新型功能性食品 (1)

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由于 CPP s 安全可靠, 所以被作为一种新型的 食品添加剂被使用。CPP s 的核心部位是由3 个磷酸 丝氨酸残基组成一个- Ser (P ) - 残基簇, 后面紧接 着 2 个- G lu- 残基组成的, 即- SerP - SerP - SerP - G lu - G lu - G lu - , 现已证明这个结构是发挥其 生物活性必不可少的。H iro sh i 等 (1974) 用动物实验 表明, 酪蛋白可在动物体内形成CPP s, 并确定其结 构 为 SerP - SerP - SerP - G lu - Ile - P ro - A sn; N icho la s. 等 (1996) 用胰蛋白酶水解酪蛋白, 得到包 含 有 - SerP - SerP - Serp - G lu - G lu - 序 列 的 CPP s。可见, CPP s 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。 不同的CPP s 结合钙离子的能力差异很大, 这可能与距磷酸结合 位点较远的氨基酸残基有关。
H eaney 等研究发现CPP s 对绝经后妇女Ca2+ 的 吸 收有积极的促进作用, 能够防止骨骼中的Ca2+ 流 失, 提高骨密度、改善骨小梁的结构。 这一结果与相 应动物模型—一去卵巢大鼠的评价结果相同。C P P Ca 会影响钙的吸收。
E rba 等研究发现CPP 对大鼠远端小肠钙的被 动转运的积极作用似乎取决于CPP 与Ca 在肠腔内 的相对量。在他的研究中, CPP Ca= 15 时对矿物转 运最有效。生庆海等研究认为CPP Ca 值为4 时能显 著促进大鼠钙的吸收和利用, 提高股骨骨钙含量, 增 加骨密度。B ennett 等研究证明, 高CPP s 水平时有 强烈的螯和作用, 所以高CPP s Ca 比率时反而降低 了Ca2+ 的生物利用度。CPP 除了利于Ca 吸收外, 还 利于 Fe 的吸收。
Ca seinPho sp hop ep t ides, CPP s 是 牛 乳 酪 蛋 白 (ΑS1、ΑS2 和 Β- 酪蛋白) 经水解、分离纯化而得到一 类富含磷酸丝氨酸生物活性肽, 它可作为无机离子 载体促进肠膜对钙、铁、锌、硒等矿物质 (尤其是钙和 铁) 的吸收和利用。有学者对其进行了安全性毒理学 评价试验, 得出结论: Am es 试验说明 CPP s 属实际 无毒物质; 小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验说明该 物质不具有遗传毒性作用。
人的饮食中的谷类食物含有大量的植酸、肌醇
六磷酸等高磷成分, 在小肠下端pH 7~ 8 环境下与 钙结合而生成磷酸钙沉淀。而CPP 能抑制磷酸钙沉 淀的形成, 使游离钙保持较高的浓度, 促进钙的被动 吸收, 成为维生素D 作为钙吸收促进剂的又一途径。
CPP s 主要是促进钙和铁的吸收, 远端回肠是 吸收钙和铁的主要场所。食物中的钙通过胃时, 由于 胃酸作用形成可溶性钙, 当到达小肠时, 酸度降低, 部分钙、铁即与磷酸形成不溶性盐而沉淀排出, 导致 吸收率下降。而CPP s 与钙、铁离子形成可溶性络合 物 (1m o l 的CPP s 可以结合大约 40m o 1 钙) , 在小肠 中保持溶解状态, 明显地延缓和阻止了难溶性磷酸 盐结晶的形成, 从而增加远端回肠的钙铁吸收率。
2010 年第 14 期 内蒙古石油化工
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新型功能性食品Ξ
左 超
(天津科技大学)
摘 要: 概述酪蛋白磷酸肽的结构、功能特性、产品及应用。列举了各学者对酪蛋白磷酸肽的研究成 果, CPP 的生产工艺及检测技术, 简单展望CPP 前景。 酪蛋白磷酸肽是一种新型功能性食品添加剂, 能 有效促进人体对钙、铁、锌等二价矿物营养素的吸收和利用, 可广泛用于强化钙、铁、锌的营养食品和保 健食品中。
