酪蛋白磷酸肽的营养作用及其应用

酪蛋白磷酸肽的营养作用及其应用
©2009-2-16 国家食物与营养咨询委员会
唐婷，马力
(西华大学生物工程学院，成都 610039)
摘要：酪蛋白磷酸肽(CPPs)是从牛奶的酪蛋白中提取的一种生物活性肽，现已证明具有促进钙、铁等矿物元素吸收、防止蛀牙等生理功能。

本文介绍了CPPs 的生理功能和作用机理，并对其在食品和药物方面的应用作了简单介绍。

关键词：酪蛋白磷酸肽；生理功能；应用
酪蛋白磷酸肽(Casein Phosphope Ptides，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。

CPPs在动物的小肠环境中能与钙、铁、锌、硒等二价矿物质离子结合，防止产生沉淀，增强肠内可溶性矿物质的浓度，从而促进肠黏膜对钙、铁、锌、硒，尤其是钙的吸收和利用［1］，被誉为“矿物质载体”。

CPPs是目前唯一促进钙吸收的活性肽［2］，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，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。

本文就CPPs 的营养作用及在食品、药物方面的应用作一综述。

1 酪蛋白磷酸肽的生理机能及作用机理
1.1 促进肠道对矿物元素的吸收
Ca在肠道中必须以离子的形式才能被吸收，在小肠前段VD作为Ca吸收促进剂可加强Ca在小肠前段的主动吸收。

而在小肠后段Ca的吸收形式是被动扩散，吸收效率取决于小肠内Ca离子的游离浓度，但它在中性和弱碱性环境下易与酸根离子形成不溶性盐而流失。

由于CPPs带有高浓度的负电荷，既可以抵抗消化道中各种酶的水解，又可以与钙结合成可溶物，从而有效地防止钙在小肠中性或偏碱环境中形成磷酸钙沉淀，同时它还可以有效地增加钙在体内的滞留时间，该结合物在被肠壁细胞吸收后才把钙释放出来。

早在20世纪40年代，Mellander等首次从酪蛋白的胰蛋白酶水解产物分离到磷酸肽，并证明这些肽的Ca盐在生理pH下具有非常好的溶解性，无论正常婴儿还是佝偻病患儿，对CPPs形式的钙比对自然条件下的Ca都能更好地利用。

研究发现，CPPs可增加钙的生物利用率，在缺乏VD情况下，患有佝偻病小孩服用酪蛋白经胰蛋白酶消化的产物可强化骨骼钙化［3］。

动物实验证明，CPPs 可在中性或偏碱性条件下阻止钙的沉淀，从而促进钙在小肠中吸收。

CPPs虽可抑制磷酸钙形成沉淀，却不能使已形成磷酸钙溶解，CPPs的结构，特别是其分子内亲水和疏水氨基酸的排布决定了它在磷酸钙晶体增长中是一
个重要的调节因子［4］。

此外，CPPs还可促进铁、锰、锌、硒等吸收［5］。

1.2 防龋齿，促进牙齿、骨骼中钙的沉积和钙化
CPPs促进钙的沉积和钙化的原因一般认为是它在提高钙的吸收利用的同时，减少了破骨细胞的作用，抑制了骨的再吸收。

研究证明，CPPs具有明显抗蛀牙功能［6］，可用于防止和治疗牙结石。

CPPs在溶液中能与钙磷结合成复合体，即酪蛋白磷酸肽钙磷复合体(CPP-ACP)［7］。

它是可溶性复合物，附着在龋损
处，维持高水平的钙离子浓度，促使钙离子进入龋损区，促进早期龋损再矿化，从而有效地防止牙蚀细菌的侵蚀，达到抗龋齿的作用。

用CPPs制成的抗龋齿添加剂是目前唯一不同于氟化物的添加剂。

1.3 促进动物体外受精
通过动物(猪，牛)体外实验证明［8，9］，CPPs可明显促进精子进入卵细胞和体外精卵细胞的融合，他们发现含CPPs培养液中的精子明显具有更高的穿透卵细胞的能力。

此外，CPPs还能减少精子的变异程度而使胚胎发育更加稳定，但作用机理尚不十分清楚，可能与溶解状态钙离子介导的精卵细胞融合有关，也可能与谷氨酸的游离羧基有关。

1.4 其他生理功能
CPPs还具有增强机体免疫的能力。

研究表明，在大鼠饲料中添加CPPs能提高血清中IgG、IgA等抗体的水平，使肠道内的抗原特异性IgA和总IgA得到显著提高，这些说明CPPs对黏膜免疫力的提高也有很大的促进作用。

2 酪蛋白磷酸肽在食品工业中的应用
CPPs是作为吸收促进剂用于开发制造钙、铁功能食品的关键性原料，也是迄今为止唯一成功应用于功能性食品的生理活性肽。

缺钙是世界性的营养问题，如何提高钙的吸收利用率是目前需解决的主要问题之一，目前国内市场上有200多种补钙剂，大多着眼于增加钙的摄入量，而提高钙的吸收、利用率的产品种类很少。

