摘要:乳与乳制品中富含优质蛋白质等人体生长发育所必需的多种营养素,深受世界各国人民的青睐。在人们日常饮食中占有很大的比重。研究表明,乳与乳制品中的生物活性肽在维持人体生命健康和生长发育方面,发挥着重要的作用。近年来,有关乳与乳制品中的生物活性肽的功能和安全性研究,已成为国内外研究的热点之一,现已取得了重大进展。本文对近年来国内外有关乳中生物活性肽的功能和安全性研究进展进行了综述,旨在为进一步正确认识、开发和应用乳中生物活性肽,提供参考。
关键词:乳;生物活性肽;功能;安全性
中图分类号:文献标志码:文章编号:
乳是哺乳动物新生儿的主要营养来源。除了基本的营养素,乳中还提供一系列功能性化合物,包括生物活性蛋白质和肽。在消化道(GIT)消化后,乳蛋白被分解成由游离氨基酸和多肽组成的较小组分,可用作体内各种蛋白质的构建模块[1]。在过去的几十年中,在体外已经表明称为生物活性肽(BAP)的特定蛋白质片段可以有利地调节某些与健康相关的生物标志物。乳蛋白降解释放具有一系列生物效应的肽片段,所述生物学效应可能不同于亲本蛋白的那些。然而,关于BAP在人体内的稳定性和生物利用度,仅进行了有限的研究[2]。在某些情况下,这可能与在相对复杂的生理液体中检测肽,尤其是短肽相关的分析限制有关。另外,由于BAP天然存在于体内,特别是在消化液[3],血清和不同的组织[4]中处于相对较低的水平(<10 ppm),在某些情况下可能难以证明特定BAP序列对目标生物活性的贡献。并且很多单一肽的生物活性反应可能被来源于饮食的其他组分的存在所掩盖[5]。乳及乳制品中生物活性肽的功能性应用及其安全性的研究仍在不断的探索当中,本文就乳及乳制品中生物活性肽的功能、应用现状及其安全性进行综述。
乳中生物活性肽的概述及其来源
生物活性肽(Bioactive Peptides,BAP)是对生物机体的生命活动有益或是具有生理作用的肽类化合物,是一类相对分子质量小于6000Da,具有多种生物学功能的多肽。乳来源的生物活性肽已被确定为健康促进功能性食品的潜在成分。这些生物活性肽针对与饮食相关的慢性疾病,特别是非传染性疾病,即肥胖症,心血管疾病和糖尿病等。当存在于母体蛋白质中时,乳蛋白质衍生的BAP不具有生物活性。它们可以通过不同方式释放,因此,乳蛋白衍生的BAP广泛的天然存在于含有乳品成分的乳制品和食品中。生物活性肽可以通过涉及乳分泌,乳储存,乳加工和由于本地酶的酶水解,消化酶和来自发酵剂和非发酵剂培养物的微生物酶的乳消化的不同途径从乳蛋白中产生。有趣的是,大多数时候,生物活性的多种多样性是通过生物活性蛋白的组合或通过胃肠释放来自较大蛋白的生物活性肽来实现的。值得注意的是,一些功能并不直接归因于亲本蛋白质,而仅仅归因于生物活性片段肽。而且,乳还提供了足够的营养来促进生长。生物活性的大量变化是通过生物活性蛋白本身的组合和胃肠释放由其衍生的生物活性肽来实现的。在哺乳动物消化期间,乳蛋白被胃肠道(GIT)中的各种蛋白酶和肽酶切割,导致游离氨基酸和肽的产生[6]。体外研究显示,特定的肽片段也被称为生物活性肽(BAPs),可以正向影响与炎症,高血压,糖尿病和骨质疏松等相关的标志物[7-10]。这些BAP可能在人类胃肠道(GI)消化牛奶蛋白时释放[11]。几个研究报道,牛奶蛋白衍生的BAP也可能在人体内发挥有益的作用[12-15]。
乳中生物活性肽的功能研究进展
通过不同机制从乳中生成的生物活性多肽,其作为功能成分的功能和应用已被证实对消费者健康有影响。乳蛋白质是目前一系列具有特殊意义的生物活性肽的主要来源,因为它们也可以影响生物体中的许多生理反应。以下就展开介绍一下乳中生物活性肽功能的研究进展。
