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摘要:食源性的肽一般是来源于动物性的食物或者植物性的食物,它是以食用蛋白作为基础原料,通过酶的分解反应、分离纯化等步驟制成的新型蛋白水解产品。金属离子螯合肽(MIP)是由肽与金属离子螯合反应构成的环状化合物。它具备很多特别的生物学活性。利用肽的吸收功能,可增进金属离子在人体内的吸收速度。本文简明扼要的综述了这两种肽类的出产方式及其生物活性的研究近况,以期为相关研究人员供给参考。
关键词:食源性肽;金属离子螯合肽;生产方法;生物活性;应用前景
食源性肽是通过酶的分解反应、分离纯化等步骤对食用蛋白进行加工从而得到的一种肽类产品。依据它的原料,可以把食源性肽分为两种类型,一种是动物的蛋白质肽,另一种是植物的蛋白质肽。就目前来看,奶制品、豆制品是研究最为广泛的。食源性肽具有多种生物活性,拥有调治生理上的节律、加强机体防备功效、防备疾病、增进身体痊愈的作用。它是一种非常有发展前途的功能性产物,现在已经成为国内外卫生行业的热门之一。
金属离子螯合肽(MIP)是通过金属离子与肽的螯合反应构成的金属有机化合物。利用肽的吸收功能,可以提高金属离子在人体内的吸收效率,与无机金属离子相比也具有很大的优势。将人体必需微量元素与肽螯合值得的螯合物是一种新型的金属离子补充剂,因其能够被人体高效的吸收,所以得到了越来越多人的重视。除却这个特点外,有的本身具备有抵抗细菌活性或者抗氧化活性的不一样来源的肽类与有的金属离子螯合后,它自己本体的抗细菌活性及抗氧化活性都提高了一大步。因为金属离子螯合肽不但可以促进机体对金属离子的吸取,并且还拥有较高的抗细菌活性和抗氧化活性,因此它具备有很大的科学研究价值。
1.食源性肽生产方法
1.1.酶解法
食源性肽的酶促出产具备出产条件温和、水解容易操控、定位消化等长处,所以出产的肽类产品溶解性良好、热稳定性较强和即溶性较高。所以食源性肽的酶促生产是在食品衍生肽的生产中使用的较为常用的方法。近几年来,科研人员在选择蛋白酶的种类、酶解工艺的参数、酶解液的分离纯化和风味条件等方面开展了很多的科学研究。发现使用酶解法的时候,食源性肽生产的关键是蛋白酶的种类选择[1]。研究人员则主要是依据肽的构造特征来选择出产特定的蛋白酶种类。因而跨越了单一酶很难达到期望成果的难关。
1.2.分离提取法
依据现在的研究成果,已能从动物、植物和一些海洋生物体中提出来多种食源性的肽。从植物和动物中提取的食品衍生肽其具有高效、低毒、无污染等特色。自然活性肽的散布很是普遍,它们是药物挑选的自然资源宝库,在食品产业、制药产业、畜牧业和水产养殖业中具备很广的利用远景。但是,活体中自然活性肽的含量是十分少的,除了个别的药物肽以外,大多数用提取方式工艺生产的则还需要进一步改善[2]。
1.3.化学合成法
化学合成方式成长的比较早,科学研究比较深刻,技能相比较成熟。现在它已被广泛应用于生产高活性药理学,根据合成介质的不同可以分为两类,一类是液相合成另一类是固相合成。液相合成是一种比较传统的化学合成方法,可以有效地合成小分子量的肽片段[4]。固相合成比液相合成的长处在于固相支持物可以或许增进合成中肽链的牢固化、环化和纯化,而且轻易实现自动化,合适社会发展,提高效率[5]。但是这种方法使用的设备和试剂相对比较昂贵,这种条件要求限制了其在大规模生产中的应用。化学合成的缺点也比较多,这种方法直接合成的序列比较短、副产物多、所需时间长,就会导致产品的生产效率低、产品不纯、成本高,并且合成生产中的试剂毒性很大,会造成环境污染并且对身体健康不利。
2.金属离子螯合肽生产方法
