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沙棘蛋白和多肽的提取及功能活性研究進展

2022-02-11 11:32:38李文霞袁芳廷袁木榮
食品工業(yè)科技 2022年3期
關(guān)鍵詞:沙棘分子量多肽

王 迪,李文霞,姚 瑜,袁芳廷,袁木榮,彭 強,

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,陜西咸陽 712000;2.青海伊納維康生物科技有限公司,青海西寧 810000)

沙棘屬胡頹子科沙棘屬,是一種非豆科固氮植物。由于具有喜光、耐寒、耐酷熱、耐風(fēng)沙等生活特性,在我國的生長范圍廣泛,多分布于內(nèi)蒙、山西、陜西、甘肅、青海、四川等溫帶地區(qū)向陽的山嵴、谷地、干涸河床以及砂質(zhì)土壤或黃土上。沙棘果常見為橙黃色或枯紅色[1-2]。沙棘各個部位都含有大量蛋白質(zhì),而且沙棘葉和果中還含有大量的非蛋白氮[3]。根據(jù)已有文獻報導(dǎo),沙棘對于細胞保護、抗應(yīng)激、免疫調(diào)節(jié)、肝保護、放射防護、抗動脈粥樣硬化、抗腫瘤、抑制微生物生長和組織再生等方面也有著積極作用[2, 4-7]。

據(jù)檢測,沙棘葉中含有15%~20%的蛋白質(zhì),沙棘籽粕中含有約30%的蛋白質(zhì)[8-10]。而且蛋白中氨基酸種類豐富,含有18種氨基酸,天冬酰胺為主要氨基酸,沙棘蛋白中必需氨基酸含量高,是一種相對優(yōu)質(zhì)的植物蛋白資源。雖然沙棘中含有大量的這種優(yōu)質(zhì)蛋白,但是目前對于蛋白利用研究較少,對于這一部分資源的浪費較大。

沙棘多肽為蛋白的水解產(chǎn)物。一般將分子量段在50~5000 Da之間的才能稱為肽。分子量在5000~10000 Da之間的稱為大肽。分子量段在50~1000 Da之間的稱為小肽、寡肽、低聚肽,這些小分子量的肽大部分都具有很好的生物活性,可將其稱之為生物活性肽。生物活性肽一般含有2~50個氨基酸殘基,在生物體內(nèi)組成特定的結(jié)構(gòu)來發(fā)揮活性作用[11]。目前,越來越多的研究證明,生物活性肽具有降血壓、降血糖、抗氧化、抗菌、抗炎、調(diào)節(jié)免疫等作用[12-16],但在已有的沙棘多肽生物活性的研究中,還有許多活性沒有被報導(dǎo)研究,因此,在將來對沙棘研究中或許可以將此作為重點。本篇綜述主要介紹了沙棘蛋白及肽的制備工藝、結(jié)構(gòu)特性以及功能特性,從而擴寬沙棘的應(yīng)用范圍。

1 沙棘蛋白及多肽的提取

1.1 沙棘蛋白提取方法

蛋白按照其溶解性可分為7種,分別為清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、組蛋白、魚精蛋白、硬蛋白,其中,大多數(shù)蛋白都溶于稀堿或稀酸。由此,在提取蛋白的研究中通常按照其溶解性進行提取,經(jīng)常采用的沙棘籽粕蛋白提取方法為堿提酸沉法和醇法,有時為提高蛋白提取率還可以聯(lián)合兩種方法復(fù)合提取。在其他蛋白的提取中有時還會利用超聲以及微波進行輔助提取。使用不同的提取方法,所提取出的蛋白結(jié)構(gòu)及蛋白功能特性也有差異[17]。

