王溢,袁宏麗,陳棟梁
(武漢天天好生物制品有限公司,湖北省肽類物質工程技術研究中心,湖北武漢430090)
食源性多肽在特殊醫學食品中的應用前景
王溢,袁宏麗,陳棟梁
(武漢天天好生物制品有限公司,湖北省肽類物質工程技術研究中心,湖北武漢430090)
結合特殊醫學配方食品對蛋白源及營養功能的要求,對食物蛋白來源的活性肽在人體中的吸收特點、營養價值及生物學功能進行論述,為生物活性肽在特殊醫學配方食品中的進一步研究和應用提供參考。
食源性生物活性肽;生物學特性;特殊醫學配方食品
隨著西方醫學的發展,更多科學依據證實,營養對于疾病的康復具有一定的治療作用。因此,在預防醫學和臨床醫學的基礎上,圍繞著營養素、食物營養、平衡膳食、合理營養、慢性非傳染性疾病的營養預防及營養治療等方面的研究形成了一套醫學營養學,其中配方食品是進行這些研究的主要載體[1]。并且隨著國家衛生和計劃生育委員會制定的食品安全國家標準《特殊醫學用途配方食品通則》征求意見稿及《特殊醫學用途配方食品良好操作規范》的出臺,意味著我國食品行業自主開發的特殊醫學用途配方食品(Foods for Special Medical Purpose,FSMP)將會很快從研究階段走進市場。而食物蛋白來源的活性肽由于其良好吸收性及營養價值,賦予了食品特有的品質和風味的同時還具有一定的生物學功能,因此它在FSMP的開發中具有廣泛的應用前景。基于此,本文結合FSMP的蛋白源及功能要求,對食物蛋白來源活性肽的吸收特點、營養價值及生物學功能進行了論述,為生物活性肽在FSMP中的進一步研究和應用提供參考。
生物活性肽(Bioactive Peptides,BAP)是一類相對分子質量小于6 000 u且對生物機體的生命活動有益或是具有生理作用的肽類化合物[2]。其分子結構復雜程度不一,是介于氨基酸與蛋白質之間的分子聚合物,小至由兩個氨基酸組成,大至由數十個氨基酸通過肽鍵連接而成[3]。隨著對生物活性肽的作用機制、生理效果以及制備方法的研究深入,已經有大量具有生物活性的肽通過對食物蛋白適當酶解或加工獲得和辨認出來[4]。按其原料可劃分為:動物源活性肽和植物源活性肽。動物源活性肽細分為:乳蛋白生物活性肽、魚類肽、膠原肽、畜產肽、蛋清肽、絲蛋白肽等[5]。植物源活性肽又可細分為:大豆肽、玉米肽、豌豆肽、谷朊肽、小麥肽、核桃肽、花生肽等[6]。而食源性活性肽因其易消化吸收、有促進免疫、激素調節、抗菌、抗衰老、降血壓、降血脂等作用逐漸被產業化用于食品、保健品、化妝品、飼料及植物營養劑等行業;同時,國家衛生和計劃生育委員會發布的《特殊醫學用途配方食品通則》征求意見稿中也已經明確可以將食源性的蛋白水解物(肽類)作為FSMP中蛋白質(氨基酸)組件的來源;因此,其廣闊的誘人前景已經越來越受到科學家們及行業相關研究者們的關注。
2.1 肽在人體的營養吸收及安全性優于蛋白質
蛋白質是人體所需的八大營養素之一,同樣也是特殊醫用配方食品中重要的營養源。過去人們一直認為人體吸收的蛋白質主要是以氨基酸的形式吸收的,近些年人們發現并不像傳統認為的那樣只能以氨基酸的形式吸收,而是能以小分子肽的形式直接吸收[7]。目前亦已證實,機體對寡肽和游離氨基酸有不同的吸收體系。肽的滲透壓小于氨基酸,且在腸道細胞中存在許多獨立的肽酶反應,故機體對寡肽的吸收和代謝速度可能快于游離氨基酸。肽在腸道內有多種吸收途徑,部分寡肽在小腸吸收后,可被胞漿肽酶水解為氨基酸并經載體導入細胞間質及血液循環;而一部分寡肽在吸收后可直接進入血液循環而在體內產生生物學效應[8-9]。而且短肽的低抗原性使得食后不會引起過敏反應;同時,短肽的滲透壓比氨基酸低,食后也不會引起痢疾等不良反應[10]。因此,各種動、植物蛋白多肽組件的配合比蛋白及氨基酸組合更具營養全面性和吸收安全性。從而能夠更好的滿足進食受限、消化吸收障礙及術后人員等人群的每日蛋白來源的營養需要。
2.2 肽的性質特點利于工業生產的劑型選擇
