食源性生物活性肽的功能及其在食品中的應用策略

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，并分析其在食品應用中的挑戰及應對策略。通過綜述現有研究，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，但在加工過程中容易出現穩定性下降、成分間相互作用等問題，故提出微膠囊化、分子修飾及低溫加工技術等對策，以供參考。

關鍵詞：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水解產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發中具有廣闊的應用前景。近年來，隨著人們對健康飲食的日益重視以及現代生物技術的快速發展，食源性生物活性肽已成為食品科學領域的研究熱點。我國相繼出臺了《“健康中國2030”規劃綱要》等政策文件，為生物活性肽的開發利用指明了方向[1]。本文在總結食源性生物活性肽的定義與特征的基礎上，重點闡述了其多方面的生理功能，分析了其在食品中應用所面臨的挑戰，并提出了相應的策略，以期為功能性食品的研發提供參考。

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源于食物蛋白質，經酶解或發酵等方式產生的具有特定生理功能的小分子肽。這些肽通常由2～20個氨基酸殘基組成，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個氨基酸殘基組成，分子量約為

80 kDa。其經胃蛋白酶水解后可產生多種具有生物活性的肽段。大豆低聚肽是大豆蛋白經木瓜蛋白酶等水解后得到的混合肽制品，主要由2～6個氨基酸殘基構成。食源性生物活性肽具有耐受胃腸道消化酶和pH值變化的穩定性，能夠被機體吸收利用[2]。此外，許多生物活性肽表現出兩親性分子結構特征，既含有親水性側鏈，又含有疏水性區域，這種結構特點使其易于透過細胞膜與特定受體結合，從而發揮生物學效應。

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，可通過不同的作用機制發揮其生物學效應。其中，抗氧化活性是食源性生物活性肽的一個重要功能。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清除自由基、螯合金屬離子等方式抑制脂質過氧化，延緩脂肪氧化引起的食品變質。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物中分離得到的一些低分子肽能夠抑制血管緊張素轉化酶（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節、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巨噬細胞和淋巴細胞的增殖，提高機體的免疫功能。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用挑戰

2.1 生物活性穩定性下降問題

食源性生物活性肽在食品工業中的應用前景廣闊，但仍面臨著諸多挑戰，其中生物活性穩定性下降是一個亟待解決的問題。許多生物活性肽在食品加工和貯藏過程中容易發生降解，導致其活性顯著下降。以乳鐵傳遞肽為例，這種活性肽對高溫極其敏感，在超高溫瞬時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程中也會發生嚴重的氧化交聯反應，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值的變化也會影響食源性生物活性肽的穩定性。例如，魚肉低聚肽在酸性條件下極易水解，在堿性環境中又易發生消旋化，導致活性降低[4]?？傊?，如何在食品加工及貯藏過程中最大限度地保持食源性生物活性肽的穩定性，是目前急需攻克的一個技術難題。

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中易與其他成分發生相互作用也是一個亟待解決的技術難題。生物活性肽與食品中的其他組分（如蛋白質、多糖、礦物質等）可能會通過非共價鍵作用形成復合物，從而影響其生物利用度。例如，酪蛋白磷酸肽與可可多酚會發生靜電相互作用，導致肽的溶解性下降，進而影響其抗氧化活性的發揮。類似地，大豆低聚肽與植酸形成的復合物也會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氫鍵作用可能會加速后者的降解，影響食品保質期。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，其抗菌活性也會大幅下降[1]。

2.3 加工與儲存中的功能損失

在食品加工和貯藏過程中，食源性生物活性肽的功能損失也是一個亟待解決的問題。許多食品加工技術（如高溫滅菌、均質、超高壓等）雖然能夠有效地保證食品的安全性和穩定性，但同時也可能導致生物活性肽發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，高溫滅菌會導致其中的賴氨酸與還原糖發生美拉德反應，生成麥芽酚類物質，從而大大削弱肽的ACE抑制活性。