1.1.1 堿提酸沉法 堿提酸沉法是常用的蛋白質(zhì)提取方法,利用蛋白質(zhì)溶于堿而沉于酸的特性進行蛋白的提取。大致過程為將沙棘原料溶于氫氧化鈉溶液,選取合適的料液比、提取時間、提取溫度、pH等條件進行提取,然后將pH調(diào)至沙棘蛋白的等電點使沙棘蛋白沉出,干燥之后得到沙棘蛋白。表1為不同條件下的蛋白提取結(jié)果。從表1可以看出沙棘籽粕中的蛋白與沙棘葉蛋白相比更易提取,且在此種方法下沙棘籽粕蛋白的提取率及蛋白含量也更高。崔淼等[18]通過正交試驗得到沙棘蛋白的合適提取條件為pH11、料液比 1:14、溫度60 ℃、時間60 min,在此條件下堿提提取率為53.08%,得到的產(chǎn)品蛋白含量為80.51%。逄治飛[19]同樣利用堿提酸沉法提取沙棘蛋白,其產(chǎn)品蛋白含量也高達80.03%。其他人在提取沙棘蛋白時也采用相同方法[20-21]。左蕾蕾等[22]提取沙棘葉蛋白時同樣采用此方法,但堿提時pH比他人高出許多,此時需注意安全問題,當堿濃度過高時,蛋白質(zhì)中的絲氨酸、蘇氨酸、胱氨酸等殘基發(fā)生消除反應(yīng)生成脫氫丙氨酸,而脫氫丙氨酸可和賴氨酸殘基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)生成有毒物質(zhì)賴丙氨酸[23-24]。除以上所說的安全問題之外,有前人研究表明,堿提酸沉法所提取出的蛋白溶解性差,蛋白顏色較深,還可能發(fā)生蛋白變性等情況,由此,在使用此法時需考慮這些缺點,但此法具有蛋白提取率高,純度高的優(yōu)點。

表1 沙棘不同組織的蛋白提取條件及提取結(jié)果比較Table 1 Comparison of extraction conditions and extraction results of protein from different tissues of seabuckthorn

1.1.2 醇法提取 醇法提取出的蛋白多為醇溶蛋白。醇法提取的過程為將沙棘原料與一定濃度的乙醇溶液混合,通過控制其沙棘渣粉碎度、乙醇濃度、添加量、提取溫度和時間選擇合適的提取條件。此法需要注意的是乙醇會提取出部分原花青素,在提取完成之后,必須進行分離操作。比如崔淼[18]以醇提物中的蛋白含量為指標,得到了適宜的提取條件,同時還對醇提蛋白的成分進行分析,蛋白純度僅為52.85%,遠遠低于堿提酸沉法提出的蛋白。

1.1.3 熱回流法 有學(xué)者使用熱回流法提取水溶性蛋白質(zhì),此方法操作簡單,主要是利用一定pH的水溶液進行回流提取。田景民等[25]利用響應(yīng)面與工廠生產(chǎn)結(jié)合的方式確定了最終的提取條件,并進行氨基酸分析,發(fā)現(xiàn)水溶性蛋白質(zhì)中谷氨酸含量較多。

1.1.4 復(fù)合法 沙棘籽粕中含有的蛋白種類很多,但是以上單一方法提取出的蛋白多為單一蛋白或少數(shù)混合蛋白,并不能將沙棘籽粕中的可提蛋白同時提取出,因此為提高產(chǎn)率可將多種方法復(fù)合,使其多數(shù)蛋白均被提出。已有的復(fù)合法為堿酶法和醇堿法。堿酶法是將堿提酸沉提取之后的殘渣用蛋白酶酶解,這可以充分利用堿提之后的殘渣提高提取率。例如有學(xué)者利用殘渣進行酶解提取蛋白,通過調(diào)節(jié)其加酶量、酶解時間、酶解溫度以及底物濃度等因素,最終得到了24.13%的提取率[18,26-27]。由此可以看出僅使用堿提酸沉一種提取方法時,沙棘中許多蛋白并未被提出,這兩者結(jié)合剛好提高了其產(chǎn)率。此外,還有醇堿法,即將醇法與堿法提取相結(jié)合提取沙棘蛋白,此種方法脫色后產(chǎn)率為11.39%,得到的產(chǎn)品蛋白含量提高到84.18%[28],與單獨醇提的蛋白純度相比提高30%左右,這同樣表明醇堿法有助于提高產(chǎn)品的蛋白含量。

1.2 沙棘多肽的提取方法

肽是當前的研究熱點,肽雖然與蛋白質(zhì)都是由氨基酸組成的,但卻有著獨特的生物活性以及比蛋白更好的理化性質(zhì)。目前廣大學(xué)者對生物活性肽的研究越來越熱衷,各類動植物肽的活性被開發(fā)。

