南极磷虾蛋白肽

3.南极磷虾蛋白肽

(1)南极磷虾蛋白肽的组成:南极磷虾蛋白肽是在南极磷虾蛋白的基础上,将大分子蛋白质水解为小分子肽和氨基酸,既保留了南极磷虾蛋白的生物活性,又更利于人体的消化吸收。由表3 可知,南极磷虾肌肉中必需氨基酸含量比中国明对虾高1.30%,比刀额新对虾低0.48%,但必需氨基酸占氨基酸总量的百分比分别比中国明对虾和刀额新对虾高9.69%和6.60%。

表3 南极磷虾与中国明对虾、刀额新对虾肌肉水解氨基酸组成比较(单位:克/100克干重)

(2)南极磷虾蛋白肽的制备工艺:南极磷虾蛋白肽一般通过酶解反应获取,不同氨基酸组成的肽链具有不一样的功能活性。在制备过程中可以根据需要来选择酶切位点,或通过物理/化学手段赋予蛋白肽新的活性功能,如采用螯合的方式使其与金属离子相连接。

(3)南极磷虾蛋白肽的主要功效:

①抗氧化活性:迄今为止,抗氧化肽是科研人员研究最多的一种功能性肽,抗氧化活性与氨基酸组成或序列有关。南极磷虾蛋白肽因为含有较高的芳香族氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸)、谷氨酸、脯氨酸等,而具有较高的抗氧化活性。目前已从南极磷虾蛋白中,分离获取了多种具有抗氧化活性的多肽。

郑景如等利用胰蛋白酶对南极磷虾蛋白进行酶解,通过超滤分离,得到不同分子量的南极磷虾抗氧化肽粉。研究发现,分子量在3~ 10 ku的南极磷虾肽DPPH 自由基清除能力最高;分子量<3 ku 南极磷虾肽的ABTS,自由基清除率、抗氧化能力指数、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活力显著高于其他肽组分。

②促矿物质吸收活性:南极磷虾肽富含谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸等,易与钙离子、锌离子和铁离子等螯合,形成肽-钙、肽-锌、肽-铁复合物,可以明显提高金属离子在胃肠道环境下的溶解度和稳定性,增加金属离子吸收利用率,改善人体矿物质元素缺乏状况。

孙如男等将螯合后的南极磷虾肽-锌复合物,与硫酸锌和葡萄糖酸锌分别进行模拟胃肠道消化试验。在胃消化阶段,三者的锌溶解度基本一致。进入肠消化阶段时,硫酸锌的溶解度急剧下降,其次为葡萄糖酸锌,而肽锌复合物则保持在最高水平。由此可见,南极磷虾肽锌复合物在胃肠道消化过程中具有良好的稳定性。

③抗骨质疏松活性:随着我国人口老龄化,越来越多的人受到骨质疏松症的影响,而南极磷虾蛋白肽对原发性和继发性骨质疏松有着明显的改善效果。

原发性骨质疏松破坏了钙、磷代谢的平衡,导致骨吸收增加、骨小梁和皮质骨的骨量损失严重,而南极磷虾磷酸化肽可以促进骨量吸收,显著逆转骨质疏松症状,对骨小梁和皮质骨强度也有明显改善作用。

南极磷虾肽可以促进前胚细胞MC3T3-E1 细胞的增殖,通过激活BMP2/Smads 和Wnt/β-连环蛋白分子来改善老年骨质疏松症,从而促进骨形成。南极磷虾磷酸化肽还可以通过促进软骨骨痂的转化和骨痂的重塑,调节软骨内骨化相关基因的表达,促进去卵巢诱导的骨质疏松小鼠胫骨骨折的愈合。这为南极磷虾蛋白用于开发骨保护功能性食品提供了理论依据。

④降血压、降血糖活性:早在1991 年,Takane 和Satake 就已经在南极磷虾蛋白中分离出有助于控制高血压的血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂肽(Leu-Lys-Tyr 和 Leu-Lys-Trp)。Hatanaka 等改进方法,从去皮的南极磷虾肉蛋白中制备有效的ACE,抑制肽Val-Trp 和Leu-Lys-Tyr,对自发性高血压大鼠具有抗高血压作用。

南极磷虾蛋白水解物还被认为是糖尿病治疗中二肽基肽酶IV(DPPIV)抑制肽的一种天然有效来源。Ji 等从南极磷虾蛋白水解物中分离出两条对 ACE 和 DPP-IV 有双重抑制活性的肽,分别是 Lys-Val-Glu-Pro-Leu-Pro 和Pro-Ala-Leu,可抑制 ACE 和 DPP-IV,用来调节血压和血糖水平。