人工提取的功能肽--玉米肽

肽类百科

人工提取的功能肽--玉米肽

2019年11月25日

玉米是我国的三大粮食作物之一,目前我国的玉米总产量居世界第二位,占世界总产量的20%,占我国粮食总产量的25%。玉米不仅在农业中占重要的地位,在工业生产中也是生产淀粉、酒精的主要原料,玉米湿法生产淀粉的副产物玉米面筋粉(俗称玉米渣),大约含60%的蛋白质,主要是由玉米醇溶蛋白(68%)、谷蛋白(22%)和球蛋白(1.2%)组成。然而玉米蛋白水溶性较差,组成复杂,口感粗糙,严重影响了其在食品中的应用。不仅如此,玉米蛋白就其氨基酸组成而言,赖氨酸和色氨酸含量较低,为其限制性氨基酸,根据衡量氨基酸组成的水桶平衡理论,玉米蛋白是一种非全营养蛋白。因此作为人类的营养成分,玉米蛋白的利用受到一定的限制;又加之玉米蛋白原料丰富,价格低廉,玉米淀粉的副产物很多未经利用即自然排放,这不仅是对可利用粮食资源的极大浪费,而且对环境也会造成一定程度的污染。据有关统计,我国每年随废液排走的玉米蛋白高达8万吨以上,其余主要用作蛋白饲料,也就是说玉米蛋白的利用率极低。但是随着人类对蛋白资源的重视和对生物活性肽的科学研究的不断深人,掌握了酶解天然蛋白资源制备生物活性肽的基本理论和技术方法,对玉米蛋白可实现有限的酶解过程,能生产出高营养且易于吸收的、高附加值的具生物学功能特性的生物制品,因此必将促进农业经济的发展。


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?一、玉米肽的性状


用酶解法制备的玉米多肽呈灰白色,有多肽的特殊味道,分子量多在1000D以内。其溶解性能好,在大范围pH值下都能完全溶于水,无浑浊现象和沉淀物的产生。对热的稳定性高,加热后组分不改变,功能不丧失。由于玉米多肽是从天然食品玉米蛋白中制取的,故安全可靠,无毒副作用。

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二、玉米肽的生物活性与功能


从酶解玉米蛋白制备生物活性肽的研究结果统计可知,可释放出具生物活性的肽主要有:

1、玉米降压肽

降血压肽通过抑制人体血液中血管紧张素转换酶(angiotensinI-convertingenzyme,ACE)活性而达到降血压的作用。ACE的抑制肽最早发现于蛇毒中。人们于20世纪90年代发现了许多天然蛋白水解后可以得到具有ACE抑制活性的肽,这些寡肽的共同特征是C-末端为脯氨酸或芳香族氨基酸,而N-末端往往是疏水性氨基酸。玉米蛋白含有高比例的缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、脯氨酸和谷氨酰胺等,很少含有赖氨酸等碱性氨基酸,这种独特的氨基酸组成使玉米醇溶蛋白的水溶性较差,营养价值不高,而这种不平衡的氨基酸组成使玉米蛋白成为多种生理活性肽,特别是降血压肽的来源。

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2、抗氧化肽

抗氧化肽是指生物体内源性的或由生物体内蛋白质降解后产生的肽。吉林大学的李相鲁以玉米蛋白粉为原料,制备了具有较高纯度的抗氧化肽(亮氨酸-天冬氨酸-酪氨酸-谷氨酰胺)。发现该抗氧化肽对自由基造成的各种线粒体损伤、细胞膜流动性下降、CCO和ATPase酶活性降低、线粒体膨胀等均有不同程度的抑制作用。


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3、醒酒肽

玉米淀粉是酿酒原料,而玉米多肽却可促进酒精代谢,防止醉酒,减少其毒性,降低暴饮引起急性酒精中毒发生率。日本学者在玉米多肽方面进行大量研究,用碱性蛋白酶水解玉米蛋白,制得具有醒酒作用的玉米多肽,将其分别应用高血压模型鼠和肥胖病人,促进酒精代谢。比较玉米多肽、小麦多肽和豌豆多肽醒酒效果,发现玉米多肽醒酒效果最好。孙冀平对这种醒酒多肽的醒酒机理进行研究,原因是玉米多肽能提高血液中丙氨酸和亮氨酸浓度,产生稳定NAD+,并不是减缓乙醇从胃中释放,也不是减缓吸收。隋玉杰等研究玉米蛋白水解物醒酒活性,结果表明,碱性蛋白酶水解粗多肽醒酒活性高于中性蛋白酶水解粗多肽,且活性与剂量存在效应关系。玉米多肽不仅可解酒,且具有营养性、安全性高、原料丰富,应用前景广阔。