蛋白經酶水解常能提高蛋白質的一些特性,這主要是由于從分子結構上產生了具有較低結構級數(二級或一級)的多肽,另一方面提高了蛋白質在等電點附近的溶解度,這些賦予了多肽比蛋白質更優的功能特性。例如,一些酪蛋白多肽段α-S1-CN(1-23)、β-CN(193-209)和β-CN(1-25),它們在食品中具有表面活性劑的作用,有很好的穩定性和乳化能力,從而改善了酪蛋白的功能性質[11]。姜莉,徐懷德[12]等利用酶法水解制備核桃多肽,將其與核桃蛋白對比發現,核桃蛋白在低濃度時,它的黏度不高,但超過5%時,黏度較高;而核桃肽濃度在33%時還有很好的流動性,它具有高濃度低黏度的特性,并且它的黏性不太受熱處理的影響,在熱處理時不產生凝膠,比起蛋白質的特性,在生產上不會受到太多限制;同時,與核桃蛋白相比,核桃多肽在乳化性、起泡性、吸油性等方面都更加優良。正是由于多肽的這些特點,使它不管是在固體飲料(粉劑)、液態飲料以及流體等食物劑型上,還是在與其它營養元素等原料的配伍工藝中,均比大分子蛋白質擁有更廣泛的使用前景,從而使得它在FSMP的劑型及工藝配伍選擇上擁有更靈活的自由度。
2.3 肽具有特殊的生理功能調節作用
在營養和貯藏蛋白的多肽鏈中可能廣泛存在著不同的功能區,選擇適當的蛋白酶就可以將其釋放出來發揮其功能特性[13]。而這些功能特性的片段在人體可以起到特殊生理調節作用。例如,來自乳蛋白的C12肽Phe-Phe-Val-Ala-Pro-Phe-Pro-Glu-Val-Pro-Gly-Lys和C7肽Ala-Val-Pro-Tyr-Pro-Gln-Arg,以及來自植物分子量小于1 000 u的大豆肽、玉米肽等均具有抗高血壓作用[10]。αs和β牛乳酪蛋白經酶解后產生的酪蛋白磷酸肽,在體內能夠抵抗腸道中的分解作用,與鈣形成可溶性的復合物,阻止鈣磷酸鹽的沉淀,從而加強腸道對鈣的吸收和鈣在體內的保持[14]。Cornelia Liepke等用胃蛋白酶在模擬嬰兒消化道的酸性環境下對人乳進行酶解,獲得了相當于人乳κ-酪蛋白的63-117位氨基酸殘基的肽,能夠抑制革蘭氏陰性、革蘭氏陽性和酵母菌的生長[15],具有抗菌作用。大豆蛋白的胰蛋白酶酶解物中的六肽His-Cys-Gln-Arg-Pro-Arg和大米白蛋白酶解物中的八肽Gly-Tyr-Pro-Met-Tyr-Pro-Leu-Arg具有刺激巨噬細胞吞噬功能的能力,從而達到免疫調節作用[16]。這些功能活性的多肽片段將會隨著研究的深入不斷的被人們所挖掘,而這些功能活性所起到的生物學效應能夠很好的幫助病人起到康復作用。肽的這個特點使它將會成為FSMP原料中的“寵兒”,它將會在FSMP的開發中得到廣泛的應用。
早在20世紀80~90年代,FSMP就在國外廣泛應用在臨床上,在歐美、日本等發達國家成為臨床治療中不可或缺的產品,并相繼制定了FSMP的標準和相關配套管理措施。而隨著我國人民物質生活水平的不斷提高及老齡化的來臨,在健康生態系統中,人們由疾病到來時采取治療手段而逐漸轉移至治未病。同時患者也意識到,經過科學論證的營養配方與藥品共同輔助疾病治療,能加快人體機能的恢復。在這一理念逐漸在醫療體系中扮演越來越重要角色的背景下,我國《特殊醫學用途配方食品通則》征求意見稿及《特殊醫學用途配方食品良好操作規范》相繼出臺,并將FSMP分為全營養特殊醫學用途配方食品、特定全營養特殊醫學用途配方食品和非全營養特殊醫學用途配方食品三類,其中明確規定食源性的蛋白水解物(肽類)可以作為FSMP中蛋白質(氨基酸)組件的來源。
而食源性肽類因其良好的吸收性、低抗原性、低滲透壓以及特定的功能調節性,使其在FSMP中將擁有廣闊的應用前景。另外,與蛋白質相比,食源性肽類擁有很好的乳化性、起泡性、吸油性、低黏度等優點,使它在食品工業的工藝生產中具有更好的穩定性,從而更好的促進了食源性多肽原料在FSMP工業中的應用。
但目前,食源性多肽在食品工業中大部分均是以酶解法制備的分子量大小不一的多肽混合物,其具體的功能片段在人體中參與代謝及疾病調節的機制是怎樣的?如何將某種功能片段結合到醫學食品中去而對某些患者有所裨益?以及如何在食品工業中做到功能片段的提純及限量?這些都是需要科學研究人員及食品行業研發人員共同努力去進行進一步探索與研究的。
[1]張愛珍.醫學營養學[M].北京:人民衛生出版社,2009:1-2
