劉凌云

（畢節(jié)市能源發(fā)展技術中心，貴州畢節(jié) 551700）

肽指的是蛋白質經過酶水解后所生成的碎片，其結構中的氨基酸種類和數量都會使得肽段具有一定的特殊活性。一般情況下，由2～20個氨基酸構成的多肽具有抗氧化、抗癌、抗菌、降壓、抗疲勞和免疫調節(jié)等多種生理功能。在人類的生活中，微量元素起著非常關鍵的作用。如果體內缺乏鈣質，會導致機體出現營養(yǎng)不良、免疫力下降等癥狀；缺乏鐵會引起消化系統(tǒng)和記憶衰退；人體缺乏鋅元素會引起生長發(fā)育遲緩，出現神經精神障礙等癥狀[1]。

當前常見的各種營養(yǎng)補充品含有His、Cys、Glu、Asp、Ser（P）的多肽，其對金屬離子的螯合活性相對較高，可以較好地與Ca2+、Fe2+、Zn2+等金屬離子進行共價或吸附結合。多肽金屬離子螯合物由于具有高吸收利用率和無胃腸副作用等優(yōu)點，已逐步引起廣泛的重視，并成為當前的研究熱點。本文綜述了近年來國內外的肽金屬離子螯合物的結構特點和吸附機理。

1 肽金屬螯合物

1.1 多肽金屬螯合物的結構特點

多肽結構中的氨基酸，如谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸等，都是配位氨基酸，它們能與不同的金屬元素結合，生成肽金屬螯合物。肽類金屬螯合物是一種具有良好熱力學和熱穩(wěn)定性的環(huán)狀化合物。利用亞鐵、鋅等離子與多肽進行螯合，制備出兼具多肽與金屬離子兩種營養(yǎng)與功能性特征的多肽金屬螯合物，是一類兼具多肽與金屬離子兩種特征的新型多肽金屬螯合物。米糠肽-鐵鋅螯合劑既保留了亞鐵離子和鋅離子的生理功能，又保留了其抗氧化和降膽固醇的功能，其應用前景十分廣闊。

1.2 多肽金屬螯合物的轉運機理

鈣、鐵、鋅等微量元素可以在飲食中得到，再經過胃酸的分解，從而被身體所吸收。但是，由于受到小腸壁的拮抗，所以會對它在腸道的消化和吸收造成不良反應，從而導致出現嘔吐、反酸等不良反應。因而，如何進一步提升機體對金屬元素的攝取效率，已引起國內外科研工作者的高度重視。

多肽類金屬螯合物以多肽的方式運輸進入機體。小肽較普通氨基酸更容易被人腸道運輸和吸收，其與重金屬的螯合會提高其對重金屬的利用效率，降低能耗，促進食物的消化和吸收。其次，多肽是蛋白質的最重要的吸收途徑，它以多肽的形式穿過腸上皮細胞進入到血液中，具有快速消化、能量消耗低、不易飽和等優(yōu)勢，例如多肽-鐵螯合作用較強，更容易被機體消化吸收；而肽-鋅螯合劑則能有效地補充鋅離子，且其生物利用度較高，毒性較低[2]。

1.3 多肽金屬螯合物的生物活性

1.3.1 抗氧化性

在生物體內，自由基是多種生物化學作用的中間體，一旦超過一定限度，就會對生物體內的正常細胞進行破壞，從而導致身體老化，并引發(fā)多種疾病。研究發(fā)現，大豆蛋白水解產物，也就是多肽，其抗氧化性更強。芝麻蛋白酶水解多肽對糖尿病、高血壓等多種慢性代謝性疾病有良好的防治作用，是一種極具潛力的新型功能食品。Ramak 等通過對多肽進行了多肽組學研究，結果表明，與其他蛋白酶比較，木瓜蛋白酶水解得到的多肽及其螯合物對 ABTS+的清除和螯合效率都較高，具有較好的抗氧化性，且對亞鐵的螯合效率也較高。蛋白質在水解時，由于水解度太高，會生成苦味肽段，影響制品的風味，因此，不能僅依據水解度選擇蛋白酶，也要考慮蛋白酶的抗氧化性[3]。

