天然功能性食品添加剂——酪蛋白磷酸肽的研究进展.docx

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1、天然功能性食品添加剂——酪蛋白磷酸肽的研究进展摘要：酪蛋白磷酸肽(CPPs)是含有成簇的磷酸丝氨酸的生物活性肽，现已证明，CPPs具有重要生理功能。本文就CPPs的结构、理化性质、制备工艺、检测方法、生理功能及应用进行了系统的概述。关键词：酪蛋白磷酸肽；结构；制备；生理功能；应用引言酪蛋白磷酸肽（CaseinPhosphopePtides，CPPs）是以牛奶酪蛋白为原料，经过单一或复合蛋白酶的水解，再对水解产物分离纯化后得到的含有磷酸丝氨酸簇的天然生理活性肽[1]。CPPs能促进机体肠粘膜对钙、铁、锌和硒，尤其是钙的吸收和利用，被誉为“矿物质载体”

2、。CPPs是目前唯一促进钙吸收的活性肽，同时在提高机体免疫力、改善繁殖性能等方面也有重要作用。日本、德国等国家已把CPPs定为功能性食品，与CPPs相关的研究越来越受到我国科学家和食品工作者的广泛关注。1CPPs的结构牛乳酪蛋白的主要成分为αs1、αs2、β和κ-酪蛋白，除κ一酪蛋白外，α和β一酪蛋白都具有成簇存在的磷酸丝氨酸残基(Ser一P)。酪蛋白经体外酶水解后，产生CPPs，CPPs的核心部位是由3个磷酸丝氨酸残基组成的一个一Ser(P)一残基簇，后面紧接着2个一Glu一残基，即一serP一SerP一SerP一Glu一Glu一，现已证明这个结

3、构是发挥其生物活性必不可少的。Hiroshil等1974年用动物实验表明，酪蛋白可在动物体内形成CPPs，并确定其结构为serP一serP-SerP一Glu一Ile一Pro一Asn。1996年Nieholasf习等用胰蛋白酶水解酪蛋白，得到包含有一SerP一SerP一SerP-Glu一Glu一序列的CPPs，从而得知了CPPs实际上是一类含有磷酸丝氨酸和谷氨酸的短肽，其产品分子量不均一[2]。2CPPs的理化性质2.1溶解性CPPs产品具有良好的溶解性，其pH值为2.0～10.0，其溶解性除在pH值4.0约为90%外，其他均高于90%，且溶解性随p

4、H值的增高而增大。2.2起泡性CPPs产品较酪蛋白具有更好的起泡性和泡沫稳定性。2.3乳化力CPPs产品乳化力较好。但与酪蛋白相比有所下降。同时，CPPs产品的乳化性和乳化稳定性与酪蛋白相比，分别下降了2.89%和1.45倍。2.4热稳定性在CPPs产品加工时可以进行有效的杀菌处理，在100℃30min条件下杀菌不会使产品外观改变。CPPs作为钙、铁吸收促进剂，Ca2+的存在不会影响产品的色泽[3］。3CPPs的制备工艺在Hannu等［4］的一项研究中总结了制备生物活性肽(包括CPPs)的途径主要有以下3种:一是在体内通过消化酶的水解，二是用有蛋白

5、水解性的微生物发酵剂进行发酵乳类，三是利用蛋白酶的水解。除了以上几种酶水解的方法外，重组DNA技术也可以用来制得人类所需要的肽段或其前体，某研究者于1999年成功地从Escherichiacolt中表达重组了人类的αS1-酪蛋白，并分离纯化了它。传统的工业生产CPPs一般以酪蛋白或牛奶为原料,用蛋白酶水解,使CPPs游离,用离子交换法或酶法脱除苦味成分,制备低纯度产品。高纯度产品可采用膜分离、离子交换法、反向高效液相色谱法等手段进行精制。近年来发展起一种制备CPPs的方法是微生物发酵法,即直接利用微生物发酵过程中产生的蛋白酶(复合)降解蛋白质,可达

6、到较高的水解度,从而相对地降低酶法生产活性肽的成本[5]。目前一般采用具专一性蛋白酶如胰蛋白酶,胃蛋白酶-胰蛋白酶,凝乳酶-胰蛋白酶,碱性蛋白酶等水解酪蛋白制取CPP。CPP的分离方法有钙-乙醇沉淀法、膜分离法、离子交换法等。常用的方法为钙-乙醇沉淀法,工艺流程见图1[6]:4CPPs的检测方法目前，CPPs的检测通常采用反相高效液相色谱法(RP-HPLC法)或高效液相毛细管区带电泳法(HPEC)进行分离，并结合末端氨基酸分析技术以确定各种磷酸肽的一级结构。Le-mieux［7］将分子筛色谱与反相HPLC联用，成功分离并鉴定多种CPPs。通过钼蓝比

7、色法等可测定CPPs中磷酸基团的含量。Miquel等［8］采用RP-HPLC-ESI-MS/MS第1次成功地分离出12种CPPs。我国分离技术较为落后，庞广昌等［9］对直接定磷法，SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)法，聚丙烯酰胺等电聚焦电泳(IFE)法进行比较，这3种方法均可对CPPs进行定量测定，分别适用于产量测定、组分测定和较精确测定。2002年周杏琴等［10］用反相C18液相制备色谱柱，经过2次不同梯度的洗脱，得到了4种不同组分的CPPs。这些方法都需要昂贵的仪器和药品，且要求较高的操作技术，因此，CPPs检测方法的简化仍需要进一

8、步研究。5CPPs的生理功能及作用机理5.1促进肠道对矿物元素的吸收和利用早在20世纪40年代Mellander等首次从酪