生物活性肽功能及制备方法的研究进展_张开平

2015年第6期第6期（总第386期）

2015年6月

农产品加工

Farm Products Processing

No.6Jun.

文章编号：1671-9646（2015）06b-0061-04

生物活性肽功能及制备方法的研究进展

张开平，苏仕林，刘燕丽，马

博，黄

）533000

斌

（百色学院农业与食品工程学院，广西百色

摘要：生物活性肽是源于蛋白质的多功能活性因子，具有提高机体免疫力、抗氧化、抗肿瘤、抗疲劳、抗炎、抑菌以及降胆固醇等生理作用，食用安全性极高，易于消化吸收，是当前国际上研究热点之一。通过综述生物活性肽的种类及生理功能、制备方法和研究进展，以期为生物活性肽的进一步研究和应用提供参考。关键词：生物活性肽；制备方法；研究进展中图分类号：TQ464.7

文献标志码：A

（X ）.2015.06.048ｄｏｉ：10.3969/jissn.1671-9646

Research Progress on Function and Preparation of Bioactive Peptides

ZHANG Kaiping ，SU Shilin ，LIU Yanli ，M A Bo ，HUANG Bin

（College of Agricultural and Food Engineering ，Baise University ，Baise ，Guangxi 533000，China ）

Abstract ：Bioactive peptides belong to a multifunctional factor which derived from protein. Bioactive peptides have improved immunity ，antioxidant ，anti-tumor ，anti-fatigue ，anti-inflammatory ，antibacterial and cholesterol-lowering ，high food safety ，easy digestion and absorption ，which is one of the research focuses of currently international. This paper reviews the species and physiological functions ，preparation and research progress of bioactive peptides ，in order for the bioactive of peptides to provide reference for further research and application. Key words ：bioactive peptides ；preparation ；application

生物活性肽（Bioactive peptides ，BAP ）是指能够调节生物机体的生命活动或具有特殊生理作用的多功能肽[1]，分子质量小，在生物体内含量低，但却具有显著的生物活性，微量肽就能发挥重要作用。大量研究表明，它们具有促进免疫、激素调节、脱苦味、抗菌、抗病毒、抗疲劳、降血脂等生理作用，且食用安全性极高，是当前国际食品界最热门的研究课题之一[2]。目前，生物活性肽的制备方法有从动植物和微生物中分离提取、利用重组DNA 技术、生物酶法以及人工模拟化学合成法等[3]。通过综述生物活性肽的种类、生理功能以及制备方法，对其未来发展前景进行展望。

１生物活性肽种类及其功能

1.1

抗氧化肽

抗氧化活性肽是指具有清除细胞中多余的活性氧、螯合金属离子[4]、促进过氧化物的分解，从而保护机体免遭氧化破坏，达到抑制脂质过氧化等功效的活性物质。抗氧化活性肽按照来源可分为天然抗氧化肽、人工合成抗氧化肽和蛋白质酶解抗氧化肽，

共3种[5]。近年来，乳源肽成为国内外研究的热点，作为抗氧化剂的来源，这些肽在蛋白序列内没有活性，但是在酶水解作用下，可以释放出具有清除自由基、螯合金属离子和抑制脂质过氧化功能的小分子肽[6]。Theansungnoen 等人[7]对存在于大豆婴儿配方奶粉的抗氧化肽进行了评价，发现具有高抗氧化活性的肽，其相对分子质量为300~3000Da ，并且其分子中多包含Tyr ，Met ，His ，Lys 和Thr 等氨基酸。张乃云[8]利用双酶分步水解法制备杏仁多肽，并进行了分离纯化，获得4个组分（AP1，AP2，AP3，