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4、高可吸收蛋白活性多肽

武汉天天好以玉米蛋白为底物,采用对底物适度变性技术,使底物蛋白的酶切位点达到完全的暴露,实现了采用碱性蛋白酶和选择的混合酶制剂有效生产生物活性多肽及多功能混合多肽的目的,底物的酶解效率每小时可达到31%以上,该水解产物经科学调配制成了高可吸收的多功能活性肽。该成果为蛋白资源的利用、从植物蛋白制备多功能生物活性肽和生物制品开拓了一条新的途径,且有望实现产业化。

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三、玉米肽的应用范围


由于玉米多肽是含有多种功能的生物活性肽,因此有广泛的应用前景,可用于以下几个方面:

1、降血压保健品

玉米多肽可抑制血管紧张素转换酶的活性,作为一种血管紧张素转换酶的竞争性抑制剂,使血液中血管紧张素Ⅱ的生成量减少,从而减轻血管紧张性,外周阻力降低,产生降压作用。动物实验表明,口服玉米多肽3~5h后可使受试动物的血压明显下降,其降压作用可保持24h。高血压患者口服24h后可使血压下降。玉米多肽也可预防高血压的发生,对正常人起保健作用。

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2、醒酒产品

玉米多肽能抑制胃对酒精的吸收,增加体内乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶的活性,促进酒精在体内的代谢降解和排出。动物实验表明,服用玉米多肽的动物较对照组醉酒的动物数目减少,并且醉酒的程度比对照组低,醉酒的维持时间也较对照组明显缩短。玉米多肽防止醉酒的成分来自植物蛋白,与其他解酒、醒酒的药物不同,属于天然食品,即使多食也不会对身体造成损害。


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3、护肝产品

玉米多肽的氨基酸组成中,支链氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸)含量很高。有报道,肝昏迷、肝性脑病患者血中支链氨基酸含量下降,输人高含量支链氨基酸可使病情得到缓解,高支链氨基酸输液广泛应用于肝昏迷、肝硬化、重症肝炎和慢性肝炎的治疗。玉米多肽中高支链氨基酸含量在此方面可能具有很大的应用前景。

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4、增强免疫及增强运动能力产品

玉米多肽氨基酸的组成中谷氨酰胺含量很高,谷氨酰胺是构成蛋白质的氨基酸,又是合成核酸的氮源,与组织生长、修复密切相关,虽系非必需氨基酸,但在提高机体免疫力、维持肠道黏膜正常结构和机能、提高机体适应外界有害刺激的能力等方面都具有重要的价值。如将其制成谷氨酰胺二肽,能够开发出具有改进免疫功能、增强运动能力等高附加值的营养剂。


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5、运动员食品

玉米多肽富含疏水性氨基酸,又称为疏水性肽,摄取后能促进胰高血糖素的分泌,保证高运动量者的能量需要,有利于运动成绩的提高。玉米多肽基本不含脂肪,可开发成低热高蛋白饮料,可作为蛋白质强化的营养补充饮料、运动训练饮料及早餐饮料,这种含有多种氨基酸并具有良好吸收性的玉米多肽,对于恢复运动后的疲劳也有很好的效果。

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6、降血脂食品

玉米蛋白具有特殊氨基酸组成,其中存在着大量疏水性氨基酸,因此玉米蛋白属疏水性蛋白,选择合适的酶可开发出富含疏水性氨基酸的肽,此类肽称疏水性肽。摄取后能刺激肠高血糖素分泌,降低血清胆固醇,促进内源性胆固醇代谢亢进,增加粪便中类留醇排泄量,所以疏水性肽具有抑制胆固醇上升,降低血清胆固醇浓度作用。玉米多肽可作为降血脂食品的主要功能成分。

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7、强化蛋白饮料

玉米多肽的营养价值与新鲜鸡蛋相似,具有良好的食用价值且易吸收。日本等国应用玉米多肽开发出强化蛋白质或抗疲劳饮料,由于玉米多肽有较高含量的谷氨酸,还可制成健脑饮料。

四、玉米肽前景展望


随着生物工程技术发展,酶制剂逐渐在食品工业得到应用。用酶处理低价值玉米蛋白开发具有高附加值功能肽,可充分利用玉米蛋白资源,大大提高玉米加工企业经济效益和社会效益。我国玉米蛋白大都作为饲料或自然排放,既污染环境又造成资源浪费。由于玉米多肽具有多种营养特性、保健功能及非药物疗效,使玉米多肽具有十分广阔的开发空间及市场潜力,因而前景相当诱人。