食源性低聚肽制备技术及未来发展趋势分析

食源肽的制 备，目前肽生产行业更多采用的方法是酶 解法，微生物法也有使用。

1.食源肽的制备技术研究

酶解法

酶解法是利用蛋白酶水解蛋白原料， 得到不同分子量的肽段的方法。绝大多数 的酶的化学本质是蛋白质，具有催化效率 高、专一性强、作用条件温和等特点。通过 酶解法制备多肽的优点在于反应条件温 和、绿色安全、水解程度可控。在水解过程 中，蛋白酶可在特异的酶切位点将蛋白质 分子酶切，形成长短和序列不同、功能特性 也有一定差别的肽段。目前应用于多肽制 备的食品工业用蛋白酶包括胃蛋白酶、胰 蛋白酶、凝乳酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、 中性蛋白酶、酸性蛋白酶、链霉蛋白酶等。 酶解法制备食源肽的步骤包括：蛋白 原料的前处理、调节蛋白溶液的 pH、酶解 反应、高温灭酶、离心收集酶解液、酶解液 浓缩、喷雾干燥酶解液获得肽粉。常见的肽 原料如大豆肽、小麦肽、玉米肽、豌豆肽、大 米肽等均可按照以上步骤通过酶解法制 得。从降低成本综合利用的角度考虑，尽量 选用利用率不高的农副产品及食品工业的 下脚料为原料。

在酶解的过程中可通过多酶复合的方 式来提高蛋白的水解度丰富肽段的种类， 如在小麦肽中通过复合蛋白酶和风味蛋白 酶的分步酶解工艺制备出风味较佳的小麦 低聚肽。在大米肽的研究中采用碱性蛋白 酶和中性蛋白酶的复合酶解可以显著提高 大米肽的溶解度，低分子量的小肽占比达 89.39%。大豆肽的生产中通过木瓜蛋白酶 和风味蛋白酶的两步水解法，显著降低了 大豆肽的抗原性和苦味。由于酶解法过程 可控，肽的得率高，易于工业化生产，目前 市面上大多数肽原料都是采用酶解法制 得。

目前对蛋白酶解物的相关下游工程技 术的研究主要集中在两个方面：一方面是 分离纯化技术的研究；另一方面是应用领 域的研究。基于蛋白酶解物的组成成分比 较复杂，要获得生理功能显著的生物活性 肽，必然要对其有效成分进行分离纯化。目 前，对蛋白酶解物中的生物活性肽分析、分 离纯化技术的研究主要集中在毛细管电 泳、高压液相色谱、吸附分离技术、超滤和 纳滤等几个方面。生物活性肽在不同领域 中的应用，对功能特性、生理功能及其剂量 有不同的要求。在食品工业上的应用，则要 求生物活性肽具有良好的加工特性，但对 产品的有效剂量及纯度的要求不高；然而 在医药领域，则要求纯度高、生理功能显著 和使用剂量低等。 

微生物发酵法

微生物发酵法实质上是微生物发酵产 生的蛋白酶在起作用，是通过微生物蛋白 酶的生化反应将蛋白质转化为不同肽链长 度的肽类物质。

微生物发酵法是生产食品 级蛋白水解物和活性多肽的有效途径之 一。目前，欧美地区从乳制品中发酵生产生 物活性多肽的方法与工艺最为成熟，亚非 地区则更多使用豆类作为发酵原料。 微生物法生产食源肽具有用水量小、 能耗低、成本低的优点。对于工业生产规 模，利用微生物发酵生产天然活性多肽在 技术经济性上具有竞争优势，但微生物分 泌的其他蛋白和多糖等生物大分子会影响 产品纯度，后续分离纯化过程相对复杂。此 外，如何利用非转基因技术选育高活性发 酵微生物也是提高活性多肽生产效率的重 要环节。因此，在实际生产中需要不断地选 育安全性高、转化能力强的菌株。 采用微生物发酵法制备多肽存在微生 物代谢过程复杂，产物难以控制，并且发酵 体系中为保证微生物正常生理代谢原辅料 成分复杂，造成产物分离困难，并且微生物 发酵多肽得率较低，难以满足大规模生产 需要。