金属离子螯合肽是金属离子与肽以定量的摩尔比连系而构成的具备环状布局的有机化合物[7]。质料配比、pH值、温度和时间是影响金属离子与肽螯合的主要因素。不一样的螯合工艺取得的螯合产物的螯合速度和物理化学性质也有不同。金属离子螯合肽的制备技术较成熟。平常的制备方式是经过酶解反应从某些自然动植物蛋白中取得蛋白质肽,然后选择必须的微量元素如Fe2+、Cu2+、Zn2+、Ca2+等,使其与蛋白质具备定量的质量比。在不一样的温度和pH条件下,肽在水浴中开始螯合反应,制备螯合产品。肽与金属离子的螯合率较高大于90%。除此之外,在获得螯合物后,通常通过萃取,透析或色谱法进行纯化。就目前而言,已有报道通过红外光谱和核磁共振对螯合反应过程进行初步研究[8]。此外,还有部分研究表明一些特定氨基酸序列或氨基酸在肽与金属离子的螯合中起重要作用。譬如,组氨酸也是一种可以影响螯合活性的氨基酸。并且它能够作用于某些小肽或特殊的氨基酸序列,小分子的肽和金属离子的螯合原理与氨基酸和金属离子的螯合原理比较相似,但是因为肽链上的羰基和亚氨基也可以参与金属离子的配位,因此螯合反应速率和产物稳定性高的是金属离子螯合肽的螯合[9]。综合上面的所有论述,对具有特定氨基酸序列的高螯合活性的肽,制备这种肽与金属离子的螯合物以及对检测螯合物结构的探索还需要继续努力。就其生物活性而言,主要有如下几个方面。二价金属元素钙、锌、铁、铜具有多种生理功能。如被称为人体中含量最丰富的常量元素钙占人体总重的 1.5%~2.2%。此外,钙对细胞内的代谢、骨骼生长、凝血、神经传导、肌肉收缩和心脏功能都有重要作用。钙还负责很多重要的生理功能如细胞增殖、激素应激反应和神经传导物质释放。锌是大多数酶的催化部位,在许多蛋白质、多肽、激素、细胞转录和生长因子中具有维持结构和生物活性的作用。铁主要参与血红蛋白输送氧气,它也是生产血红蛋白的重要底物,充足的铁是维持高水平血红蛋白所必需的。铜是重要的辅酶因子,但是它能产生活性氧诱导 DNA 链裂解和核苷酸碱基氧化。矿物元素缺乏会引起很多疾病。引起矿物元素缺乏的原因有很多,例如一些谷物中通常含有植酸成分,它能够与钙、铁、锌形成不溶性植酸盐,从而抑制矿物元素在胃肠道中吸收。另外,金属离子之间的相互作用也会降低他们的生物利用率。 3.金属离子螯合物具有的生物活性
3.1.螯合物的促进金属离子吸收活性
现在,很多科学数据证明金属离子螯合肽可以增进金属离子的接收。铁是血红蛋白的重要组成部分,它同样也是很多酶和免疫系统化合物的重要组成部分,当机体缺铁时则会导致人体贫血以及免疫能力下降等多种疾病。在生物体中,螯合铁的生物利用度远高于其无机状态,其主要原因是螯合物可以通过载体的形式使位于环状结构中心的铁离子顺利通过肠黏膜刷状缘,从而提高机体对铁的吸收率,运输速率和利用率。经过相关研究证实,铁离子螯合物会提高人体机体对铁的吸收率。另外,钙是机体骨骼生长发育的根基质料,它在人体的体内也具备十分重要的生理功能[10]。当机体缺乏钙时,会比较容易影响身体生长发育并且会导致骨质疏松症和一些其他的疾病。另外,钙的接收进程及其生物操纵度受多种原因影响[11]。实验研究表明,一些小分子肽能够提高人和动物机体对钙的吸收率和利用率,例如酪蛋白磷酸肽。促进机体对金属离子的吸收作为金属离子螯合肽最重要的功能之一现在已经成为了研究的热点,对其促机体吸收的机制已经有了比较深入的探索和研究。经过深入研究后发现金属离子被人体摄入后则必须要通过辅酶的作用将其转化为有机的状态,通过与氨基酸或肽类物质形成螯合物提高机体对其的吸收率、运输速率、储存量以及利用率。但是人体对蛋白质的需求不能只是单一的吸收游离氨基酸,吸收小分肽也是一种形式并且使其在体内具有独立的吸收机制。综合上面所述,金属离子螯合肽可以利用人体对肽的吸收从而使得金属离子更加容易被消化道吸收,进而提高机体对其的吸收率,因此具有高生物利用度而且可以用作一种新型的金属离子补充剂,它的研发价值和作用很大。