肽的制備方法有微生物發(fā)酵法、酸法、堿法、酶解法、人工合成法和基因表達法等。在沙棘多肽的研究中,采用酶解法制備多肽的文章較多。提取方法一般分為兩種,一種是將原料直接進行酶解,另一種先提取出蛋白再將蛋白進行酶解得到多肽。比如左蕾蕾等[29]就利用沙棘葉直接進行酶解獲取多肽,通過比較堿性蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶的水解度得知,堿性蛋白酶更適宜進行沙棘葉的酶解,進而利用正交優(yōu)化得出酶解最佳工藝:酶添加量14000 U/g,料液比(m/V)1:50,pH10,溫度 45 ℃,酶解時間2 h,此工藝條件下的水解度為 19.88%。這種直接對原料進行酶解的方法可以避免在堿提蛋白時過高的pH對蛋白特性造成的影響,還可以簡化獲取多肽的工藝,另由于沙棘籽粕中含有較多的纖維素、植酸、單寧等物質(zhì),所以直接酶解沙棘籽粕時,一般需要先加入纖維素酶、植酸酶、單寧酶,為之后的多肽提取提供便利條件。

相比于直接對原料進行酶解的方法來說,先將蛋白提取出再進行酶解的方法使用者較多,圖1即為此種方法的多肽制備流程圖。逄治飛[19]以堿提酸沉法提出的沙棘蛋白為原料,通過對中性酶、堿性酶、風(fēng)味酶及木瓜酶酶解產(chǎn)物的ABTS清除率的比較,選出最優(yōu)酶,對其酶解時間、復(fù)合酶比例、酶用量、底物蛋白濃度和酶解溫度進行優(yōu)化,確定出最優(yōu)的酶解工藝,即酶解溫度 52.5 ℃,酶用量2400 U/g,復(fù)合酶比例3:2,酶解時間 80 min ,底物濃度3%。舒丹陽[30]在酶解溫度55 ℃、加酶量0.35%、時間6 h,酶解pH11的條件下使用胰酶酶解沙棘蛋白,蛋白回收率和水解度分別為 75.38%和 13.55%。此方法與沙棘原料直接進行酶解的方法相比,雖然工藝步驟較多,但由于沒有沙棘原料中其他成分的干擾,因此多肽得率高。

圖1 以蛋白為酶解原料的多肽的制備流程圖Fig.1 Preparation flow chart of polypeptide with protein as enzymolysis material

由于每種酶的作用位點不同,得到的多肽分子量大小也是不同的。比如使用胰蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶、酸性蛋白酶分別對沙棘蛋白進行酶解,胰蛋白酶酶解得到的多肽分子量最小,酸性蛋白酶得到的最大。由表2可知,要想獲得不同的活性肽需要選擇不同的酶,這是由于不同的酶得到肽的分子量不同所以得到的肽的活性也有所不同,由此酶的選擇尤其重要。例如:以多肽得率為指標得到效果最好的酶為Neutrase酶[31];以ABTS自由基清除率為指標得到中性酶與堿性酶酶解結(jié)果最好[19];陳彤[32]為了得到具有醒酒作用的多肽,研究出使用木瓜蛋白酶的酶解液對乙醇脫氫酶的激活效果最好。根據(jù)文章可知,在得知酶的最適pH和時間的情況下,料液比、酶解時間、加酶量也會影響酶解效果。

表2 不同活性的沙棘多肽制備條件Table 2 Preparation conditions of sea buckthorn polypeptides with different activities

由于沙棘蛋白經(jīng)水解后會得到許多種類的多肽,由此必須進行分離純化和鑒定而得到所需的肽。現(xiàn)在常用的分離方法為凝膠過濾色譜、離子交換色譜、反相色譜、超濾法、電泳、固定化金屬親和層析、雙水相萃取法等。鑒定的方法毛細管電泳、聚丙烯酰胺凝膠電泳以及等電聚焦電泳、質(zhì)譜法、圓二色譜法、核磁共振[36]。陳彤[32]采用膜分離法對沙棘蛋白酶解液進行分離分級得到醒酒肽,KASHYAP等[37]利用SDS-PAGE進行純化,選用基質(zhì)輔助激光解吸/電離和熒光時間分析儀進行分析鑒定,獲得沙棘抗凍肽。