），对其抗氧化效果的研究表明，AP 对DPPH ·、AP4

超氧阴离子和羟自由基的清除作用明显，其IC 50的值分别为1.43，2.77，2.31mg/mL。Bey 等人[9]用中性

），蛋白酶和碱性蛋白酶联合水解羊奶酪蛋白（GM C

），再经凝胶过滤得到山羊乳酪蛋白水解物（GMCH

层析和反相高效液相色谱法分离纯化，获得5个具有较高抗氧化活性的纯肽：Val-Tyr-Pro-Phe ，Phe-Gly-Gly-Gly-M et-Ala-His ，Phe-Pro-Tyr-Cys-Ala-Pro ，Tyr-Tyr-Tyr-Tyr-Val-Pro-Glu-Pro-Phe 和Tyr-Pro-Pro-Tyr-Glu-Thr-Tyr 。对GMC ，GMCH 和纯肽的抗氧化活性进

收稿日期：2015-03-20

基金项目：广西高等学校优势特色专业建设项目（桂教高教[2014]52）；广西高校科学技术研究项目（KY2015YB281）。作者简介：张开平（1989—），男，硕士，助教，研究方向为发酵工程。

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行评价，结果表明与GMC 相比，GM CH 和纯肽的自由基清除能力、亚铁离子螯合能力和脂质过氧化的抑制效果显著增加，且纯肽效果更加显著。1.2抗菌肽

抗菌肽是生物体用来抵御外界微生物入侵、消除体内突变细胞的一类小分子多肽，是大部分生物体天然免疫系统的重要组成部分，具有抗菌、抗病毒、抑杀肿瘤细胞等多种生物功能，对生物机体正常细胞没有毒害作用，且不易产生抗药性。目前，国内外研究学者对抗菌肽的作用机理、药物疗效、安全性能等进行深入研究，以期获得一些抗菌肽，作为新型抗菌药物来代替传统抗生素[10]。迄今为止，已有1700多种不同来源的抗菌肽被相继报道[11]。抗菌肽作用于细胞膜，在膜上形成跨膜的离子通道，细胞膜遭到破坏，通透性改变，造成细胞内容物泄漏，胞外有害物质大量进入胞内，从而杀死细胞[12]。

）、攻目前，已经发现的抗菌肽有天蚕素（Cecropins

）、葛佬素（Gloverins ）、防御素（De 击素（Attacins

）等[13]。Wang 等人[14]从蛙皮肤中分离得到抗菌fensins

肽Amolopins ，发现对Staphylococcus aureus ，Bacillus pumilus ，Escherichia coli 等具有较强的抑杀作用。1.3抗肿瘤肽

目前，肿瘤已成为人类疾病的第二大杀手，抗肿瘤药物的研究与开发日益成为各界的研究热点。抗肿瘤肽类药物具有分子质量小、多存在内源性靶点、极易穿透肿瘤细胞[15]、提高免疫应答、抑制肿瘤新生血管生成、抑制肿瘤转移、调控蛋白降解[16]、阻滞肿瘤细胞周期及诱导细胞凋亡等特点。陈琛[17]从大豆、大麦、中草药种子和其他植物源种子分离纯化得到的含43个氨基酸，相对分子质量为4800Da 的

）。目前，已经证实Lu-抗肿瘤多肽露那辛（Lunasin nasin 肽具有抗炎和抗癌活性。1.4免疫活性肽

免疫活性肽是指一类存在于生物体内具有免疫功能的多肽，能够刺激机体淋巴细胞、促进淋巴细胞的增殖、增强巨嗜细胞的吞噬能力、抑制肿瘤细胞的生长，进而增强机体免疫力、降低发病率[18]。免疫活性肽按来源可分为微生物来源免疫活性肽、植物来源活性肽和动物来源免疫活性肽[19]。微生物来源的免疫活性肽，如胞壁酰二肽（MDP ）、环孢素A 等；植物来源的免疫活性肽主要从大豆、小麦以及玉米等植物蛋白中获得。Yasuyuki 等人[20]从大豆蛋白的水解液中获得一种活性肽（soymetide-4soyme-），小鼠服用该活性肽以后，产抗肿瘤坏死因tide-13

子水平显著提高。动物来源免疫活性肽是目前获得免疫活性肽的主要来源，其中研究最多的是乳源性免疫调节肽、胎盘免疫调节肽等。Hua 等人[21]从羊胎盘中分离纯化出具有免疫活性的小分子肽，在动物