1.3.2 抗菌性

在人們追求更高品質食物的同時，食物的安全性也越來越受到重視。隨著抗生素、磺胺等抗菌藥物的應用越來越多，細菌的抗藥性也越來越強，所以高效、殘留少、毒害小的抗菌物就成了防治細菌感染的關鍵。李敏晶等以一種海洋動物為對象，對其進行了初步的抗菌實驗。研究表明，隨著生物活性物質含量的增加，抗菌活性增強。張囡從蘑菇莖中獲得了多種分子量的多肽類化合物，結果表明，它們既有抗真菌活性，又有很高的還原性[4]。植物中含有一些成分，可以通過植物中的成分來抑制或者直接殺滅病原菌，并且不會出現抗藥性，從而增強人體的免疫力。已有的實驗結果表明，將無機離子與聚肽進行螯合，不但可以增加無機離子的吸收，還可以增強聚肽的抗微生物活性。例如：Lin 等從一種廉價的魚的蛋白水解液中提取出了一種多肽，并將其與亞鐵離子進行了螯合，對其對自由基的清除能力進行了測試，結果表明，螯合后的多肽螯合亞鐵既具備了良好的營養(yǎng)特征，又容易被人消化和吸收，同時還具備了抑制細菌和抗氧化的作用。由于大部分多肽都是從食品中提取出來的，因此對身體沒有任何的負面影響，還能加速傷口的愈合。

2 肽金屬離子螯合物的研究進展

2.1 多肽硒螯合物的研究進展

硒是一種重要的微量元素，對機體的生長、發(fā)育和繁殖有重要作用，還可以提高人體的免疫力。硒缺乏不僅會引起機體多個臟器的損傷，還會引起多種慢性病的發(fā)生，如腫瘤、貧血、大骨節(jié)病、糖尿病等。劉曉美等利用酶水解法制備了高效的玉米肽，并對其與硒螯合的方法進行了研究，在動物實驗中證明了玉米肽-硒螯合體系是一種新的含硒營養(yǎng)素的補充劑[5]。林棟等從豌豆和核桃中提取出了多肽-硒螯合，并用亞硒酸鈉合成了多肽-硒螯合，測定了它們的抗氧化性和還原性，結果表明，這些肽-硒螯合后的分子量變得更小，更容易被人體吸收。因為人類本身并沒有生成硒元素的能力，所以只有在每天的食物中才能夠獲得硒元素。Sayra 等對萌芽鷹嘴豆在各種蛋白組分中的硒積累，以及它們對蛋白水解液消化率和細胞抗氧化活性的影響進行了對比，結果表明，經過螯合后的鷹嘴豆芽球蛋白的消化率較高。結論：多肽具有較高的生物利用率和較低的毒性，可以成為補充硒的重要途徑。

2.2 多肽鈣螯合物的研究進展

鈣是一種礦物質，對機體的健康至關重要。因此，對補鈣藥物的研發(fā)在世界范圍內已成為一個熱門話題。成靜等研究了膠原蛋白多肽螯合鈣對動物有很好的補鈣作用，可使動物的血清鈣、股骨鈣濃度和股骨指標顯著升高。祝德義等對膠原多肽與鈣的結合模式進行了深入探討，利用UV、FTIR、環(huán)境掃描電子顯微鏡等手段，對多肽-鈣的結合模式進行了初步分析，發(fā)現Ca2+不僅可以結合到其氨基和羧基上，還可以結合到其羧基上，從而提高其對鈣的攝取能力[6]。然而，目前對其作用機制還知之甚少。Bouhallab 等發(fā)現，多肽的活性除了受多肽長度、氨基酸序列等因素影響之外，還受多肽與金屬離子相互作用的親和常數、穩(wěn)定常數，以及所生成的多肽-金屬離子螯合產物的穩(wěn)定性等因素影響。Ferraretto 等還認為，多肽的功能很有可能是通過將其插入到細胞膜上，從而在細胞膜上形成一個特定的Ca2+通道，從而發(fā)揮其對Ca2+的功能。多肽-鈣也具有抗微生物作用。丁利君等發(fā)現，多肽-鈣螯合體對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、熒光假單胞菌、枯草桿菌、白念珠菌、啤酒酵母、黑曲霉等具有不同程度的抗菌活性，其中對該菌的增殖具有顯著的抑制效果。

2.3 多肽鐵螯合物的研究進展

肽鐵螯合物是多肽和二價金屬離子之間以配位方式連接而成的一種環(huán)形結構。其可從大米、花生、芝麻、肉制品等食品原料中提煉出能與金屬離子螯合的蛋白質活性肽，因此，肽鐵螯合物具有較高的實用性和安全性，且易于被人體消化和吸收。與普通的亞鐵鹽相比，米糠肽-鐵螯復合物具有更好的溶解性和吸收性。曹叢叢等對阿膠多肽-鐵螯合物的促鐵吸收性能進行了初步的實驗，發(fā)現其對小腸組織有明顯的增強作用及活血化抑制作用；以玉米肽為原材料，將其與鐵結合，合成出具有良好的化學穩(wěn)定性和較高的鐵離子螯合率，并具有 ACE 抑制作用的玉米多肽-鐵螯合體，有望成為一種新型的功能型補鐵材料[7]。

