随着我国社会经济的飞速发展，居民的生活方式和疾病谱不断发生变化，吸烟、过量饮酒、缺乏锻炼、不合理膳食等不健康生活方式普遍存在，其引发的慢性疾病问题不断增加，进而使人们对营养保健食品的关注和需求提高。功能多肽独特的营养特性和生理功能，以及在生物代谢调控中的重要作用逐渐被发现，特别是植物源多肽更因其天然、无毒副作用的特点受到国内外研究者普遍关注。
为了解近年来功能多肽的研究新进展以及在改善亚健康方面的作用， 黑龙江大学 农业微生物技术教育部工程研究中心的朱梦媛、李冲伟* 介绍了植物源功能多肽的制备方法、生理活性以及在功能食品方面的应用前景。
1、植物多肽的制备方法
提取法
提取法是从生物体中直接提取天然多肽类物质的方法。由于植物中存在的肽类物质数量非常有限，直接提取手段很难满足大规模生产的需要，且该方法提取成本高、产量低，因此应用并不广泛。提取法又可分为化学提取法和物理提取法。化学提取法是将生物材料浸泡在适当的缓冲溶液中充分溶解，采用离心方法除去不溶性组分，调节溶液pH值或加入变性剂沉积蛋白质，再次离心去除沉淀和其他杂质，最后通过分子筛层析柱纯化得到多肽。物理提取法是一种新兴的多肽制备方法，无需借助于化学试剂，仅依靠超高压连续流细胞破碎仪对动植物组织进行裂解，从而得到小分子多肽。该方法能最大程度地保证多肽的生物活性，但是对设备要求高、单次处理量小、多肽得率低，不适合工业化生产。
发酵法
利用微生物发酵制备多肽具有成本低、安全性高、质量稳定、功能显著等优点，并且属于一步法制备多肽工艺。该方法是利用微生物产生各种酶催化剂（如蛋白酶），在生长过程中微生物将其释放到培养基，从而导致蛋白水解产生多肽。使用特定微生物进行发酵，发酵过程可持续数小时乃至数天（具体时间取决于微生物的类型和多肽产物的种类），在发酵结束时，产品可以直接使用，也可以纯化后再利用。
水解法
水解法可分为酸水解、碱水解和酶水解。在食品领域，由于酸碱试剂的腐蚀性，单纯的酸碱水解法不常被使用；相比之下，酶水解法具有专一性强、提取率高、成本低、产品安全性高、整个过程条件温和、便于控制等特点，能很好地满足实验和生产的需求，因此成为制备活性肽应用最广泛的方法。酶解法通常是使用单个或多个特异性或非特异性蛋白酶，包括胃蛋白酶、碱性蛋白酶、胰蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶等。该法的关键点是选择合适的酶和酶解条件，如pH值、温度、时间等。
在以上3 种方法中，提取法产品得率低、对设备要求高，不适合工业化生产。发酵法成本低、安全性高，存在着多肽分离和纯化困难的问题，但是随着基因组学技术的发展，具有某种特异功效多肽的生物合成能为人类带来更为丰富的多肽产品。尽管酶法提取多肽专一性强、提取率高、便于控制，但同时也存在酶催化剂被大量浪费、混合肽中副产物多、最合适酶难以寻找及产率过低等制约该方法应用的诸多不足之处。
2、植物源功能多肽的生理活性
抗氧化作用
抗氧化多肽能有效清除机体自由基，抑制脂质过氧化，保护机体免受损伤，是研究最为广泛的一类多肽。能够获得抗氧化肽的植物源材料很多，已从豆类、坚果、种子和树叶中分离和鉴定出具有抗氧化作用的肽类物质。为了提高农产品的附加值，研究人员探索了以西瓜种子、玉米面筋粗粉、花生粕和紫苏粕等农产品加工废弃物作为抗氧化肽的来源。Siddiqui等制备了功能化的氧化石墨烯纳米片（PAni-Ag-GONC），并将其作为载体以共价健固定胰蛋白酶，使胰蛋白酶保留了90%的抗氧化活性，而天然胰蛋白酶在4 ℃下贮存60 d后，仅保留了44%的活性，表明由纳米复合物结合的胰蛋白酶产生的肽表现出较强的自由基清除活性。该策略为生物靶向催化药物和功能食品的开发提供了一种新方法。
降血压作用
随着社会生活水平的提高，世界范围内高血压患者越来越多，其发病率也越来越高，尤其是在发达国家，更多油炸食品和营养食品的摄入导致国民的血压指标进一步升高；因此，人们对降压肽越来越感兴趣。降血压肽主要通过抑制ACE来预防和治疗高血压。Zhang Peng等评估了利用小麦面筋通过铜绿假单胞菌蛋白酶（PaproA）制备ACE抑制肽的可行性。结果表明，小麦肽在营养保健和功能食品中均具有较好应用潜力，可成为预防和治疗高血压的成分。
