功能性食品与疾病预防
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一、生理活性肽

生理活性肽具有调节人体生长、发育、生殖、代谢和行为等生命过程的作用。它可以分为以下几种。

(一)矿物元素结合肽

多数矿物元素结合肽中心位置含有磷酸化的丝氨酸基团和谷氨酰残基,与矿物元素结合的位点存在于这些氨基酸带负电荷的侧链一侧,其最明显的特征是含有磷酸基团。与钙结合需要含丝氨酸的磷酸基团以及谷氨酸的自由羧基基团,这种结合可增强矿物质-肽复合物的可溶性。酪蛋白磷酸肽(简称CPP)是目前研究最多的矿物元素结合肽,它能与多种矿物元素结合形成可溶性的有机磷酸盐,充当许多矿物元素如Fe2+、Mn2+、Cu2+、Se2+,特别是Ca2+在体内运输的载体,能够促进小肠对Ca2+和其他矿物元素的吸收。

酪蛋白磷酸肽的分子内具有丝氨酸磷酸化结构,对钙的吸收作用显著。它是应用生物技术从牛奶蛋白中分离的天然生理活性肽,存在于牛乳干酪素中,有两种物质。由α-干酪素制成的α-酪蛋白磷酸肽是由37个不同氨基酸组成的磷肽,其中有与磷酸基相结合的丝氨酸7个,分子量为46000。由β-干酪素制成的β-酪蛋白磷酸肽,是由25个不同氨基酸组成的磷肽,其中有与磷酸基相结合的丝氨酸5个,分子量为3100。酪蛋白磷酸肽是一类含有25~37个氨基酸残基的多肽,在pH7~8的条件下能有效地与钙形成可溶性络合物。

酪蛋白磷酸肽的生理功能主要有以下几个方面:①促进成长期儿童骨骼和牙齿的发育;②预防和改善骨质疏松症;③促进骨折患者的康复;④预防和改善缺铁性贫血;⑤抗龋齿。

日本、澳大利亚、德国等将其应用于功能性食品中,如日本添加酪蛋白磷酸肽的补钙、补铁功能性食品,包括液体饮料、强化乳制品、饼干、糕点、糖果等。我国已于1994年实现了酪蛋白磷酸肽的规模化工业生产,酪蛋白磷酸肽作为第一种用于食品中的矿物元素结合肽,日益受到人们的重视

(二)酶调节剂和抑制剂

这类肽包括谷胱甘肽、肠促胰酶肽等。谷胱甘肽在小肠内可以被完全吸收,它能维持红细胞膜的完整性,对于需要巯基的酶有保护和恢复活性的功能,它是多种酶的辅酶或辅基,可以参与氨基酸的吸收及转运,参与高铁血红蛋白的还原作用及促进铁的吸收。

谷胱甘肽(GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通过肽键缩合而成的三肽化合物,广泛存在于动物肝脏、血液、酵母和小麦胚芽中,各种蔬菜等植物组织中也有少量分布。谷胱甘肽具有独特的生理功能,被称为长寿因子和抗衰老因子。日本在20世纪50年代开始研制并应用于食品,现已在食品加工领域得到广泛应用。我国对谷胱甘肽的研究还处于起步阶段。谷胱甘肽的生产方法主要有溶剂萃取法、化学合成法、微生物发酵法和酶合成法4种,其中利用微生物细胞或酶生物合成谷胱甘肽极具发展潜力,目前主要以酵母发酵法生产谷胱甘肽。

谷胱甘肽在生物体内有着重要的作用,主要有以下几方面:

(1)作为解毒剂,可用于丙烯腈、氟化物、CO、重金属以及有机溶剂的解毒。

(2)作为自由基清除剂,可保护细胞膜,使之免遭氧化性破坏,防止红细胞溶血及促进高铁血红蛋白的还原。

(3)对白细胞减少症具有保护作用。

(4)能够纠正乙酰胆碱、胆碱酯酶的不平衡,起到抗过敏作用。

(5)对缺氧血症、恶心以及肝脏疾病所引起的不适具有缓解作用。

(6)可防止皮肤老化及色素沉着,减少黑色素的形成,改善皮肤抗氧化能力并使皮肤产生光泽。

随着酶调节剂和抑制剂研究的不断深入,它们对人体的健康将发挥越来越大的作用。

(三)抗菌肽

又称抗菌活性肽,它通常与抗生素肽和抗病毒肽联系在一起,包括环形肽、糖肽和脂肽,如短杆菌肽、杆菌肽、多黏菌素、乳酸菌素、枯草菌素和乳酸链球菌肽等。抗菌肽热稳定性较好,具有很强的抑菌效果。

除微生物、动植物可产生内源抗菌肽外,食物蛋白经酶解也可得到有效的抗菌肽,如从乳铁蛋白中获得的抗菌肽。乳铁蛋白是一种结合铁的糖蛋白,作为一种原型蛋白,被认为是宿主抗细菌感染的一种很重要的防卫机制。研究人员利用胃蛋白酶分裂乳铁蛋白,提纯出了三种抗菌肽,它们可作用于大肠杆菌,均呈阳离子形式。这些生物活性肽接触病原菌后30min见效,是良好的抗生素替代品。

(四)神经活性肽

多种食物蛋白经过酶解后,会产生神经活性肽,如来源于小麦谷蛋白的类鸦片活性肽,它是体外胃蛋白酶及嗜热菌蛋白酶解产物。

神经活性肽包括类鸦片活性肽、内啡肽、脑啡肽和其他调控肽。神经活性肽对人具有重要的作用,它能调节人体情绪、呼吸、脉搏、体温等,与普通镇痛剂不同的是,它无任何副作用。

(五)免疫活性肽

免疫活性肽能刺激巨噬细胞的吞噬能力,抑制肿瘤细胞的生长,我们将这种肽称为免疫活性肽。它分为内源免疫活性肽和外源免疫活性肽两种。内源免疫活性肽包括干扰素、白细胞介素和β-内啡肽,它们是激活和调节机体免疫应答的中心。外源免疫活性肽主要来自于人乳和牛乳中的酪蛋白。

免疫活性肽具有多方面的生理功能,它不仅能增强机体的免疫能力,在动物体内起重要的免疫调节作用;而且还能刺激机体淋巴细胞的增殖和增强巨嗜细胞的吞噬能力,提高机体对外界病原物质的抵抗能力。