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活性多肽及其加工技术 多肽是指分子大小和结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物。 实际上,多肽和蛋白质之间并没有严格的区分。一般来讲,50个以下氨基酸组成的化合物,称为多肽。 目前,能作为功能食品基料的活性多肽包括酪蛋白磷酸肽、谷胱甘肽、降血压肽、抗菌肽、易消化吸收肽等。. 酪蛋白磷酸肽
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活性多肽及其加工技术 多肽是指分子大小和结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物。实际上,多肽和蛋白质之间并没有严格的区分。一般来讲,50个以下氨基酸组成的化合物,称为多肽。 目前,能作为功能食品基料的活性多肽包括酪蛋白磷酸肽、谷胱甘肽、降血压肽、抗菌肽、易消化吸收肽等。
酪蛋白磷酸肽 酪蛋白磷酸肽(Casein phosphopeptides ,简称CPP)是从牛乳酪蛋白中分离提纯的富含磷酸丝氨酸(Serp)的天然多肽。CPP能在人和动物的小肠内与Ca+2、Fe+2等二价无机离子结合形成可溶性络合物,促进其吸收利用。CPP的应用价值在国内外受到广泛的重视。
酪蛋白磷酸肽的结构 CPP主要来源于酪蛋白,有α 、 β 和κ三种。 α 包括αs1-、αs2-,CPP分布在αs1-、αs2-和β-酪蛋白分子中磷酸丝氨酸簇集的区域。其中最典型的有α-CPP和β-CPP两种。α-CPP氨基酸残基数为37,分子量为4600,含有7个具有Ser-p的部分。β-CPP。其肽键氨基酸残基数为25,分子量是3100,含有4个Ser-p部分 尽管动物体内、体外所产生CPP的肽链长短不同,但其都含有相同的核心结构,即成串的磷酸丝氨酸和谷氨酸簇
酪蛋白磷酸肽的生理功能及作用机理 • 促进小肠对钙的吸收 :增加可溶性钙的浓度 • 促进骨骼对钙的利用:能减弱破骨细胞作用 • 抗龋齿作用:促使钙离子进入牙损伤区,补充釉质的矿物质。此外,CPP能修补链球菌造成的牙龈液中细胞的功能缺陷,促进白细胞的吞噬功能。 • 提高精子和卵细胞的受精率
酪蛋白磷酸肽的制备工艺 目前多采用特异性的蛋白酶水解酪蛋白,采用离子交换法、膜分离法、等电点沉淀分离法等手段进行分离精制制取CPP。
谷胱甘肽 谷胱甘肽(glutathione,GSH)是广泛分布于哺乳动物、植物和微生物细胞内,最主要的、含量最丰富的含巯基的低分子肽。它参与体内重要的代谢过程,特别在解毒、蛋白质合成、细胞内调节、基因表达调控、抗氧化过程中起重要作用。近年来,作为重要的生化药物、食品功能性因子、食品添加剂,在药品和食品工业中得到广泛应用。
谷胱甘肽的结构 GSHN末端肽键由谷氨酸的γ-羧基和半胱氨酸的氨基构成,这种特殊的结构安排可抵抗细胞内肽酶对GSH的降解,使得它在细胞内稳定。GSH分子中半胱氨酸上的巯基,是其发挥生物学功能所必需的。
谷胱甘肽的生理功能及作用机理 • GSH与GSSG在谷胱甘肽还原酶和谷胱甘肽过氧化物酶的作用下相互转换,参与体内的氧化还原反应,发挥着各种生理功能,主要有以下几个方面。 • 清除自由基作用 • 参与解毒作用 • 维持红细胞的完整性 • 保护肝细胞、促进肝功能作用 • 参与体内代谢调节作用 • 防治眼角膜疾病
谷胱甘肽的制备工艺 目前谷胱甘肽的制备方法有化学合成法、溶剂萃取法和发酵法等。化学合成法,生产工艺比较成熟,但合成的是其消旋体,分离十分困难,造成产品纯度不高,生物效价很难一致,而且反应步骤多,反应时间长,操作复杂,成本较高,同时,存在一定的环境污染。采用溶剂萃取或发酵法从酵母或其他天然动、植物体内提取GSH,具有一定的实用意义。重组大肠杆菌发酵生产法是近十年来GSH生物合成研究中的新方向。
降血压肽 高血压是一种以动脉收缩压或舒张压升高为特征的临床综合症,它常伴有心脏、血管、脑和肾等器官器质性病变,是引发心脏、脑、肾、和眼等多种并发症和导致中风、冠心病的一个重要危险因子,我国目前高血压发病率已超过13%,全世界每年因高血压而死亡的人数达1200万,高于其他任何一种疾病。降血压肽(Antihypertension Peptide)是一种具有降高血压作用的活性多肽。它对血压正常者无降压作用,对高血压患者有显著降压作用、安全性极高、无副作用,而且不被肠道蛋白酶所利用,肠道吸收率极高。因此,研究和开发降血压肽产品对防治高血压,提高国民健康水平有极重要的现实意义和广泛的应用前景。
降血压肽的结构及生理功能 降血压肽的结构 它们活性中心的分子结构与氨基酸组成都有一个共同的特点,即N末端一般为长链或具有支链的疏水性氨基酸(如亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸),C末端氨基酸一般为具有环状结构的芳香族氨基酸(包括色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸 )或脯氨酸。当Pro位于倒数第二个氨基酸残基位置时活力较弱,倒数第三个氨基酸为芳香族氨基酸有助于ACE抑制剂与ACE的结合;N端氨基酸为Val或Ile、Arg时有较高的ACE抑制活性。 降血压肽的活性除与氨基酸的组成及结构有关外,还与其分子量有关。目前已经分离和纯化的降血压肽多为3~12肽,其分子量也多在1000Dal以下。
降血压肽的生理功能及作用机理 降血压肽主要具有降低高血压患者血压的作用,其降 压 作 用是通过抑制人体内血管紧张素转换酶(Angiotensin Converting Enzyme,ACE)的活性而实现的。 RAS系统 KKS系统 血管紧张素原 激肽原 ↓← 肾素 激肽释放酶 →↓ 血管紧张素I 激酶 血管紧张素II 失活片断 ↘ ↙ 血压升高 图3-9 ACE的作用机理 ↓ ACE ↓
降血压肽的制备工艺 • 酶解法 • 直接从发酵食品中分离提取法 • 从自溶产物中提取法