沈陽師范大學化學與生命科學學院 殷雪婷

生物活性肽的制備方法及其功能

沈陽師范大學化學與生命科學學院 殷雪婷

一、生物活性肽的制備方法

1．化學合成法制備活性肽。美國化學家于1963年創(chuàng)建了經(jīng)典的固相多肽合成法并因此獲得1984年諾貝爾化學獎。該法主要是將帶有氨基保護基的氨基酸的羧基端固定到不溶性樹脂上，脫去該氨基酸上的氨基保護基，同下一個氨基酸的活化羧基形成酯鍵，從而延伸肽鏈形成多肽。多肽固相合成法經(jīng)過不斷的改進和完善，已經(jīng)廣泛用于多肽和蛋白質(zhì)的研究領域，尤其是短肽的合成。

2．酶法制備活性肽。酶法制備生物活性肽是指利用蛋白酶直接水解蛋白質(zhì)，分離純化得到生物活性肽的過程。利用蛋白酶制備生物活性肽可以使多肽產(chǎn)品具有良好的溶解性、耐酸和耐熱穩(wěn)定性及較高的速溶性等優(yōu)點。然而各種蛋白質(zhì)的酶解過程中會產(chǎn)生苦味肽，影響了生物活性肽的實際應用。研究表明，蛋白質(zhì)水解產(chǎn)品中的苦味主要是由于酶解的過程使芳香側(cè)鏈或長鏈烷基側(cè)鏈的疏水性氨基酸殘基暴露的結(jié)果。如在大豆多肽的制備過程中發(fā)現(xiàn)，采用單一的酶水解大豆蛋白時，除了梨形毛霉蛋白酶水解物無苦味外，其他酶的水解物都有不同程度的苦味。目前解決苦味的方法有：利用藥用炭、硅藻土作為吸附劑分離脫苦；利用外切酶切除苦味肽；利用乙醇、丙醇和丁醇等進行醇提；利用β-環(huán)糊精、多磷酸鹽和明膠等對低分子苦味肽進行絡合處理。然而上述方法再生困難，多肽和氨基酸損失較多，工序較為煩瑣且成本較高。

3．微生物發(fā)酵法制備活性肽。微生物法制備生物活性肽是指通過利用蛋白酶產(chǎn)生菌產(chǎn)酶水解蛋白，分離純化得到生物活性肽的過程，其較酶法而言減少了蛋白酶的純化和制備過程。微生物法作為一種新的制備生物活性肽的方法，有其良好的優(yōu)越性：微生物蛋白酶來源廣、酶產(chǎn)量高、生長周期短、生產(chǎn)成本低。與此同時，利用微生物法可以直接生產(chǎn)脫苦的活性肽，這樣可以使蛋白的水解以及多肽的脫苦同步進行，實現(xiàn)一步法制備多肽，大大降低了成本；利用發(fā)酵法制備多肽，水解度為25%～30%，多肽得率為75%；與酶解法相比，得率提高10%～20%，成本僅為酶解法的50%～60%。微生物不僅可以直接發(fā)酵制備生物活性肽，而且可以提供廉價的商品酶，為生物活性肽的制備創(chuàng)造了良好的條件。但微生物發(fā)酵法存在安全問題，目前用于食品開發(fā)的蛋白酶生產(chǎn)源是有限的，主要有米曲霉、黑曲霉、枯草芽孢桿菌等，很多優(yōu)良的產(chǎn)酶菌株被證明是有毒或是有害的。

4．活性肽制備的其他方法。隨著生物活性肽研究的不斷進行，有學者選擇用酸堿來降解蛋白質(zhì)。雖然酸堿法制備生物活性肽工藝簡單，但是具有氨基酸受損嚴重、水解程度難以控制、副產(chǎn)物較多、影響肽的結(jié)構(gòu)及功能等缺點，故而限制了該方法的廣泛應用。分子生物學及相關技術的發(fā)展，基因重組的方法也在生物活性肽的制備中有所運用，但該方法還不夠完善，例如會出現(xiàn)翻譯后難以修飾，易形成包涵體等不恰當?shù)恼郫B構(gòu)型等不利情況。

二、部分常見生物活性肽及其功能

1．大豆肽。大豆肽是大豆蛋白經(jīng)蛋白酶水解后，利用分離、脫色、脫臭等工藝精制而成的低分子肽（分子量<1000u），其氨基酸組成幾乎與大豆蛋白完全一樣。研究發(fā)現(xiàn)，大豆肽能夠有效預防“負氮平衡”所引起的不良反應，增加肌紅蛋白的合成，緩解機體的缺氧癥狀，達到抗疲勞的效果以及增強機體免疫功能。同時，大豆肽能夠有效抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）的活性，對于因ACE引起的人體血壓升高具有一定的控制作用

2．谷胱甘肽。谷胱甘肽（Glutathion，GSH）是一種具有重要生理功能的活性三肽，由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸組成。GSH廣泛存在于動、植物組織中，以酵母、谷物種子胚芽和動物肝臟中含量最高。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，GSH具有清除自由基、抗氧化、解毒、機體免疫、物質(zhì)運輸?shù)戎匾砉δ堋?/p>

3．白蛋白肽。白蛋白肽（Albumin polypeptide，AP）是將卵清蛋白通過定向酶切制成的小分子多肽，其氨基酸序列與人體血清蛋白極為相似，生物利用率高，主要生理功能表現(xiàn)在調(diào)節(jié)人體免疫功能，增強免疫。可抑制ACE，起到降血壓和保護腎臟的功能。捕獲自由基，抗氧化、防衰老，調(diào)節(jié)胃腸道功能等。

4．魚肉肽。魚肉肽是指魚類蛋白經(jīng)蛋白酶水解所制得的一系列肽，其較蛋白質(zhì)更容易吸收，而且具有多種生理功能。如由鰱魚制備的抗氧化肽具有較強的抗氧化活性，可以作為食品添加劑防止食品氧化變質(zhì)。而鳙魚酶解所制得的生物活性肽則表現(xiàn)出抗氧化、促進鈣質(zhì)吸收、增強免疫力等生理功效。

5．其他活性肽。多肽來源廣泛，通常還包括玉米肽、小麥肽、各種乳源肽等，并表現(xiàn)出各自的特殊生理功能。如玉米肽水溶性高，易被機體吸收，具有降血壓、降血脂、抗疲勞、改善肝臟功能、促進體力恢復的作用。低聚合度的小麥肽主要包括降血壓肽、鎮(zhèn)痛多肽、阿片樣活性肽和抗菌肽等，具有調(diào)節(jié)機體功能，提高免疫，保持健康等生理功能。乳源肽主要為乳中蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物，通過采用不同水解方式分離得到多種乳源肽，其在消化系統(tǒng)、心血管、免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的功能。