2 沙棘蛋白及多肽的結(jié)構(gòu)分析

2.1 蛋白組成

沙棘蛋白中含量較高的蛋白為清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。檢測對比新疆不同地區(qū)的沙棘種仁的蛋白組成,結(jié)果發(fā)現(xiàn)球蛋白的含量最高,但是由于產(chǎn)地的不同,每種蛋白含量還是存在差異,其中和田縣的沙棘球蛋白含量高于其他6個地區(qū)[38]。崔淼[18]采用Osboren 的方法進行蛋白分級,對堿提提出的沙棘籽粕蛋白組成成分進行分析得知清蛋白和球蛋白含量較多,醇溶蛋白和谷蛋白含量相對較低,與其他學(xué)者的研究相同。通過雙向電泳-質(zhì)譜體系檢測出沙棘種子中的蛋白點與蛋白表達量均低于沙棘果肉蛋白,利用不同pH膠條分離蛋白的結(jié)果可分析出沙棘果肉蛋白的酸性蛋白數(shù)量多于堿性蛋白,沙棘種子蛋白中卻含有較多的堿性蛋白[39]。

2.2 氨基酸組成

氨基酸組成分析通常采用氨基酸自動分析儀、高效液相色譜等方法。沙棘蛋白中含有18種氨基酸,屬于完全蛋白質(zhì)。由于沙棘部位的不同蛋白含量也不同,含有的氨基酸含量也存在差異(如表3)。沙棘籽粕堿提蛋白第一限制氨基酸為蛋氨酸+胱氨酸。張文博等[20]和張焱等[38]均對沙棘種仁蛋白進行氨基酸分析得知酪氨酸、谷氨酸含量較多,色氨酸含量最低,此外精氨酸和天冬氨酸含量也較為豐富。崔淼[18]也對其提取出的沙棘籽粕蛋白進行氨基酸分析得出,不同蛋白提取方法提取的各種氨基酸含量也不同,堿提蛋白氨基酸含量高于醇提蛋白,兩種方法提取出的蛋白氨基酸含量均高于沙棘籽粕中氨基酸含量,堿提蛋白與醇提蛋白中谷氨酸含量最高,胱氨酸含量最少,沙棘籽粕中丙氨酸含量最少,經(jīng)提取之后,丙氨酸含量增長最多。除沙棘籽之外,也有學(xué)者對陜西不同地區(qū)的沙棘葉中氨基酸組成進行分析,5個地區(qū)樣品中18種氨基酸總含量在17.79%~22.51%之間,谷氨酸、亮氨酸、色氨酸含量較高,與沙棘種仁氨基酸含量組成有些差異,但已含有人體必需氨基酸且含量均不低[10]。

表3 沙棘不同組織氨基酸組成比較分析Table 3 Comparative analysis of amino acid composition in different parts of sea buckthorn

將沙棘籽粕蛋白和大豆蛋白進行比較可知,沙棘籽粕堿提蛋白中必需氨基酸指數(shù)僅低于大豆蛋白4.59%,且沙棘籽粕堿提蛋白總必需氨基酸346.8 mg/g,非常接近 FAO/WHO 模式的標準蛋白的 350 mg/g,除此之外,沙棘蛋白與大豆蛋白必需氨基酸種類構(gòu)成比例十分接近[40],由此可以看出沙棘蛋白是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白資源。

2.3 分子量

沙棘蛋白及肽的分子量的測定多采用十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳法(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDSPAGE)和高效凝膠色譜法。對印度Ladakh地區(qū)17個種類的沙棘的葉、果實、種子中的蛋白進行SDS-PAGE,得到蛋白分子量大小根據(jù)沙棘種類不同而不同,但是所有種類的蛋白分子量均集中在96~88 kDa[9],熊朝偉[39]采用TCA-丙酮法獲取沙棘種子和果肉蛋白,利用SDS-PAGE測定沙棘種子及果肉的分子量范圍,沙棘種子蛋白的分子量大都集中在45~9.5 kDa之間,沙棘果肉蛋白分子量大都集中在66~20 kDa與14.4~6.5 kDa之間。劉洪霞等[41]采用高效凝膠色譜法對堿提酸沉得到的蛋白分子量進行分析得出:分子量在5~10 kDa的蛋白較多,占比達到40.91%,其次是分子量大于10 kDa的組分百分比達到了26.14%。幾篇文章所報導(dǎo)結(jié)果存在很大差距,主要是由于所用沙棘種類和部位以及蛋白的提取方法不同所致。

