食物源活性肽功能特性及其分子修饰研究进展

食物源活性肽是一种以食源性蛋白为原料，通过微生物酶解作用或自然发酵分解后而形成的具有从线性二肽键到较复杂结构的线性、环形结构变化的3种不同功能肽类结构的化学总称。食物源活性肽在提高人类营养和健康功能以及人体疾病生理调节能力中均发挥着极其重要的作用，已逐步广泛应用于健康功能性食品研制及相关临床辅助治疗方法中。

食物源生物活性肽的多种天然组成结构形式决定了其生理功能特性的丰富多样性。研究发现，食物源生物活性肽具有显著提高细胞抗氧化性、降血糖、降人体总脂蛋白胆固醇、抗肿瘤、免疫调节功能等多项生物活性。目前，研究较多的食物源生物活性肽的包括降血压肽、抗氧化活性肽和免疫调节肽。

降血压肽一般表现为ACE 抑制作用，ACE可以通过抑制激肽酶、肾素酶-血管紧张素酶和激肽受体的协同作用而导致血压持续升高。近年来，使用ACE蛋白治疗高血压已成为一个热门话题，蛋白水解时所生成的多肽能抑制ACE的功能，使其具有降压作用。多肽的活性是由氨基酸和其分子结构决定的，天然ACE抑制剂一般含有短链的氨基酸，它在降低血压方面比人工合成的效果更好，并且无长期不良反应。

来源于食物源活性肽的抗氧化活性肽种类很多，其中以动物源最多。抗氧化肽可以直接作为抑制剂、高效的自由基污染物的表面清除剂，或者直接作为过渡金属化合物的先驱材料。它们通过清除自由基、提供电子或螯合金属（如铁）而发挥抗氧化作用。

免疫调节多肽是一种由食物源蛋白产生的多种免疫调节作用的多肽，是一种免疫调节小分子，通过刺激免疫细胞生长和提高身体的免疫力，对身体的免疫系统有重大影响。它的稳定性和生物活性，不易造成人体的过敏性。目前研究显示，免疫调节多肽在治疗自身免疫和肿瘤方面具有重要的作用。

此外，抗疲劳肽、降糖肽、神经活性肽、酶调节及抑制肽、抗菌肽等也是目前研究的热点。这些多肽具有保持身体健康的功效。

食物源活性肽的品种类别较多，根据其原料主要物质来源分类，可简单分为植物源活性肽、动物蛋白源生物活性肽以及微生物源生物活性肽等。

① 植物源活性肽是存在于多种植物果实中含有的天然生物活性肽，对保护人体功能具有极大的医疗利用潜在价值。由于天然植物源生物活性肽成分来源较为丰富、成本低、原料制备简单，因此国内外有许多植物研究生产人员专门从某些植物根茎类原料，例如，大豆类根茎（黄豆、扁豆等）原料、谷物秸秆类（小麦、燕麦、玉米）种子、麻类植物的种子原料和向日葵油菜籽原料等来提取生物活性肽。

② 动物源活性肽。动物原料食品中也存在相当丰富活性，如蛋白质、碳水化合物等天然营养成分。许多动物研究学者试图提取其中含有的天然活性成分如生物活性肽等进行分析探究。动物基源有动物性牛奶蛋白、肉制品脂肪蛋白、奶酪、蛋类等。

③ 微生物源活性肽。除了天然动物、植物细胞壁分子中存在的多种有效活性肽，食源和其他药用性真菌中也含有丰富的有效物质成分，如蛋白质、脂肪、糖、维生素等植物营养成分，因此近年来国内外有许多研究学者也开始尝试探索如何从各种天然活性食用菌多糖物质中直接提取与筛选出活性肽。

食物源活性肽的制备方法

食物源活性肽是存在于蛋白质中具有一定的生物活性的氨基酸序列，多数由 2~20 个氨基酸残基组成，其被加密在原亲本蛋白的序列中，在其前体蛋白中并不活跃，需要蛋白质经过体外深加工，菌种发酵，内、外源性蛋白酶水解及体内消化吸收等方式特异性切割并释放。

相比于其他大分子物质更易被身体消化吸收，且肽段越小越易被肠上皮细胞肽酶水解，但底物蛋白质的分离过程可能受到多糖、脂质、蛋白酶、氧化酶和多酚的干扰，故直接从动植物中分离纯化生物活性肽是一项非常困难的任务，且成本高、产量低。而操作简单、成本低的制备技术主要包括下面三种途径：

一是酶解法：研究通过酶对天然食物源生物多肽蛋白质分子进行活性酶解从而获得具有人类各种器官功能活性因子的功能性生物肽；

二是微生物发酵法：通过采用特定的化学法，使特定食物源生物蛋白质分子结构中特定的肽键发生断裂从而得到特殊的生命活性肽类衍生物；

三是化学水解法：通过采用人工合成法制备以获得的具有一定小分子质量结构的多肽类化合物。不过，由于化学水解法制备的副产品很多，容易导致肽失活，因此并不是活性肽制备的优选方法。

