于動(dòng)物肌肉中的一種天然二肽,能抑制體外由鐵、血紅素、脂氧合酶和單線態(tài)氧催化的脂肪氧化,也能抑制蒸煮肉在冷藏時(shí)的氧化酸敗。
食品感官肽
呈味肽 呈味肽包括甜味肽、酸味肽、咸味肽和苦味肽等,這些肽類添加到食品中能夠明顯改變食品原有的口感。同時(shí)這些肽類如咸味肽,由于可作為無(wú)鈉調(diào)味劑,能為糖尿病患者和高血壓患者所利用,所以可作為保健食品的基料。
表面活性肽 從酪蛋白、乳清蛋白、大豆蛋白和面筋蛋白水解物中獲得的多肽,如酪蛋白多肽段,在食品中具有表面活性劑的作用,有很好的穩(wěn)定性和乳化能力,從而改善了酪蛋白的功能性質(zhì)。此外,表面活性肽還可以對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行適度水解,提高其起泡性。
營(yíng)養(yǎng)肽 針對(duì)營(yíng)養(yǎng)不良或消化吸收有問(wèn)題的病人,配方食品中的多肽或蛋白質(zhì)水解物已經(jīng)逐漸取代氨基酸作為氮源使用,并且已經(jīng)證明二肽或三肽的消化吸收率較氨基酸高。因此乳制品中的肽成分既是營(yíng)養(yǎng)品,又是生理活性物質(zhì)。
提取方法有區(qū)別
生物活性肽的制備方法可分為直接提取法、人工合成法和蛋白質(zhì)降解法三種。
直接提取法就是利用各種分離純化技術(shù), 直接從自然界生物體中提取出各種生物活性肽。由于這些生物活性肽是生物體本身所含有的,并且在生物體中含量很低,如果要把這些活性肽從生物體中分離出來(lái)獲得較高純度的產(chǎn)物,成本很高。
人工合成生物活性肽的途徑主要有三條:化學(xué)合成法、酶合成法和重組DNA技術(shù)?;瘜W(xué)合成途徑主要是固相合成法和液相合成法,缺點(diǎn)較多。酶合成法相對(duì)有很多優(yōu)點(diǎn),如反應(yīng)溫和,但反應(yīng)副產(chǎn)物多,產(chǎn)率過(guò)低。而使用DNA重組技術(shù)只能合成大分子肽類和蛋白質(zhì),對(duì)人類主要需求的具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的小肽,這種方法也不適用。
蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的活性肽主要是以化學(xué)法和酶法水解而來(lái)?;瘜W(xué)法以酸或堿斷開蛋白質(zhì)肽鍵,由于反應(yīng)環(huán)境較極端,不利于活性的保持。酶法水解蛋白質(zhì)生產(chǎn)的活性肽安全性高、無(wú)副作用,能在溫和的條件下進(jìn)行定位水解分裂,產(chǎn)生特定的肽,且水解過(guò)程易于控制。酶法生產(chǎn)活性肽工藝一般流程為:選擇原料蛋白——預(yù)處理——酶解——分離——精制——成品。
我國(guó)活性肽市場(chǎng)前景廣闊
我國(guó)生物活性肽研究開發(fā)起步晚,目前處于起步階段。從事活性肽的研究單位也多從醫(yī)藥角度出發(fā),研究力量及投入較少,限制了活性肽藥食兩用功能的發(fā)揮,市場(chǎng)上國(guó)產(chǎn)的活性肽藥品和食品寥寥無(wú)幾。但近幾年研究逐步活躍起來(lái),報(bào)道漸多,前景看好。
當(dāng)前生物活性肽研究開發(fā)的方向是:新型活性肽的發(fā)現(xiàn),特別是許多非食用生物資源中天然活性肽發(fā)現(xiàn)與結(jié)構(gòu)分析、活性研究等;蛋白質(zhì)制備活性肽的定向酶解技術(shù)開發(fā),包括高效、專一性強(qiáng)的產(chǎn)酶菌種選育、復(fù)合酶系共同作用機(jī)理、機(jī)制研究,酶解工藝技術(shù)改進(jìn)等;脫苦微生物的分離、純化和機(jī)理研究等;功能性肽的分離、分析技術(shù)的開發(fā),包括新型高效分離設(shè)備和分離工藝,靈敏度高、簡(jiǎn)單易行的目標(biāo)肽活性分析檢測(cè)體系和分析技術(shù);肽的功能性生物學(xué)評(píng)價(jià)研究;生物活性肽醫(yī)藥品和功能食品開發(fā);研究參與調(diào)節(jié)生物活性肽吸收的因素研究;生物活性肽低成本、高純度、大批量生產(chǎn)的工程化研究;生物工程技術(shù)在活性肽制備方面的應(yīng)用研究,如蛋白質(zhì)工程、酶工程、基因工程、細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)等。