舒丹陽[30]對比了蛋白與蛋白酶解后的分子量變化,酶解前蛋白分子量主要在14.3~20.1、22~29、30~37 kDa,酶解變?yōu)殡闹?,分子量小? kDa的比例由15%上升至23.07%,在1~5 kDa區(qū)間的蛋白肽比例由17.95%上升至21.6%,而大于10 kDa的蛋白肽的比例下降了33.4%,由此可看出,酶解使蛋白的分子量大大降低。陳彤[32]利用木瓜蛋白酶水解沙棘籽得到酶解液,將酶解液分離純化得到活性較強的醒酒肽,利用SDS-PAGE的方法測定得到活性強的醒酒肽的分子量在3.3 kDa以下。分子量為2.5~3 kDa的肽與5~20 kDa的肽相比,2.5~3 kDa具有更好的提高免疫力的能力[42]。由以上結(jié)果可知,生物活性較好的肽的分子量均較小。但目前研究中的不足是,對于肽的結(jié)構(gòu)研究并不具體,也尚未確定具體的多肽分子組成。

3 沙棘蛋白及多肽的生物活性

3.1 降血糖

高血糖是現(xiàn)在的常見疾病。中國有許多的高血糖患者,到現(xiàn)在為止數(shù)量還在逐漸上升。由表4可知,劉洪霞等[41]將沙棘蛋白分成高中低劑量組對小鼠進行灌胃8周,測量每組小鼠的血糖與體重,發(fā)現(xiàn)喂食沙棘蛋白的小鼠血糖水平低于db/db糖尿病模型小鼠,由此可以看出沙棘蛋白可以降低糖尿病小鼠體內(nèi)的血糖含量。同樣,其他學(xué)者研究沙棘蛋白對糖尿病小鼠作用時也得到了相同結(jié)果[35,43-44]。還可從糖尿病小鼠的炎癥因子的水平變化解釋沙棘籽蛋白的降血糖機理,沙棘籽蛋白通過調(diào)節(jié)糖尿病小鼠血清中C型反應(yīng)性蛋白(C-reactive Protein,CRP)、白細胞介素-6 (Interleukin-6,IL-6)、核轉(zhuǎn)錄因子-κβ(Nuclear factor-κ β ,NF-κ β)、腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平,使肝臟組織中腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)和沉默信息調(diào)節(jié)因子1(silence information regulator 1,SIRT1)活性增強,進而降低葡萄糖-6-磷酸酶(Glucose-6-phosphate,G-6-P)、糖原合成酶激酶-3(Glycogen synthase kinase-3,GSK-3)、肉毒堿棕櫚酰 轉(zhuǎn) 移 酶1-α(Carnitine palmitoyltransferase 1-α,CPT1-α)的表達量下降,抑制胰島素抵抗,因此小鼠的糖尿病癥狀得到改善[43]。除此之外,從微生物的角度也能夠解釋沙棘蛋白對血糖水平的影響,沙棘蛋白處理組的腸道微生物中雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌較糖尿病模型組均有顯著的增加,球形梭菌則明顯減少,由此來調(diào)節(jié)腸道菌群平衡,增快血糖的分解,使其能量代謝恢復(fù)到正常水平[44]。YUAN等[12]的研究也證實了沙棘蛋白可增加糖尿病小鼠腸道優(yōu)勢菌群的種類及數(shù)量,從而緩解糖尿病癥狀.