实验中发现羊胎盘免疫调节肽能提高小鼠辐射损伤后的免疫恢复能力，增强巨噬细胞的吞噬作用，说明免疫调节肽对小鼠具有一定非特异性免疫增强作用。巴合提乌拉孜别克等人[22]对发酵驼乳源生物活性肽的提取分离，得到小分子肽段C ，并通过体外细胞培养评价其免疫调节活性。结果显示，发酵驼乳源生物活性物肽段C 对小鼠脾淋巴细胞增殖和淋巴细胞表达IFN-γ（细胞因子γ-干扰素）水平有促进作用。

1.5降胆固醇肽

目前，对具有降低血清胆固醇作用的生物活性肽报道较少，其中以大豆蛋白、乳清蛋白的研究较多。研究表明，大豆蛋白具有降胆固醇的作用，而且大豆多肽降低血清胆固醇的效果比大豆蛋白更佳。大豆活性肽的降胆固醇作用主要是通过刺激甲状腺激素分泌、促进胆固醇的胆汁酸化，使粪便中胆固醇的排泄量增加，进而降低血液胆固醇。大豆多肽可使胆固醇中的LDL ，vLDL 含量降低，但不会使HDL 含量降低[23]。Nagaoka 等人[24]利用胰蛋白酶水解β-乳球蛋白，从蛋白水解液中分离得到5肽：Ile-Ile-Ala-Glu-Lys ；与降胆固醇药物（beta -谷甾醇）相比，该肽可以显著降低小鼠血清胆固醇含量。姚余祥等人[25]利用碱性蛋白酶水解鹰嘴豆分离蛋白，获得具有降胆固醇的功能肽，动物试验显示灌胃100mg/kgbw 剂量的鹰嘴豆肽可使大鼠体内胆固醇含量降低22.39%。赵秀娟等人[26]利用大豆蛋白及其水解物对高血胆固醇组大鼠进行试验，结果发现，大豆蛋白以及大豆活性肽均可降低总胆固醇浓度）和总甘油三酯浓度（TG ）；与大豆蛋白组相比，（TC

大豆活性肽组大鼠TC 和TG 含量显著降低。

２生物活性肽制备方法

2.1

酶解法

酶解法生产生物活性肽，具有生产条件温和、水解程度易于控制、可定位生产特定的肽、产品安全性高、生产成本低廉等特点，是目前制备生物活性肽最常用的方法[27]。

酶解法制备活性肽一般工艺流程为：

原料蛋白→预处理→酶解→分离→脱苦味、脱色→精制→生物活性肽[28]。

酶解法制备生物活性肽，关键在于选择合适的酶和确定适宜的酶解条件。目前，工业用酶有微生物酶，如细菌胶原酶、枯草芽孢杆菌蛋白酶等；植物蛋白酶，如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等；动物蛋白酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶等[27]。在酶的筛选过程中，主要是根据原料蛋白的氨基酸组成和酶作用专一性进行筛选[29]。酶具有高度专一性，不同蛋白酶的水解位点不同，一种酶往往很难

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达到预期效果，采用2种或2种以上复合蛋白酶同时作用于底物蛋白，可提高酶解效率。Zhao 等人[30]对酶解海参蛋白的研究发现，使用菠萝蛋白酶、酯酶及碱性蛋白酶3种蛋白酶共同作用，水解效果明显优于单一蛋白酶。张春红等人[31]以冷榨花生粕为原

）和复合蛋白酶（Pro-料，利用木瓜蛋白酶（Papain

）同步水解花生蛋白，酶解液的水解度为tamex

34.46%，该花生肽具有较高的抗氧化活性和一定的降胆固醇活性。Yu 等人[32]采用Flavourzyme ，Al-calase ，Neutral proteinase ，Protamex 和Papain 联合水解花生粕，得到分子量在300~5000Da 的花生抗氧化肽5种，它们都具有较强的清除DPPH 自由基、螯合金属离子和抑制脂质过氧化的活性。2.2微生物发酵法