3.2.螯合物的抗氧化与抗菌活性
将来自不同源产地的肽与金属离子螯合后,得到的螯合物叫做螯合肽。其抗氧化活性、抗细菌活性或者其他的一些特殊生物活性有所提高,此外,螯合化合物获得了未螯合肽所不具备的一些生物活性。譬如抗氧化活性和抗细菌活性。活性接近或甚至比目前广泛使用的一些常见抗氧化剂或抗菌剂高,并且作为螯合物原料之一的肽对人体是非常安全的,因此螯合物用作抗氧化剂或微生物制剂在食品行业,化妆品行业和一些其他工业中的应用前景具有巨大的优势。
4.展望
从天然蛋白源制得的食源性肽和金属离子螯合肽都具备很多种生物活性,它不仅可以作为药物、抗氧化剂、抗菌剂、食品添加剂、有机肥料等应用到工业生产中,而且其食源性活性肽的安全性非常高,是当前食品科技研究领域非常热门的研究方向,食源性活性肽非常具備发展前景。但是目前关于其生产研究尚存在一些难题,仍然需要大量的实验探索。根据其具备的特殊生物活性和食用药用等方面的优势,食源性活性肽必然将会有十分广阔的研究和应用前景。
参考文献
[1]林慧敏,邓尚贵,庞杰,等.超滤法制备高抗菌抗氧化活性带鱼蛋白亚铁螯合肽(Fe-HPH)的工艺研究[J].中国食品学报,2012,12(6)
[2]蔡木易,食源性肽研究进展[J].北京工商大学学报(自然科学版),2012,30(5)
[3]王子怀等,肽-金属离子螯合物的研究进展[J].食品工业科技,2014,35(8)
[4]陈晓刚、陈忻 ,鳕鱼皮胶原蛋白肽铜螯合物的制备条件 [J].贵州农业科学,2015(1)
[5]赵晓芳、张宏福,寡肽的营养与制备[J].饲料博览,2003(12)
[6]杨彩艳、宋俊,梅寡肽的营养与制备[J]. 中国食品添加剂,2009(2)
[7]马美湖等,影响酶法水解猪血蛋白的几种因素的研究[J].中国酿造工业,2008(5)
[8]江霞等,胰酶水解猪血蛋白工艺条件的优化.肉类研究加工工艺[J],2011.25(6)
关键词:食源性肽;金属离子螯合肽;生产方法;生物活性;应用前景
食源性肽是通过酶的分解反应、分离纯化等步骤对食用蛋白进行加工从而得到的一种肽类产品。依据它的原料,可以把食源性肽分为两种类型,一种是动物的蛋白质肽,另一种是植物的蛋白质肽。就目前来看,奶制品、豆制品是研究最为广泛的。食源性肽具有多种生物活性,拥有调治生理上的节律、加强机体防备功效、防备疾病、增进身体痊愈的作用。它是一种非常有发展前途的功能性产物,现在已经成为国内外卫生行业的热门之一。
金属离子螯合肽(MIP)是通过金属离子与肽的螯合反应构成的金属有机化合物。利用肽的吸收功能,可以提高金属离子在人体内的吸收效率,与无机金属离子相比也具有很大的优势。将人体必需微量元素与肽螯合值得的螯合物是一种新型的金属离子补充剂,因其能够被人体高效的吸收,所以得到了越来越多人的重视。除却这个特点外,有的本身具备有抵抗细菌活性或者抗氧化活性的不一样来源的肽类与有的金属离子螯合后,它自己本体的抗细菌活性及抗氧化活性都提高了一大步。因为金属离子螯合肽不但可以促进机体对金属离子的吸取,并且还拥有较高的抗细菌活性和抗氧化活性,因此它具备有很大的科学研究价值。
1.食源性肽生产方法
1.1.酶解法
食源性肽的酶促出产具备出产条件温和、水解容易操控、定位消化等长处,所以出产的肽类产品溶解性良好、热稳定性较强和即溶性较高。所以食源性肽的酶促生产是在食品衍生肽的生产中使用的较为常用的方法。近几年来,科研人员在选择蛋白酶的种类、酶解工艺的参数、酶解液的分离纯化和风味条件等方面开展了很多的科学研究。发现使用酶解法的时候,食源性肽生产的关键是蛋白酶的种类选择[1]。研究人员则主要是依据肽的构造特征来选择出产特定的蛋白酶种类。因而跨越了单一酶很难达到期望成果的难关。