表4 沙棘蛋白及多肽降血糖機理Table 4 Hypoglycemic mechanism of sea buckthorn protein and polypeptides

3.2 抗凍活性

沙棘是一種抗凍耐寒的植物,從沙棘中提取的抗凍蛋白可以限制冰晶的形成,保護植物免受凍害。SHARMA等[45]分析得知從沙棘葉中提取出的41、39 kDa的蛋白和沙棘漿果中分離純化出的41 kDa蛋白具有抗凍活性。國外研究報道沙棘種子中純化的IV類幾丁質(zhì)酶在綠豆低溫保存中對綠豆的品質(zhì)變化有積極作用,使用此幾丁質(zhì)處理的綠豆冷凍后,滴失量和電解漏失量均降低以及對豆膜的完整性和凍融之后的氣味成分的保存均有保護作用[37]。除此之外,從沙棘中分離出的I類幾丁質(zhì)酶也同樣具有耐寒性,可以保護生物免受冷凍脅迫,降低生物冷凍過程中的品質(zhì)傷害,學(xué)者認為I類幾丁質(zhì)酶可能是參與了CBF/ERF依賴的冷應(yīng)激信號通路[46]。

3.3 醒酒活性

人體攝入乙醇后,大部分乙醇在肝臟中代謝,最后成為二氧化碳和水,一小部分乙醇在肺和腎中代謝,通過呼吸和尿液排出。當酒精攝入過量時,會進入血液中,使身體機能產(chǎn)生變化。多肽可提高血液中亮氨酸和丙氨酸濃度和乙醇脫氫酶的活性,由此加快乙醇的代謝。研究表明木瓜蛋白酶酶解的沙棘多肽具有激活乙醇脫氫酶活性作用,使用多肽喂養(yǎng)小鼠時,小鼠血液中的乙醇含量明顯低于醉酒模型組的小鼠,且醉酒時間也有減少[32],證實可將沙棘多肽作為解酒的輔助品。

3.4 抑菌活性

根據(jù)已報道的文章可知沙棘葉、根、莖和種子均具有抑菌活性,但研究認為其抑菌活性是因為乙醇粗提物中含有酚類物質(zhì)的原因[47],但是隨著對沙棘蛋白及多肽的研究增多,近年來有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)沙棘蛋白酶解物對一些細菌具有抑制作用,并且這些抑制作用與酶解沙棘蛋白使用的酶種類以及多肽的分子量大小有關(guān)。通過體內(nèi)與體外抑菌實驗得知,胃蛋白酶和中性蛋白酶B的沙棘酶解物對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌的生長具有抑制作用,利用Prote AX復(fù)合蛋白酶酶解得到的酶解物對綠膿桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌具有抑制作用,Prote AX復(fù)合蛋白酶的酶解產(chǎn)物的抑菌效果比胃蛋白酶強,酸性蛋白酶酶解多肽則對以上四種菌均有抑制作用。此外,根據(jù)已有的研究多肽分子量在500~2000 Da范圍內(nèi)時抑菌效果較好[32-34,42]。雖有文章證實了沙棘多肽具有抗菌作用,但對于沙棘多肽抑菌研究的菌種多為細菌,而且沙棘多肽抑菌原理尚不明確,還需要進一步研究。

3.5 抗氧化活性

早在2005年已有學(xué)者發(fā)現(xiàn)沙棘葉醇提物具有對缺氧誘導(dǎo)的C-6膠質(zhì)瘤細胞氧化應(yīng)激的保護和抗氧化作用。沙棘葉醇提物能更好地抑制低氧誘導(dǎo)的細胞毒性、線粒體完整性損傷、活性氧簇產(chǎn)生和DNA損傷,并維持細胞抗氧化水平,但當時并未對其活性成分進行細致研究[48]。到目前為止,已有許多研究證明沙棘多肽具有抗氧化活性[31-33,49-50]。多肽類的抗氧化性與多肽的分子量大小、氨基酸的組成以及酶的種類等有關(guān),當多肽鏈中酪氨酸、色氨酸、組氨酸、脯氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸等氨基酸含量多時,肽的抗氧化性也會提高,有研究發(fā)現(xiàn)這些氨基酸可以與過氧化物結(jié)合生成亞胺或羥基衍生物[19,51-52]。多肽分子量為1~2 kDa時抗氧化活性較強,酸性蛋白酶水解多肽的抗氧化能力強于木瓜蛋白酶和胰蛋白酶,這是由于酸性蛋白酶酶解得到的多肽分子量處于1~2 kDa附近。利用酸性蛋白酶制備出的抗氧化肽喂養(yǎng)小鼠8周,大劑量喂養(yǎng)多肽的小鼠體內(nèi)過氧化氫酶和谷胱甘肽水平與未喂養(yǎng)抗氧化肽的小鼠相比均有提高,丙二醛含量下降,此結(jié)果很好的證明了此多肽具有抗氧化活性[33]。