多肽的側鏈基、胺基、羧基和羰基等可以為亞鐵螯合物提供相互結合的位置。Wu 等將太平洋鱈明膠水解制得具有鐵螯合活性的多肽，發(fā)現該多肽具有較強的鐵螯合活性，并發(fā)現該多肽中含有谷氨酸、精氨酸和脯氨酸；通過對肽-鐵螯合蛋白的研究，發(fā)現了一種含有 SVNVPLY 的多肽，該多肽對鐵離子配位起關鍵作用，且多肽 SVNVPLY 與鐵離子結合作用顯著；Lv 等對脫脂肪的胡麻中的鐵螯合多肽進行了表征，發(fā)現與鐵螯合作用有關的是：絲氨酸的磷酸基、天冬氨酸和谷氨酸的羧基、組氨酸的咪唑基，以及半胱氨酸的硫基。

通過螯合作用得到的多肽-鐵螯合物組分非常復雜，既包含了大量的自由金屬Fe，又包含了大量沒有參加螯合作用的多肽片段，需要進一步分離和提純。超濾法、親和層析法、離子交換色譜法、凝膠過濾層析法和反相高效液相色譜法是目前比較常見的檢測方法。Jiang 等利用超濾、質譜技術、親和層析法等技術，對藍圓盤酶水解液中的鐵螯合肽進行了分離，獲得了具有良好鐵螯合活性的多肽。同時其采用色譜分析方法，證實了乳清蛋白中的小分子多肽對鐵螯合作用，并表現出較好的穩(wěn)定性及較高的溶解度。

2.4 多肽鋅螯合物的研究進展

多肽和 Zn 可以形成多肽-Zn 螯合物，該螯合物對 Zn 的攝取能力強，其具有無毒副作用、安全高效的特點。與其他無機鹽相比，大豆蛋白水解液中的鋅螯合物溶解度較高，有利于人體對鋅離子的胃腸道吸收；通過對玉米多肽進行 Zn 改性，可以提高玉米多肽-鋅螯合物的抗氧化性，并有利于其在胃腸中的消化和吸收；Guo 等通過在羅非魚中加入谷胱甘肽和鋅，研究了在羅非魚中加入谷胱甘肽和鋅對其生長性能的作用，發(fā)現加入谷胱甘肽和鋅離子后，可以提高羅非魚總蛋白質含量，提高其生長性能，提高機體免疫力[8]。

氨基酸中的羧基和組氨酸中的吡啶基均具有較強的螯合性。Zhang 等利用堿性蛋白酶對杜蠔蛋白中的 Zn 進行了螯合實驗，發(fā)現氨基酸、羧基是其螯合位點；與常規(guī)肽相比，該多肽具有較強結合能力，具有較高的Zn 螯合活性，并且具有較高的消化酶抗性，有利于 Zn 在消化道的吸收與利用。多肽的提取和提純能夠極大地增強其與重金屬的螯合性，促進其在胃腸中的消化和吸收。利用超濾法和液質聯用技術，從大豆中獲得了一種新穎的具有鋅離子螯合能力的多肽KYKRQRW。鋅螯合肽除可提高與鋅的親和力外，還可提高其在胃腸中的穩(wěn)定性；采用超濾法、離子交換層析、反相高效液相色譜等方法，從綠豆酶水解液中獲得了一種具有較高螯合能力的酶水解液，該酶水解液中的 Zn 離子螯合效率較未經過分離和提純的酶水解液提高了55.09%；采用親和色譜、反相高效液相色譜、質譜等方法對芝麻多肽進行了鑒定，發(fā)現芝麻多肽具有較好的鋅離子螯合性，并明顯優(yōu)于谷胱甘肽。

3 結論

相對于蛋白質和氨基酸，多肽的吸收機理更為簡單有效，也更易于被機體消化，此外，多肽還具有抗菌、抗氧化、抗疲勞等多種生理功能。在肽金屬離子螯合物方面，目前的研究重點是從動物、動物殘渣、垃圾等中萃取蛋白質，其制備方法簡單、環(huán)保，而且其產品的安全性能更高，在工業(yè)上更具發(fā)展?jié)摿?。多肽的氨基酸序列、分子量、官能團的疏水性等因素在其螯合反應中的功能仍不明確，其與多肽的結合位點、親和力及主導的驅動因素等也不清楚。國內外研究學者對多肽螯合物的研究有望加快多肽金屬螯合物在食品中的應用，促進其在食品中的應用，對于提高我國人民的身體素質，提高農副產品、林副產品的價值，都有著十分重大的現實意義。