1.2.分离提取法
依据现在的研究成果,已能从动物、植物和一些海洋生物体中提出来多种食源性的肽。从植物和动物中提取的食品衍生肽其具有高效、低毒、无污染等特色。自然活性肽的散布很是普遍,它们是药物挑选的自然资源宝库,在食品产业、制药产业、畜牧业和水产养殖业中具备很广的利用远景。但是,活体中自然活性肽的含量是十分少的,除了个别的药物肽以外,大多数用提取方式工艺生产的则还需要进一步改善[2]。
1.3.化学合成法
化学合成方式成长的比较早,科学研究比较深刻,技能相比较成熟。现在它已被广泛应用于生产高活性药理学,根据合成介质的不同可以分为两类,一类是液相合成另一类是固相合成。液相合成是一种比较传统的化学合成方法,可以有效地合成小分子量的肽片段[4]。固相合成比液相合成的长处在于固相支持物可以或许增进合成中肽链的牢固化、环化和纯化,而且轻易实现自动化,合适社会发展,提高效率[5]。但是这种方法使用的设备和试剂相对比较昂贵,这种条件要求限制了其在大规模生产中的应用。化学合成的缺点也比较多,这种方法直接合成的序列比较短、副产物多、所需时间长,就会导致产品的生产效率低、产品不纯、成本高,并且合成生产中的试剂毒性很大,会造成环境污染并且对身体健康不利。
2.金属离子螯合肽生产方法
金属离子螯合肽是金属离子与肽以定量的摩尔比连系而构成的具备环状布局的有机化合物[7]。质料配比、pH值、温度和时间是影响金属离子与肽螯合的主要因素。不一样的螯合工艺取得的螯合产物的螯合速度和物理化学性质也有不同。金属离子螯合肽的制备技术较成熟。平常的制备方式是经过酶解反应从某些自然动植物蛋白中取得蛋白质肽,然后选择必须的微量元素如Fe2+、Cu2+、Zn2+、Ca2+等,使其与蛋白质具备定量的质量比。在不一样的温度和pH条件下,肽在水浴中开始螯合反应,制备螯合产品。肽与金属离子的螯合率较高大于90%。除此之外,在获得螯合物后,通常通过萃取,透析或色谱法进行纯化。就目前而言,已有报道通过红外光谱和核磁共振对螯合反应过程进行初步研究[8]。此外,还有部分研究表明一些特定氨基酸序列或氨基酸在肽与金属离子的螯合中起重要作用。譬如,组氨酸也是一种可以影响螯合活性的氨基酸。并且它能够作用于某些小肽或特殊的氨基酸序列,小分子的肽和金属离子的螯合原理与氨基酸和金属离子的螯合原理比较相似,但是因为肽链上的羰基和亚氨基也可以参与金属离子的配位,因此螯合反应速率和产物稳定性高的是金属离子螯合肽的螯合[9]。综合上面的所有论述,对具有特定氨基酸序列的高螯合活性的肽,制备这种肽与金属离子的螯合物以及对检测螯合物结构的探索还需要继续努力。就其生物活性而言,主要有如下几个方面。二价金属元素钙、锌、铁、铜具有多种生理功能。如被称为人体中含量最丰富的常量元素钙占人体总重的 1.5%~2.2%。此外,钙对细胞内的代谢、骨骼生长、凝血、神经传导、肌肉收缩和心脏功能都有重要作用。钙还负责很多重要的生理功能如细胞增殖、激素应激反应和神经传导物质释放。锌是大多数酶的催化部位,在许多蛋白质、多肽、激素、细胞转录和生长因子中具有维持结构和生物活性的作用。铁主要参与血红蛋白输送氧气,它也是生产血红蛋白的重要底物,充足的铁是维持高水平血红蛋白所必需的。铜是重要的辅酶因子,但是它能产生活性氧诱导 DNA 链裂解和核苷酸碱基氧化。矿物元素缺乏会引起很多疾病。引起矿物元素缺乏的原因有很多,例如一些谷物中通常含有植酸成分,它能够与钙、铁、锌形成不溶性植酸盐,从而抑制矿物元素在胃肠道中吸收。另外,金属离子之间的相互作用也会降低他们的生物利用率。 3.金属离子螯合物具有的生物活性