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

3 食源性生物活性肽在食品中的應用策略

3.1 微膠囊化技術提高穩定性

微膠囊化技術是解決食源性生物活性肽在食品加工和貯藏過程中穩定性下降這一難題的有效策略。具體而言，生產企業可以將pH敏感的魚肉低聚肽與殼聚糖、海藻酸鈉等復合，制備成微膠囊，利用微膠囊良好的包埋性和緩釋性，有效隔絕外界環境的影響。在微膠囊制備過程中，應優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，而且能夠通過靜電相互作用增強微膠囊的緊密性，提高其對胃腸道消化酶的耐受性。同時，微膠囊的壁材組成和比例應根據肽的理化性質進行優化，如對于疏水性較強的乳鐵傳遞肽，可選用親水性殼聚糖與疏水性脂肪酸組成復合壁材，形成疏水微區以利于活性肽的包埋。對于對熱敏感的大豆低聚肽，微膠囊的制備應避免高溫條件，可采用超聲霧化法代替傳統的高溫均質乳化，最大限度地降低熱損傷。此外，微膠囊化過程中還可加入抗氧化劑（如維生素C）、螯合劑等輔料，進一步提高微膠囊對活性肽的保護效果。微膠囊化是一項系統工程，生產企業應根據產品特性合理篩選壁材組分、優化制備工藝，提升食源性生物活性肽的加工適應性和應用穩定性，促進其在功能性食品領域的廣泛應用。

3.2 分子修飾優化成分兼容性

為解決食源性生物活性肽與食品基質成分的相互作用問題，可采用酶促交聯技術對其進行分子修飾，優化其在復合食品體系中的兼容性和穩定性。具體而言，生產企業可利用轉谷氨酰胺酶選擇性地在活性肽分子表面引入賴氨酸殘基，增加其與蛋白質等食品組分形成共價交聯的位點。以乳酸菌發酵蛋白為載體，通過酶促交聯與魚肉抗菌肽偶聯，可顯著提高后者在酸奶等發酵乳制品中的溶解性和均勻性，既可掩蓋肽的苦澀味，又能避免因結合乳蛋白而影響活性。同時還應優化酶促反應條件，如通過響應面法優選最佳底物比例、溫度、pH值等因素，在保證修飾度的同時最大限度地保留活性肽的空間構象。

對于易與礦物質發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，利用空間位阻效應減弱靜電引力，抑制多肽-礦物質復合物的形成。經過表面修飾的大豆低聚肽可直接應用于強化豆漿、豆奶粉等植物基飲料，在提升產品氨基酸評分的同時，還能有效緩解產品的泛金屬味，改善口感。此外，豌豆分離蛋白來源的降壓肽與芝麻油等食用油脂易發生疏水締合，導致乳液穩定性差。針對這一問題，可采用酶法在肽鏈疏水面引入親水性基團（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，延長復合油脂制品的貨架期。上述分子修飾策略操作簡便、成本低廉，可實現工業化規模生產，為食源性生物活性肽在功能性食品領域的廣泛應用提供助力。

3.3 低溫加工與保鮮技術提升活性保留

食源性生物活性肽在食品加工與貯藏過程中極易發生降解失活，導致其生物學功能大打折扣。為最大限度地保留活性肽的功效，食品企業應著力優化生產工藝，促進低溫加工與保鮮技術的應用。

以發酵乳制品為例，傳統的高溫滅菌工藝雖可有效抑制有害菌生長，但同時會導致產品中的降血壓肽大量損失。為解決這一難題，企業可采用超高壓非熱殺菌技術取代巴氏殺菌，在常溫或低溫下對發酵乳進行靜壓殺菌處理。超高壓處理不僅可使產品中的致病菌數量降低6個數量級以上，還能最大限度地保持乳源活性肽的結構完整性，提升降血壓效果。在實際生產中，企業應嚴格控制超高壓處理的壓力強度和持續時間，避免壓力過高導致乳蛋白變性，肽鍵斷裂加劇。

對于富含不飽和脂肪酸的魚肉基質，低聚肽極易在貯藏過程中發生脂質過氧化，產生大量羰基化合物，引起苦味和活性降低。針對這一問題，企業應在魚糜加工初期混入茶多酚、迷迭香酸等天然抗氧化劑，通過阻斷自由基連鎖反應，延緩脂質氧化進程。同時宜采用氣調保鮮技術，將魚糜冷凍貯藏于高氮氣環境，利用氮氣置換包裝內空氣，隔絕氧氣，抑制脂肪酸酯鍵斷裂，使魚肉來源低聚肽的抗氧化活性高比例保留。此外，真空冷凍干燥技術在維持生物活性肽穩定性方面也具有獨特優勢。與噴霧干燥等常規干燥方式相比，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品吸濕結塊，提高產品貯藏穩定性。企業在選擇干燥工藝時，應充分考慮生產成本、設備配置、目標水分含量等因素，最大限度地保留生物活性肽的活性。

4 結語

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發中的潛力，深入分析了其在實際應用中面臨的挑戰，并提出了針對性的技術解決方案。未來，應更進一步探索新型保護機制和更高效的制備工藝，以促進食源性生物活性肽產業的持續發展，提供更加安全有效的天然來源的功能因子。

參考文獻

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