免疫球蛋白的糖肽,激素和肽片段通常被认为是调节细胞介导的和体液免疫功能的免疫调节肽。ATTICA研究(18个月,3042名受试者)表明,健康成年人中低级炎症的减少与乳制品的摄入量相关[16]。 由7名健康受试者摄取CPP(290mg的β-酪蛋白f(1-28)和αs2-酪蛋白f(1-32)的混合物),配制成蛋糕。观察到免疫刺激作用,与对照组相比具有较高的粪便IgA水平[17]。后来,从牛β-酪蛋白中报道了几种其他的肽,它们负责人类的吞噬作用,并在体内抑制小鼠肺炎克雷伯氏菌感染[18]。最近许多细胞化学研究表明,源自酪蛋白和乳清蛋白的免疫调节生物活性肽与人淋巴细胞的刺激和增殖,巨噬细胞吞噬活性,抗体合成和细胞因子调节有关[19],其中来自κ-酪蛋白和α-乳白蛋白的一些其它肽用于人免疫缺陷病毒感染的免疫治疗[20],并且有研究表明由酪蛋白产生的细胞调节肽可以通过刺激免疫感受态细胞的活性来抑制癌细胞生长[21]。酪蛋白大分子肽(CMP)可以促进抑制肠道感染的双歧杆菌或乳酸杆菌的生长[22]。在这方面最好研究的蛋白质之一是乳清蛋白LF及其裂解产物乳铁蛋白(LFC)[23,24]。 这种铁结合蛋白在人初乳和母乳中含量丰富,在新生儿免疫系统的发育中起主要作用。来自牛乳的LF(β-LF)已被批准作为膳食补充剂,并通过不明确的机制在动物和人体研究中显示出免疫调节功能。并且目前已经揭示糖巨肽(GMP)及其衍生物是必需的免疫调节功能,包括对IgG抗体产生的免疫抑制作用[25]。
生物活性肽的最佳研究和体内证实的作用是其降血压功能[26-29]。几项关于人参与干预研究的荟萃分析表明,乳三萜类化合物对降血压能力有一定的影响[29]。这些肽的降血压作用不仅取决于它们对消化酶的抗性及其随后的吸收[28],还取决于它们是否通过血浆蛋白酶切割后保存活性。另外,ACE降解具有血管扩张性的缓激肽。因此,ACE抑制剂降低高血压并被认为可预防心血管疾病。酪蛋白衍生的ACE抑制肽首先在来自牛αs1-酪蛋白的胰蛋白酶水解产物中发现[30]。对大鼠施用,但与体外研究相比需要更大的量[31]。这可能表明这些肽很容易在体内代谢,因为其他ACE抑制肽的体外和体内研究之间存在分歧[32,33]。研究人员通过大量的体外试验,并结合文献发现了相互矛盾的结果,使得难以总结乳蛋白衍生的BAP作为抗高血压剂的作用。
已经报道来自乳的抗菌生物活性肽能够抑制许多革兰氏阳性和革兰氏阴性病原体,并控制许多微生物感染。以类似的方式,凝乳酶消化的酪蛋白释放对葡萄球菌,枯草芽孢杆菌,化脓性链球菌[34]具有抗微生物活性的杀病菌素肽。研究人员已经从牛凝乳酶,as2-CN牛的胰蛋白酶消化物,即对金黄色葡萄球菌,酿脓链球菌和单核细胞增生李斯特菌具有很强的保护作用的Isracidine[34]中识别出新的抗菌肽。糖肽-大分子肽(GMP)和酪蛋白大分子肽(CMP)是由凝乳酶特异性切割酪蛋白后形成的[35]。乳铁蛋白及其衍生物显示体外抗各种病原体的抗菌活性及抗病毒活性[36]。来自乳铁蛋白的肽也显示在体内具有广泛的抗微生物和抗炎活性,特别是人LF f(1-11)[37]。该肽也已经在人体中评估了安全性。据报道,健康人和造血干细胞移植患者在5天内静脉注射5000μg高剂量[38]是安全的(对各种健康标志物或细胞毒性无不良影响)。但其药代动力学尚不清楚, 这归因于分析上的局限性,因为使用非常低的剂量(≤5000μg)[39],血浆中的肽不可能被检测到。