[2]楊闖.生物活性肽在營養保健中的應用[J].食品科學,2003,24(11):153
[3]崔鳳霞.海參膠原蛋白生化性質及膠原肽活性研究[D].中國海洋大學,2007
[4] 曾曉波,王海英.食物中的活性肽[J].食品工業科技,2004,25(4):151-154
[5]董文濱,楊兆艷,胡獻麗,等.動物蛋白生物活性肽的研究進展[J].食品研究與開發,2004,25(5):66-67
[6]左偉勇,孟婷,陳偉華.植物蛋白源活性肽研究進展[J].飼料博覽:技術版,2007(1):22-23
[7]陳錦瑤,張立實.生物活性肽的安全性評價研究進展[J].毒理學雜志,2013,27(2):143-144
[8]李勇,蔡木易.肽營養學[M].北京:北京大學醫學出版社,2007:1-30
[9]Moller NP,Scholz-Ahrens KE,Roos N,et al.Bioactive peptides and proteins from foods:indication for health effects[J].Eur JNutr,2008, 47(4):171-182
[10]石崗.生物活性肽在功能食品中的應用(一)[J].食品科技:營養研究版,2002(6):76-77
[11]杜林,李亞娜.生物活性肽的功能與制備研究進展[J].中國食物與營養,2005(8):18
[12]姜莉,徐懷德,陳金海.核桃多肽功能特性的研究[J].食品科技, 2013,38(1):228-231
[13]蘇秀蘭.生物活性肽的研究進展[J].內蒙古醫學院學報,2006,28 (5):471
[14]Tirelli A,De Noni,Resmili P.Bioactive peptides inmilk products[J].Ital JFood Sci,1997(2):91-98
[15]Cornelia Liepke.Purifiction of novel peptide antibiotics from human milk[J].Journal of Chromatography B,2001,752:369-377
[16]王梅,沈輝.食物蛋白酶解物中的生物活性肽[J].氨基酸和食物資源,1997,19(1):40-43
The Application Prospect of Food borne Bioactive Peptides to Foods for Special Medical Purpose
WANG Yi,YUAN Hong-li,CHEN Dong-liang
(Wuhan Tallyho Biological Products Co.,LTD.,Hubei Peptide Material Engineering Technology Research Center,Wuhan 430090,Hubei,China)
The absorption characteristics,nutritive value and biological function of bioactive peptide from food proteins were discussed,combining with the requirements of special medicine formula food to protein source and nutritional function.It provides refer for further study and application of bioactive peptide in special medicine formula food.
food borne bioactive peptides;biological features;foods for special medical purpose
10.3969/j.issn.1005-6521.2015.06.036
2014-01-08
王溢(1986—),男(漢),碩士,研究方向:食品原料開發與應用。