选择优良的发酵菌株，利用菌种在生长过程中产生的蛋白酶水解底物蛋白，然后对发酵产物进行分离纯化，最后得到生物活性肽。相对酶解法而言，微生物发酵法减少了蛋白酶的纯化和制备过程。微生物发酵法作为一种新的制备生物活性肽方法，具有蛋白酶来源广、繁殖快、产量高、成本低等优点。与此同时，利用微生物发酵法可以直接对某些苦味肽基团进行修饰和重组，制得的活性肽基本无苦味和异味。李响等人[33]选择5株乳酸菌、3株霉菌和1株枯草芽孢杆菌为出发菌种，通过微生物发酵筛选出具有高ACE 抑制活性的发酵菌株。结果显示，保加利亚乳杆菌的ACE 抑制活性最强，ACE 抑制率和肽含量分别为57.93%和3.27mg/mL。许芳等人[34]以脱脂大豆粉为原料，利用多种微生物混菌固态发酵产蛋白酶水解制备小分子肽，水解度可达到90.61%。2.3化学合成法

化学合成法包括固相多肽合成法和液相合成法。1963年美国著名化学家Merrifield R B 创建了经典固相多肽合成法，弥补了液相合成法的不足。固相多肽合成法通常是通过测定出目标肽中氨基酸的组成及排列顺序，然后将多肽的第1个氨基酸（带有氨基保护基）的羧基端固定到不溶性树脂上，并脱去该氨基酸上的氨基保护基，使其同下一个氨基酸的活化羧基发生酰化反应，形成酰胺键，从而延伸肽链直至目标肽形成为止[35]。目前，固相多肽合成法主要有2种：分别是叔丁氧碳基合成法（Boc 合成法）和9-甲氧羟基合成法（Fmoc 合成法）。李文娟等人[36]采用Fmoc 合成法逐步化学合成，以Wang 树脂为固相载体，HOBt/DCC为缩合剂，合成具有抗肿瘤活性的二十六肽蜂毒素，收率达32%。Bacsa 等人采用微波辅助固相合成技术合成了9肽：Gly-Ile-Leu-Thr-Val-Ser-Val-Ala-Val ，于86℃下反应10min 即可完成耦合过程，产物纯度可达95%。2.4化学水解法

用适宜浓度的强酸或强碱溶液与待降解蛋白质水浴，使得蛋白质中的肽键发生断裂，根据水解程度终止反应，再对产物进行分离纯化。该方法具有工艺简单、成本低等优点，但因为碱试剂可对氨基酸造成严重损害、水解程度不易控制，副产物较多，而且水解结束需将碱除去，这些因素限制了该方法的应用。

2.5生物提取法

生物提取法是利用各种分离纯化技术，直接从富含目的肽的动物、植物或微生物细胞中提取出各种生物活性肽。由于存在于生物体中的生物活性肽含量很低，分离出较高纯度的生物活性肽需要经过多次抽提和精炼步骤，这将会增加生产成本。另外，该法产量低，获得的产品仅能用于氨基酸序列分析和初步的抗菌试验，难以实现工业化生产。2.6基因重组法

随着现代生物技术的快速发展，利用DNA 重组技术，将表达活性多肽的基因整合到宿主菌进行表达，其产量和纯度将会有很大的提高，是目前大量获得生物活性肽的有效途径，显示出其广阔的应用前景。

３前景与展望

源于蛋白质的多功能肽，其氨基酸的组成并非都是必需氨基酸，这就为人类更好地利用蛋白质资源，尤其是那些低值蛋白质资源，进而生产出满足人类需要的高值化产品。我国蛋白质资源丰富，但蛋白质利用率不高，农副产品加工过程中产生的下脚料和工业废弃物中往往含有大量的蛋白质，通常被当作肥料或直接排放掉，造成了资源浪费。若采用生物技术进行蛋白质的深加工，将会产生巨大的经济效益和社会效益。目前，生物活性肽的研究与开发受到了国内外研究学者高度重视，随着现代蛋白质工程、酶工程技术的快速发展，高效产酶菌株的选育以及复合酶系的筛选等研究，将会有更多的功能肽被发现。生物活性肽的研究与开发作为21世纪生物领域高科技产业，具有极大的市场潜力，在保健食品、化妆品以及临床药物上具有广泛的应用前景。参考文献：

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