3.6 提高免疫活性

有研究表明,將分子量為2000~3500 Da的沙棘多肽添加到肉仔雞的日糧中可提高肉仔雞的法氏囊指數(shù)、脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù),由此提高了肉仔雞的免疫能力,分子量為500~2000 Da的多肽可以提高肉仔雞的生長發(fā)育,且多肽的添加量最多為2%,不會大幅度提高飼料成本,這一研究有益于肉仔雞的飼養(yǎng)[42]。MISHRA等[53]研究了沙棘葉醇提物對老年組和青年組的鼠的免疫調(diào)節(jié)作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)沙棘葉醇提物的使用增加了干擾素-γ(Interferon-gamma,IFNγ)產(chǎn)生、CD25的分泌和MHC-II的表達,但脾細胞的增殖沒有明顯效果,老年鼠整體比成年鼠的免疫反應(yīng)較弱。還有學(xué)者將沙棘原汁通過高溫瞬時滅菌和噴霧干燥制成沙棘Vp粉,經(jīng)檢測Vp粉含有多種人體必須氨基酸,并發(fā)現(xiàn)沙棘Vp粉可以改善環(huán)磷酰胺造成小鼠免疫功能低下的問題,提高免疫器官功能[54]。

3.7 抗炎活性

根據(jù)對用沙棘蛋白喂養(yǎng)的患有糖尿病小鼠的炎癥因子的水平測定可知,沙棘籽蛋白可以抑制小鼠體內(nèi)的炎癥因子的表達[43],此外還有的研究證明沙棘葉提取物具有抗炎活性[55],使用沙棘葉的提取物對小鼠巨噬細胞進行處理,發(fā)現(xiàn)提取物抑制NO、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)和環(huán)氧化酶-2 (cyclooxygenase-2,COX-2)的表達和TNF-α、IL-6和IFN-γ等促炎因子的生成,而對提取物進行成分分析得知提取物中蛋白質(zhì)、單寧、碳水化合物含量較高[56]。

3.8 其它活性

沙棘蛋白肽對糖尿病小鼠的腎臟具有保護作用,用沙棘蛋白肽喂養(yǎng)糖尿病小鼠,可改善其血細胞分布紊亂、腎小囊擠壓性萎縮、基底膜增厚等腎病的病理性特征[35]。徐剛[57]對沙棘進行干旱脅迫,發(fā)現(xiàn)沙棘可調(diào)節(jié)蛋白的表達從而增強抗干旱能力,在干旱脅迫下熱激蛋白的豐度增加,參與抗氧化物質(zhì)合成、氮元素代謝調(diào)節(jié)、穩(wěn)定細胞核結(jié)構(gòu)和的細胞分裂等生命活動的蛋白質(zhì)的表達增強,由此可推斷出這些蛋白可能具有抗干旱活性。以沙棘為原料利用微生物生產(chǎn)出沙棘單細胞蛋白,將12.8%~22.4%的單細胞蛋白添加到長吻鮠魚飼料中,提高飼料中氨基酸的種類以及含量,尤其是限制性氨基酸蛋氨酸的含量,提高了飼料的營養(yǎng)價值[58]。此外沙棘多肽樣品濃度在5 mg/mL時對酪氨酸酶具有76%的抑制作用[31]。

4 展望

我國的沙棘生長面積廣泛,但是沙棘利用率較低。隨著人們對其作用認識越來越深入,沙棘的活性成分研究也逐漸增多,但是對于沙棘蛋白及肽的研究及應(yīng)用還是稍微遜色,研究不夠廣泛,與其他動植物蛋白及肽的研究相比,關(guān)于沙棘蛋白及肽的生物活性研究文章數(shù)量也較少,還有許多活性未被研究,即便研究出的活性多肽也只有少數(shù)進行了結(jié)構(gòu)表征,這并不利于拓展沙棘蛋白及肽的應(yīng)用范圍。根據(jù)已有的研究可知,沙棘蛋白及肽在醫(yī)藥、美容、保健食品等方面均有著重要的作用,相信在未來幾年,對于沙棘蛋白資源的研究利用會越來越多,同時其應(yīng)用范圍也會越來越廣泛。

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