燕麦肽
什么是生物活性肽?
生物活性肽( bioactive peptide,BP)是指:蛋白质在酶解过程中产生的一些具有特殊生理调节功能的介于蛋白质和氨基酸之间的低分子聚合物,由20 种天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线形、环形结构的肽类的总称。
近年来越来越多的证据表明,蛋白质在分解为小分子量的低聚肽之后,即可被肠道黏膜直接吸收,并且其吸收速度要快于氨基酸,更重要的是,BP 作为一种功能性生物活性物质,通过调节消化、内分泌、心血管、免疫和神经系统等功能发挥其特定的生物调节作用,还可以通过抗氧化和抑菌作用防止食品的氧化变质和微生物降解,这些都是氨基酸所不可比拟的。
生物活性肽源蛋白质来源广泛。日本、韩国以水产蛋白源活性肽为主,欧洲国家以乳源活性肽居多,而我国主要集中于花生、大豆、玉米、大米等植物蛋白源活性肽的酶法制备上。
生物活性肽分类
目前, 生物活性肽尚无较为一致的分类方法,这里列举两种主要的分类方式:
(1)根据来源不同,可将其分为内源性和外源性生物活性肽。
内源性生物活性肽(Endogenous Bioactive Peptides)即机体内存在的天然的生物活性肽,主要包括体内一些重要内分泌腺分泌的肽类激素,促生长激素释放激素、促甲状腺素、肝脏合成的类胰岛素生长因子、胸腺分泌的胸腺肽、脾脏中的脾脏活性肽、胰腺分泌的胰岛素等如脂联素、网膜素、瘦素等;由血液或组织中的蛋白质经专一的蛋白水解酶作用而产生的组织激肽,例如皮质抑素、血管紧张素、肾上腺髓质素、垂体中叶素等;作为神经递质或神经活动调节因子的神经多肽,包括神经激肽-1、神经激肽-2受体、神经素等;以及由昆虫、微生物、植物等生物体产生的抗菌肽,如天蚕素、昆虫防御素等。
外源性生物活性肽(Exogenous Origin Biological Active Peptides)多以特定的氨基酸序列肽片段存在于蛋白质中,包括存在于动植物和微生物体内的天然生物活性肽,如包括乳源性表皮生长因子、神经生长因子、转化生长因子和胰岛素等,以及蛋白质降解后产生的生物活性肽,例如,筋肉、牛乳酪蛋白 、小麦谷蛋白、小麦醇溶蛋白 、玉米醇溶蛋白 、大豆蛋白等在动物胃肠道消化后可间接提供多种生物活性肽,以及人工合成的一些生物活性肽,如风味肽、苦味肽。
(2)根据其功能不同,生物活性肽分为免疫调节肽、抗氧化肽、美容美肤肽、血压调节肽、护肝肽、血脂调节肽、抗血栓肽等[1]。
生物活性肽吸收特点
(1)不需消化,直接吸收。生物活性肽表面有一层保护膜,不会受到人体的促酶、胃蛋白酶、胰酶、淀粉酶、消化酶及酸碱物质二次水解,它以完整的形式直接进入小肠,被小肠所吸收,进入人体循环系统,发挥其功能。
(2)吸收特别快。小肽的吸收主要依赖于 H+或 Ca2+转运体系 ,转运具有耗能低、转运速度快、载体不易饱和等优点。比起相应的氨基酸,避免了吸收竞争,能够更块的被吸收及利用。
(3)它具有100% 吸收的特点。吸收时,没有任何废物及排泄物,能被人体全部利用。
(4)吸收能耗低。不需耗费人体能量,不会增加胃肠功能负担。
(5)起载体作用:矿物元素结合肽CPP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+和其它矿物元素的吸收。
燕麦蛋白质及活性肽
国内外栽培燕麦品种的蛋白质含量一般为11.19%-19.85%,多数在16% 左右,在粮食作物中居首位。作为全谷物中蛋白质含量最高、氨基酸组成和比例最平衡的谷物代表,燕麦蛋白质营养价值高,含有18种氨基酸,组成均衡,接近FAO/WHO推荐的营养模型。同时,富含8种人体所必需的氨基酸(表1),特别是赖氨酸和色氨酸,含量高于小麦和稻谷,为其2倍左右,可以作为制备生物活性肽的优质蛋白来源。通过现代制备技术,可从燕麦蛋白质分解产物中获取燕麦低聚肽。