乳较普通酸乳而言, 能更好的降低血清中副甲状腺 激素的水平, 提高血清中钙的含量, 说明了瑞士乳杆 菌发酵乳对钙的吸收起积极作用。瑞士乳杆菌 (L ac2 tobacillu shelvet icu s) 有较强的蛋白水解活性, 能水 解乳蛋白产生多种活性肽, 如L. helveticu sCP 790 其 胞外蛋白酶能优先水解 Αs1- CN 和 Β- CN , 随后 Kaw aha raT 从发酵乳中鉴定出了有CPP s 的存在, 但我国对瑞士乳杆菌发酵乳中 CPP s 的研究还很 少。 需要深入地从酸乳中对CPP s 进行鉴定。 3 CPP 生理功能 3. 1 促进矿物质吸收
CPP 的功能除了阻止磷酸钙沉淀形成的效果、 有持钙能力、防止骨质疏松的动物试验, 还具有增强 机体免疫的能力。 酪蛋白磷酸肽使肠道内的抗原特 异性 IgA 和总 IgA 得到显著提高, 这些说明酪蛋白 磷酸肽对粘膜免疫力的提高有很大促进作用。 4 CPP 应用及产品
目前在国外市场上已有含CPP 的许多适用于 儿童、老人、孕妇等不同人群的各种保健食品, 诸如 糖果、饮料、饼干、奶酪制品、甜点、畜肉制品、各种乳 制品等。CPP 在日本、东南亚、欧洲、澳大利亚等地 已广泛应用于钙强化乳制品、果汁饮料, 蛋白饮料和 速溶饮品、运动食品、糖果、营养素补充剂以及防龋 齿口香糖中。日本三星食品公司、明治制果公司等推 出了添加CPP 的饼干。丹麦也于1991 年实现了CPP 的商品化。此外, 美国、德国、法国等国家均进行了积 极的研究。
关键词: 酪蛋白磷酸肽; 生物活性肽; 生理功能; CPP 产品; 展望 中图分类号: T S202. 3 文献标识码: A 文章编号: 1006—7981 (2010) 14—0023—07
1 酪蛋白磷酸肽性质与结构 酪蛋白磷酸肽 (CPP ) 是以牛乳酪蛋白为原料,
通过生物技术制得的具有生物活性的多肽, 可用于 各种营养、保健食品中, 能有效促进人体对钙、铁、锌 等二价矿物营养素的吸收和利用。 另外, CPP 对动 物免疫和繁殖也有着重要作用。
因为CPP 是从天然蛋白质中提取的多肽, 具有 不良反应小、安全可靠的优点, 因而将会得到更广泛 的应用。 国外研究了酪蛋白、脱乳脂蛋白和CPP 的 致敏反应, 发现CPP 的致敏性很小, 表明它能够适 用于对牛奶过敏的体质。 但也应注意到, 影响CPP 作用的因素非常复杂, 在钙代谢过程中的作用还须 进行深入的研究。 4. 1 CPP 与传统的钙吸收促进剂VD 相比
Ξ 收稿日期: 2010- 03- 03
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内蒙古石油化工 2010 年第 14 期
延迟磷酸钙沉淀25m in, 阻钙时间长于酶解CPP s, 表 现了较高的阻钙沉淀的作用。 而国内对其它品种干
酪中的 CPP s 目前还没有相关报道, 需要进一步深 入研究。
2. 2 瑞士乳杆菌发酵乳中的CPP s 在N a rva 的一项研究中证明了瑞士乳杆菌发酵
A it- O ukha ta r 等认为铁结合到CPP 上使其在 消化道中保持可溶性并且妨碍了高分子量氢氧化铁 (吸收很弱) 的形成。 以前的实验已经证明铁结合到 含有Β- 酪蛋白或Β- CN (1- 25) 的头25 个氨基酸的 磷酸肽上吸收很好, 并且对铁缺乏症很有效。在大鼠 体内实验中, 与对照和维生素C 铁组相比, Β- CN (1 - 25) - Fe 展示了更好的吸收性。 虽然 Β- CN (125) - Fe 的吸收不显著高于硫酸亚铁, 但 Β- CN (1 - 25) - Fe 显示了更高的组织摄取。 此增加是暂时 性的, 在 14 天的研究结束后此现象消失, 这表明了 铁是用于了代谢。
缺钙是世界性的营养问题, 要解决缺钙问题必 须同时从两方面着手, 一为增加钙的摄人量, 二为提 高钙的吸收利用率。目前, 增加钙的摄入量问题受到 了普遍的关注, 因此各种补钙制剂即应运而生; 而提 高钙的吸收、利用率的问题还未受到足够重视。近年 来, 一些营养食品和保健食品生产厂家已在其产品 中强化钙的同时也对VD 进行强化, 目的是提高钙 的吸收利用率, 这是到目前为止解决钙吸收利用率 问题而采用的唯一办法。CPP 也正是着眼于提高钙 的吸收利用而开发的新型产品, CPP 与传统的钙吸 收促进剂VD 相比, 具有以下特点: 4. 1. 1 CPP 除了促进钙吸收的功能外, 还可促进 铁、锌等二价矿物营养素的吸收; 而VD 只对钙的吸 收利用起促进作用。 4. 1. 2 VD 可促进小肠上部可饱和的钙的主动运 输吸收, VD 的作用受年龄和钙摄入量的影响; CPP