生物活性肽的修饰

对肽分子进行修饰，改变其结构和理化性质，通常能够改变其生物活性，使其具有更好的稳定性和生物活性。常见的肽修饰的方法有共轭修饰和酶法修饰。肽分子修饰是获得和改进肽的生物活性最有效的方法之一，也是近年来食品科学和医药领域研究的重要发展方向。

1、共轭修饰

共轭是指2个以上双键（或三键）以单键相联结时所发生的电子的离位作用。肽分子与修饰分子通过共轭修饰可形成稳定的修饰产物。修饰分子可以是小分子化合物、金属离子、脂类和肽类分子。

① 乙酰化修饰。肽分子的乙酰化修饰是将肽分子上引入乙酰基（CH3CO-）的反应。研究发现，利用醋 酸酐对牦牛乳酪蛋白肽进行乙酰化修饰，牦牛乳酪蛋白肽乙酰化产物的苦味基本消失。对α -乳白蛋白进行乙酰化修饰，其分子质量发生了改变，且降低了α -乳白蛋白的肠道致敏性。对血管内皮生长因子（VEGF）受体2拮抗剂ArgLeu-Tyr- Glu（RLYE）进行乙酰化修饰得到AcRLYE，延长了其在血清中的半衰期，小鼠异种移植肿瘤模型验证了Ac- RLYE 在实体瘤中的疗效。

② 糖基化修饰。糖基化是利用1个或多个寡糖与肽分子通过共价键相连的过程，最常见的2种形式是N-糖基化和O-糖基化。研究发现，对α -乳白蛋白进行糖基化修饰，修饰后的α-乳白蛋白结构发生了改变，与IgE 结合能力降低，降低了其在肠道中的致敏性。

③ 聚乙二醇（PEG）修饰。聚乙二醇（PEG）修饰可以改善肽分子在生理环境中溶解度低、稳定性差、半衰期短等缺点。研究报道了很多的聚乙二醇修饰的肽分子，如促胰岛素分泌肽的PEG修饰、艾塞那肽的十二肽的PEG修饰以及诱导蛋白原-1（PG-1）末端 PEG修饰等，均改变了其生理活性。

④ 金属离子修饰。研究发现，对从蚌肉中制备的蚌肉肽进行锌螯合，获得的富锌蚌肉肽具有较好的保肝作用。对河蚬抗氧化肽进行了锌螯合，发现河蚬抗氧化肽-锌螯合物的体外抗氧化活性提高了。有学者制备了罗非鱼鳞胶原肽及胶原肽锌螯合物，发现罗非鱼鳞胶原肽锌螯合物的抗氧化活性明显优于罗非鱼鳞胶原肽，而且罗非鱼鳞胶原肽锌螯合物对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色假丝酵母等均表现出明显的抑制作用。对大豆多肽进行硒螯合物的制备，发现大豆多肽硒螯合物对DPPD自由基、羟基自由基的清除能力和Fe2+的还原能力均高于大豆多肽。

2、类蛋白反应修饰

类蛋白（plastein）反应是蛋白质酶解反应的逆反应，可提供高分子量类似蛋白质的化合物，并可通过肽键结合的方式来补充原蛋白质中的氨基酸。通过类蛋白反应，肽分子中的疏水性氨基酸残基，如芳香族氨基酸残基可在反应中被包埋聚集，从而减少肽的苦味。

研究发现，利用类蛋白反应修饰海地瓜体壁肽，其血管紧张素转换酶（ACE）抑制活性与没有经过类蛋白反应修饰的肽相比活性显著提高，模拟体外消化试验发现类蛋白反应修饰海地瓜体壁肽与胃肠蛋白酶作用后可显著增强其降压活性。

利用添加外源谷氨酸的类蛋白反应，制备类蛋白修饰的牡蛎肽，探索牡蛎肽-锌复合物（MZ）促进机体吸收锌的机制，结果表明，牡蛎肽-锌复合物可通过锌离子通道和小肽转运途径促进肠道对锌的吸收。

生物活性肽在保健品、功能性食品、药品、化妆品等领域发挥着越来越重要的作用。对肽结构的深入研究，不仅有助于解决肽本身结构的问题，而且还有助于解决药物治疗与研发、产品开发等领域的实际问题。

目前，人们多尝试采用多种体外生化评价研究方法直接对多肽化合物的主要生物功能特性进行量化评价，许多具有良好生理作用的活性肽在实验动物模型中也已被证实，但其在生物临床研究中的应用却受到技术上的制约。

所以，需进一步阐明生物活性肽的生理机制，明确肽的结构与功能，以及对获得的肽分子结构加以修饰，获得更好的生物活性，推动生物活性肽在实际临床方面的应用。

参考资料：

[1]程进霞,李景军.食物源活性肽及其生物功能特性研究现状[J].新疆师范大学学报(自然科学版),2022,41(04):16-24.

[2]张钰源,翟兴月,佟长青,陈平,李伟.生物活性肽分子修饰的研究进展[J].农产品加工,2023(02):70-72.

作者简介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科学硕士，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品的开发与研究。