表1 燕麦蛋白质中人体必须氨基酸含量与推荐量%
燕麦活性肽是小分子生物活性肽,平均分子量为305-803 Da,大部分为2-6肽,具有优异的抗衰老功效。如表2所示,研究发现,燕麦活性肽可以被皮肤有效的吸收,对成纤维细胞的增殖和皮肤胶原蛋白的合成均具有显著的促进作用[2]。应用范围广,可以添加到抗敏性和抗刺激性、活性成分携带和透皮吸收释放体系产品,促进伤口愈合并有效祛除疤痕产品以及抗衰老及抗皱产品等。
此外,在降血压方面,燕麦活性肽也具有不可忽略的作用。血管紧张素转换酶(Angiotensin Converting Enzyme,ACE)是一种含锌的二肽羧酶,能够调节血压,而该酶的抑制剂是降血压的有效物质。将酶解法应用于燕麦ACE抑制肽的制备,选用碱性蛋白酶、中性蛋白酶和复合蛋白酶进行单独或联合水解燕麦蛋白,得到燕麦ACE抑制肽的最高抑制率可达85.4%[3]。
燕麦低聚肽( Oat oligopeptides) 对高热能饮食联合链脲佐菌素( streptozotocin) 诱导糖尿病大鼠血糖有影响:长期使用燕麦低聚肽干预可有效降低糖尿病大鼠的血糖水平,降低血糖曲线下面积,具有辅助降血糖功能[4]。
近年来,也有研究表明燕麦多肽具有降低血清脂质水平的功效,但燕麦多肽的降血脂效果还存在评价不全面,分子机制尚不明确等问题。
表2 燕麦活性肽功能
燕麦多肽制备方法
(1)化学法
化学法包括化学水解法和化学合成法;化学水解法主要是使用强酸或强碱催化蛋白质水解;而化学合成法是利用化学缩合剂使游离氨基酸之间发生肽键缩合反应合成目标肽。
(2)生物法
生物法包括生物提取法、微生物发酵法以及蛋白质酶法水解。生物提取法是使用各种溶剂从生物体内提取各类天然生物活性肽;微生物发酵法是通过微生物在发酵过程中产生的复合蛋白酶水解蛋白质得到生物活性多肽;酶法则是利用酶制剂催化蛋白质水解。
燕麦肽产品开发
随着燕麦活性肽功能的研究深入,目前有越来越多的燕麦肽产品被开发。其主要分为以下几类:
(1)以燕麦蛋白肽为基本成分的系列化妆品。
① 孔德超等发明了一种含燕麦肽的营养护肤乳液。其主要成分包含燕麦肽、羟苯甲酯、水、硅酸铝镁、丁二醇、甘油等。该营养乳液具有营养皮肤,抗皱、抗衰老的作用,且性质稳定,安全性高,对皮肤无副作用,适合长期使用。
② 葛啸虎等发明了一种温和修复精华液,该温和修复精华液包括燕麦肽、野大豆肽、脐带干细胞提取物、积雪草提取物、芦荟提取物、薄荷叶提取物、以及青柠檬提取物。该产品无毒害作用,对人体皮肤无刺激,而且具有镇静舒缓、清凉醒肤、收敛毛孔、抗氧化、补充维C、修复损伤肌肤,软化嫩肤,增加皮肤弹性等功效。
③ 陈海佳等发明一种防晒霜,其包括脐带干细胞提取物、燕麦肽、野大豆肽、保湿剂、增稠剂,植物提取物、纳米颗粒及溶剂。在实现物理防晒功能的同时,还能够修复皮肤损伤,促进皮肤细胞生长,软化嫩肤,增加皮肤弹性,具有较好的护肤效果。
(2)燕麦肽功能性食品。燕麦肽作为生物活性肽的一种,在营养保健方面发挥着重要的作用。
① 王利国发明了一种燕麦肽饮料。该产品通过分别对磨浆后的燕麦浆进行两次酶解处理,对燕麦蛋白进行降解,将燕麦蛋白水解为多肽物质,提高了燕麦蛋白的消化率和生物效价,生产出富含燕麦肽的饮料。
② 张景田等发明一种益肌骨损伤愈合肽复配的固体饮料,以深海鱼胶原蛋白肽、鹿茸肽、沙棘肽、牦牛骨肽、栗蘑肽、燕麦肽,蚕蛹肽,双孢菇肽,白芸豆肽,苦瓜糖肽,红曲米肽等小分子肽为主料。以山竹粉,樱桃粉,木瓜粉,蓝莓花青素,甲壳素,金盏花粉等为辅料。按占比称重量,混合均匀,制粒,干燥杀菌,罐装包装等工艺制成肽固体饮料,具有提高免疫力,强身健体,益肌骨损伤愈合的功效。