在干酪中已经发现了几种生物活性肽, 可能是 由于干酪成熟过程中剧烈的蛋白水解产生的, 成熟 条 件 和 所 使 用 的 发 酵 剂 都 会 影 响 活 性 肽 的 合 成。 Roudou tA lga ronF (1994) 报道了从 com et 干酪中分 离出了CPP s; Pelleg rino , Ferran t i 等人 (1997) , 分别 报道了在成熟期不同的G ranaPadano 干酪中分离出 了 CPP s; 随后在 Kaw aha raT 的一项研究中发酵乳 制品象普通的酸乳和Cam em b rert 干酪中均能产生 功 能性的CPP s, 并且Cam em b rert 干酪较普通酸乳 而 言 含 有 更 高 的 有 机 磷。 在 加 热 凝 固 的 干 酪 如 Com té或 G ranaPadano 的成熟过程中, LAB 的蛋白 水解酶作用会产生酪蛋白磷酸肽。 以L actococcu s2 lactissub sp. la tis 为发酵剂制备的干酪浆中含有抗 龋齿作用的肽, 即CPP s。 我国王洁等对成熟切达干 酪中的CPP s 也有相关报道, 得出CPP s 含量随干酪 成熟时间的延长而增长, 成熟 150d 干酪的CPP s 含 量为 3. 62% , 其氮磷比为 4. 61, 低于二种商业酶解 CPP s 的氮磷比 (< 10, 12. 56) , 150d 干酪CPP s 可以
CPP s 作为一种含多个磷酸丝氨酸的蛋白质, 既有稳定钙磷离了的作用, 又有促进磷酸钙相分离 的作用。其发挥作用完全依赖离了浓度、离了构象和 液相的离了饱和浓度。一种固定的、构象不易变动的 磷蛋白能以一种特异的立体结构结合某种相的磷酸 钙, 以此作为矿化物沉积模板; 然而, 一种可溶的游 离磷蛋白, 特别是一种极易变动的多肽, 如CPP s 可 以在很大程度上调整自己的构象, 包括无定形相, 从 而自发结合磷酸钙离子, 形成相对稳定的溶液, 阻止 磷酸钙晶体长大到临界状态, 避免其形成晶核从而 阻止晶体析出。 3. 3 提高繁殖性能
被誉为“矿物质载体”。 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、德国等国家已把酪蛋白磷 酸肽即定为功能性食品, 我国在这方面的研究越来 越受到科学家和食品工作者的广泛关注。 2 CPP 原料
近几年来国外学者发现天然发酵乳制品中有 CPP s 的存在, 主要由于发酵乳制品 ( 发酵乳和干 酪) 加工过程中, 由于外源发酵微生物的加入使乳蛋 白降解产生一些生物活性肽, 包括CPP s。 这些肽的 存在会促进发酵乳制品的加工和消费。 2. 1 干酪中的CPP s
图为CPP 防止骨质疏松的动物试验系列1 为添 加CPP 实验组 3. 2 防龋齿作用
过去认为, 餐后咀嚼乳酪能刺激唾液分泌, 使碱 性的唾液缓冲牙斑上的酸性物质对牙釉质的腐蚀, 有助于防止龋齿的发生。近年研究发现, 乳酪中含有 的CPP 能将食物中的钙离子结合在龋齿处, 减轻釉 质的去矿物化, 从而达到抗龋目的。
N aga i 等 (1996) 通过动物 (猪、牛) 体外实验证 明CPP 可明显促进精子进入卵细胞和体外精卵细 胞的融合, 从而提高卵细胞的受精率。 他们发现含 CPP 培养液中的精子明显具有更高的穿透卵细胞
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的能力。 此外, CPP 还能减少精子的变异程度而使 胚胎发育更加稳定。研究表明, 在饲料中添加酪蛋白 磷酸肽能提高血清中的 IgG、IgA 等抗体水平。 3. 4 增强机体免疫力
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