2.食源肽未来新技术发展趋势

食源肽作为重要的营养功能配料，具 有广阔的应用前景。随着蛋白质组学、基因 组学和生物信息学等前沿技术的不断发 展，新技术和新方法的应用将不断推动食 源肽产业的发展和创新。本节重点从食源 性功能肽数据库的开发和建立、食源肽载 体靶向递送技术研究、食源性功能肽段的 生物合成技术等方面论述食源肽未来其新 技术发展趋势。

食源性功能肽数据库的开发与建立

肽库原指大量特定长度且序列不同的 肽的集合，包括该长度短肽中各种或绝大 部分氨基酸序列的排列组合。随着研究的 深入，肽库的定义被广泛化，演变成了具有 一定肽相关信息的集合。越来越多的研究 者发现了大量新的活性肽或某种活性肽新 的功能方向，因此庞大的研究成果和数据 需要食源性功能肽数据库的构建和管理， 以便食源性功能肽更好地推动食品行业、 生物医学和制药的发展。 功能肽数据库包括综合性数据库，如 EROP-Moscow 和 Peptide DB；也包 括专注于某一类功能信息的肽数据库，如 神经肽数据库 NeuroPep，抗菌肽数据库 APD 等。国际上现有肽的数据库，多属于 生物医学和制药领域，而对于食源性功能 肽数据库的研究与开发才刚刚起步。我国 的科研工作者率先以食源肽的开发与研究 为基础，逐步建立和完善食源肽功能肽数 据库，这将更有利于促进食源肽的研究与 应用向纵深方向发展。

食源肽载体靶向递送技术研究

载体靶向递送技术在食品领域和医药 领域十分重要。随着食源肽研究的不断深 入，一些肽的结构逐渐被鉴定出来，肽可以 通过氢键形成二级结构 (α螺旋，β折叠 等 )，侧链上携带多种活性官能团 ( 羧酸、 羟基、氨基和硫醇基等 ) 进行化学修饰，从 而实现某种功能物质的递送系统功能。目 前，这方面的研究刚刚起步。卢知浩以玉米 低聚肽和小麦低聚肽为壁材，维生素 D3 为 芯材，构建了玉米低聚肽 - 维生素 D3 和小 麦低聚肽 - 维生素 D3 两种低聚肽包埋维 生素 D3 微胶囊，明显改善了脂溶性维生素 D3 水溶性差、生物稳定性差等弊端，为肽载 体在食品领域的应用进行了有益的尝试。 多肽作为药物递送系统也具有非常大 的应用潜力。随着食源肽对机体特定组织 器官靶向作用和相关功能肽的发现，提示 肽载体靶向递送技术在医药领域也将具有 重要作用。构建多功能性与协同作用的生 物大分子药物高效递送系统是生物大分子 药物发展的重要方向。 食源肽向药用辅助肽的方向发展，将 有可能为人类的脑部疾病、肝脏疾病、肿瘤 等难冶性疾病的治疗，提供更合理有效的 处置思路，这将大大提升肽的研究与应用 价值。 

食源性功能肽段的生物合成技术 研究

食源性功能肽段的合成技术主要包括 化学合成和生物合成两种，化学合成主要 以氨基酸与氨基酸之间缩合的形式来进 行，可分为液相合成和固相合成。液相合成方法费时费力，不适合长链多肽或蛋白质 的获取。固相合成法相对于液相合成法效 率更高，能够合成 50 个以内氨基酸的多肽 和小型蛋白，但是该方法的成本较高，缩合 及洗涤过程中使用的溶剂存在较大污染 性。 食源性功能肽段的生物合成技术主要 包括基因工程法和发酵法。基因工程法是 指以 DNA 重组技术为基础，通过合适的 DNA 模板来控制多肽的序列合成。已有研 究者通过基因工程技术合成了准弹性蛋 白、肽类抗生素、干扰素类、白介素类、生长 因子类、肿瘤坏死因子、人生长激素，血液 中凝血因子、促红细胞生成素，组织非蛋白 纤溶酶原等。基因工程法的最大优势是能 够定向地合成多肽，原料来源广泛，但是其 产率较低，难以实现规模化生产。微生物发 酵法是指从微生物的代谢产物中获得多肽 的方法，发酵法绿色、安全，成本较低，但是 目前而言，微生物能够独立合成的聚氨基 酸只有ε- 聚赖氨酸 (ε-PL)、γ- 聚谷氨 酸 (γ-PGA) 和蓝细菌肽，微生物发酵法 合成食源性功能肽的应用尚待进一步研 究。