③王建伟等发明公开了一种润肠通便的复方肽功能食品,属于药食同源食品领域。该产品的原料按照质量份数包括:0.1~6份阿胶小分子肽、0.1~10份燕麦肽、0.1~10份薏苡仁提取物、0.1~6份燕窝提取物、0.1~10份芦荟提取物和0.1~10份菊苣提取物。本发明将阿胶、燕麦两种传统药食同源成分,与先进的生物酶解技术结合,制备成具有特定活性的阿胶燕窝复方肽功能食品,具有快速、直接、完整、主动、优先、100%六大吸收优势,不经过肠胃消化即可直接到达小肠吸收入血,并被人体器官全部吸收利用,使药效、药力发挥最大功效。
当前,燕麦肽产品在国内外尚属于较小众产品,而且燕麦作为一种食用谷物,直接食用比开发成人燕麦肽食品更加实惠,因此,目前燕麦肽产品的开发大多集中在化妆品行业。在未来,燕麦肽或者是生物活性肽拥有非常广阔应用场景。把肽开发为婴幼儿配方食品,孕期的营养品,针对青少年,肽可以增强青少年记忆力与缓解体力疲劳,对老年人降三高,提高免疫力,改善睡眠等多种的保健需求生物活性肽都可以满足。所以,燕麦肽在所有的年龄层各类人群里都有自己的应用场景和价值,这是未来可期的行业。
参考文献
[1] 马文领,秦铁军,孙永华.生物活性肽功能分类及研究进展[J].中华损伤与修复杂志,2019,14(02):149-152.
[2] 董银卯,何聪芬.营养、天然美容新资源——燕麦[J].中国化妆品, 2008(02): 20-33.
[3] 张晓平,赵世锋,蒋琼,董银卯,刘永国,任清.酶解燕麦蛋白制备ACE抑制肽的研究[J].食品科学,2009,30(11):189-193.
[4] 刘欣然, 刘思奇, 侯超,等. 燕麦低聚肽对糖尿病大鼠血糖的影响[J]. 中国食物与营养, 2018, 024(004):46-50,55.
[5] 孔德超,陈文珊,张鹏,谢培镇. 一种含燕麦肽的营养护肤乳液及其制备方法与应用[P]. CN105496864A,2016-04-20.
[6] 葛啸虎,陈海佳,王一飞,王小燕. 一种温和修复精华液[P]. CN107823110A,2018-03-23.
[7] 陈海佳,葛啸虎,王一飞,王小燕. 防晒霜[P]. CN107898741A,2018-04-13.
[8] 王利国. 一种燕麦肽饮料的制备方法[P]. CN111011683A,2020-04-17.
[9] 张景田,张晓. 一种益肌骨损伤愈合肽复配的固体饮料及其制备方法[P]. CN108634152A,2018-10-12.
[9] 王建伟,王卓. 一种润肠通便的复方肽功能食品及其制备方法[P]. CN108741077A,2018-11-06.
[10] 马超月. 燕麦多肽的制备及其降血脂和降血压效果研究[D].江苏大学,2018.
[11] Yue G, Yang P, Yu L, et al. Identification of Genetic Product — Gm-Csf by Hplc-Esims[J]. Analytical Letters, 2000, 33(4): 603-614.
[12] 燕麦肽的研究进展与展望[J].公关世界,2019(17):37-39.
[13] Byun H, Kim S. Purification and characterization of angiotensin I converting enzyme (ACE) inhibitory peptides from Alaska pollack (Theragra chalcogramma) skin[J]. Process Biochemistry, 2001, 36(12): 1155-1162.
[14] 冯明珠, 何聪芬, 赵华,等. 燕麦活性成分在化妆品中的应用概述[C]// 2006年中国化妆品学术研讨会论文集. 2006.
[15] 胡腾根. 燕麦多肽的酶法制备及其抗氧化性研究[D].华南理工大学,2015.