免疫调节作用
免疫系统是细胞、组织和器官组成的巨大网络，其作用是消除潜在的有害生物，如细菌、病毒、真菌和原生动物等，并能够防止癌细胞生长。但是，过度的免疫反应会引发机体炎症反应，长期处于炎症状态会激发肿瘤的发生，所以，免疫调节对维持机体健康至关重要。Fang Yong等利用碱法从富硒大米中提取含硒蛋白质并将其水解，结果表明，获得的含硒多肽具有很好的免疫调节能力，可以作为天然的免疫调节剂，然而，这类免疫活性肽在体内发挥作用的机制仍不清楚，需要进一步研究。
抗肿瘤作用
目前，恶性肿瘤已经成为一种全球性难以治疗的疾病，并成为全球第一大致死疾病。近年来，已有研究表明，功能多肽在抗肿瘤方面表现出较好的治疗效果，已引起了全世界对抗肿瘤作用多肽研究的关注。Luna-Vital等评估了食用大豆中纯化多肽对人结肠直肠癌细胞的抑制作用，结果表明，该纯化多肽通过线粒体膜电位的损失和对人类结直肠癌细胞的DNA损伤而选择性地诱导凋亡，并且能够增强奥沙利铂的作用效果。
降血糖作用
糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病，其发病率和死亡率都很高。糖尿病的治疗方法很多，包括口服1型和2型胰岛素片，但目前还没有有效的治疗方法，国内外一直在研究更有效、更安全的替代药剂。颜辉等采用胰蛋白酶酶解麦胚蛋白得到麦胚蛋白多肽，动物实验结果表明，麦胚蛋白酶解产物对α-葡萄糖苷酶的半抑制质量浓度为10.98 mg/mL，能够缓解糖尿病小鼠的糖耐量异常。
结 语
植物源功能多肽已经引起了世界各国科学家及政府的高度重视，功能多肽的结构、制备方法以及药理作用的研究得到快速发展，众多新型多肽被开发出，多肽的功能保健作用也越来越清晰，如大豆肽可降血脂、降血压、降血糖、增强机体免疫力等，豌豆肽具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤、免疫调节等生理活性，苦瓜肽是一种很好的降血糖物质。另外，藻类植物蛋白、食用菌蛋白、坚果籽粒蛋白以及人参蛋白经过蛋白酶水解后，也可以分离出其他功能肽。部分功能多肽已用于保健食品开发，实现了工业化生产。
然而，植物源功能多肽的研究才刚起步，还有许多研究工作需要开展。比如，酶提取法专一性强、提取率高、便于控制，但存在难以寻找最合适酶及产率过低等问题，是否可以考虑直接利用混合肽的作用效果；在某些氨基残基上发现的各种修饰基团的存在，可能为肽序列的鉴定带来更多的研究方向。为了解决多肽易水解的问题，可用非天然氨基酸替代天然氨基酸，如设计D-对映体肽、多肽环化等对抗肿瘤肽修饰，这也将成为抗肿瘤肽发展的一个重要方向。随着蛋白组学、基因组学和色谱质谱技术的飞速发展，复杂多肽的组成鉴定和构效关系研究也会变得越来越容易。
本文《植物源功能肽的制备、生理活性与应用研究进展》来源于《食品科学》2021年42卷17期363-369页，作者：朱梦媛，李冲伟。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200706-069。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅
图片来源于文章原文及摄图网
为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社在宁波和西宁成功召开前两届“动物源食品科学与人类健康国际研讨会”的基础上，将与郑州轻工业大学、河南农业大学、河南工业大学、河南科技学院、许昌学院于2022年5月7-8日在河南郑州共同举办“2022年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。欢迎相关专家、学者、企业家参加此次国际研讨会。
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