3.1.螯合物的促进金属离子吸收活性
现在,很多科学数据证明金属离子螯合肽可以增进金属离子的接收。铁是血红蛋白的重要组成部分,它同样也是很多酶和免疫系统化合物的重要组成部分,当机体缺铁时则会导致人体贫血以及免疫能力下降等多种疾病。在生物体中,螯合铁的生物利用度远高于其无机状态,其主要原因是螯合物可以通过载体的形式使位于环状结构中心的铁离子顺利通过肠黏膜刷状缘,从而提高机体对铁的吸收率,运输速率和利用率。经过相关研究证实,铁离子螯合物会提高人体机体对铁的吸收率。另外,钙是机体骨骼生长发育的根基质料,它在人体的体内也具备十分重要的生理功能[10]。当机体缺乏钙时,会比较容易影响身体生长发育并且会导致骨质疏松症和一些其他的疾病。另外,钙的接收进程及其生物操纵度受多种原因影响[11]。实验研究表明,一些小分子肽能够提高人和动物机体对钙的吸收率和利用率,例如酪蛋白磷酸肽。促进机体对金属离子的吸收作为金属离子螯合肽最重要的功能之一现在已经成为了研究的热点,对其促机体吸收的机制已经有了比较深入的探索和研究。经过深入研究后发现金属离子被人体摄入后则必须要通过辅酶的作用将其转化为有机的状态,通过与氨基酸或肽类物质形成螯合物提高机体对其的吸收率、运输速率、储存量以及利用率。但是人体对蛋白质的需求不能只是单一的吸收游离氨基酸,吸收小分肽也是一种形式并且使其在体内具有独立的吸收机制。综合上面所述,金属离子螯合肽可以利用人体对肽的吸收从而使得金属离子更加容易被消化道吸收,进而提高机体对其的吸收率,因此具有高生物利用度而且可以用作一种新型的金属离子补充剂,它的研发价值和作用很大。
3.2.螯合物的抗氧化与抗菌活性
将来自不同源产地的肽与金属离子螯合后,得到的螯合物叫做螯合肽。其抗氧化活性、抗细菌活性或者其他的一些特殊生物活性有所提高,此外,螯合化合物获得了未螯合肽所不具备的一些生物活性。譬如抗氧化活性和抗细菌活性。活性接近或甚至比目前广泛使用的一些常见抗氧化剂或抗菌剂高,并且作为螯合物原料之一的肽对人体是非常安全的,因此螯合物用作抗氧化剂或微生物制剂在食品行业,化妆品行业和一些其他工业中的应用前景具有巨大的优势。
4.展望
从天然蛋白源制得的食源性肽和金属离子螯合肽都具备很多种生物活性,它不仅可以作为药物、抗氧化剂、抗菌剂、食品添加剂、有机肥料等应用到工业生产中,而且其食源性活性肽的安全性非常高,是当前食品科技研究领域非常热门的研究方向,食源性活性肽非常具備发展前景。但是目前关于其生产研究尚存在一些难题,仍然需要大量的实验探索。根据其具备的特殊生物活性和食用药用等方面的优势,食源性活性肽必然将会有十分广阔的研究和应用前景。
参考文献
[1]林慧敏,邓尚贵,庞杰,等.超滤法制备高抗菌抗氧化活性带鱼蛋白亚铁螯合肽(Fe-HPH)的工艺研究[J].中国食品学报,2012,12(6)
[2]蔡木易,食源性肽研究进展[J].北京工商大学学报(自然科学版),2012,30(5)
[3]王子怀等,肽-金属离子螯合物的研究进展[J].食品工业科技,2014,35(8)
[4]陈晓刚、陈忻 ,鳕鱼皮胶原蛋白肽铜螯合物的制备条件 [J].贵州农业科学,2015(1)
[5]赵晓芳、张宏福,寡肽的营养与制备[J].饲料博览,2003(12)
[6]杨彩艳、宋俊,梅寡肽的营养与制备[J]. 中国食品添加剂,2009(2)
[7]马美湖等,影响酶法水解猪血蛋白的几种因素的研究[J].中国酿造工业,2008(5)
[8]江霞等,胰酶水解猪血蛋白工艺条件的优化.肉类研究加工工艺[J],2011.25(6)