近年来，一些营养食品和保健食品生产厂家已在其产强化钙的同时也对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而采用的唯一办法，但VD的过量摄入会对人体的肾和骨造成一定的危害。

目前在国外市场上已有含CPPs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。

CPPs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CPPs的饼干。

丹麦也于1991年实现了CPPs的商品化。

此外，美国、德国、法国等国家均进行了积极的研究。

CPPs具有在很宽的pH范围内完全溶解的特性，可耐受高温处理，具有良好的稳定性，因此，可添加于下列各种产品中：强化钙、铁、锌的营养保健品、奶类制品，如液态奶、乳饮料、婴幼儿奶粉、学生配方奶、高钙低脂奶等；儿童营养食品，如婴儿营养米粉、高钙饼干等；豆制品，如高钙豆奶粉、钙豆腐等；营养麦片、口香糖等；防龋固齿的牙膏、啤酒等含气饮料(可使泡沫细腻、持久，并促进其中的矿物质吸收)，在上述产品中应用时，CPPs可起到使产品配方更完善、合理，真正达到向人体补充这些矿物营养素的目的，同时还可实现原有产品的升级换代。

此外，添加了CPPs的制品，其原有的风味和口感可保持不变。

如对保健雪米饼的研制中加入了酪蛋白磷酸肽，提高了钙的吸收利用率，使强化后的产品品质有了提高；在制备酸豆乳饮料的工艺中，也添加了酪蛋白磷酸肽，使产品更富有营养保健价值，同时口感和风味更佳［10］。

CPPs有良好的加工稳定性。

商品CPPs在5℃和25℃保存2年后，其防止钙沉淀能力功能指标基本无变化。

在酸化条件下，CPPs溶解经受120℃／15min处理，功能指标仍达95％以上。

说明CPPs能完全适合严格的UHT加工要求，在酸性条件下更为稳定。

在碱性条件下，稳定性较差，随受热温度提高和受热时间延长，脱磷酸基反应会加剧，CPPs的功能会受到影响。

在一般使用条件下，
CPPs的结构和功能都是稳定的。

3 酪蛋白磷酸肽在药物中的应用
由于CPPs是从天然蛋白中提取的多肽，具有致敏性小［11］、无细胞毒性［12］、安全可靠的优点，因此充分运用这些特点，可用于对佝偻病，牙科病和骨质疏松症等疾病的治疗；制成抗蛀牙牙膏，漱口液或含片等，如广州美晨股份有限公司成功研制全球第一支有机钙牙膏——黑妹CPPs钙牙膏，这种新型牙膏投放市场后，仅2个月销售额突破4000万元［13］；还制成可促进动物体外受精和细胞融合的生化制剂等。

4 结束语
随着生活水平的不断提高，人类钙营养素不足的问题日益受到广泛的关注。

目前，国外已将CPPs应用于儿童咖喱饭、饮料、口香糖等食品和保健品中。

对儿童缺钙、老年人骨质疏松、不育症的治疗和牙齿保健方面的研究和应用也在进行之中。

还有人研究了酪蛋白、脱脂乳蛋白和CPPs的致敏反应，发现CPPs 的致敏性很小，表明它能够适用于对牛奶过敏的体质。

由于我国民众膳食组成以植物性食物为主，其中含有大量的影响钙、铁、锌吸收因子，如植酸、草酸、纤维素等，没有大量消费乳制品的习惯，缺钙尤为严重。

日前，我国从儿童到中老年人各年龄组的人群，普遍存在缺钙问题。

CPPs 不仅可促进钙的吸收，对铁、锌的吸收利用也有良好的促进效果，且CPPs来源于牛乳蛋白质，具有不良反应小、安全可靠的优点，即使超量服用也不会对人体产生任何毒副作用，这更使得CPPs在营养强化食品和保健食品中的应用备受瞩目。

因此开发添加CPPs的营养食品和保健品，能真正达到有效补充人体缺乏的矿物质的目的，满足人们的营养需求，必能产生巨大的经济效益和社会效益。

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参考文献
［1］Gapparov.MM，Stan EIa.Vopr Pitan，2003，72(6)：40-44.
［2］尤新，等.功能性发酵乳制品.北京：中国轻工业出版社，2002：208-209. ［3］Mellander 0.The physiological importance of the casein in phosphopeptide calcium salts II peroral calcium dosage in infant.Some aspect of the pathogenesis of ticket Acat Soc Med.UPS，1950，50：247-255. ［4］Reeves et a1.Calcium phosphate sequestering phosphopeptide from casein.Science，1958，128：472.
［5］Tsuchida H.et a1.Dietary casein phosphopeptides prevent bone loss in aged ovariectomized rats.Journal of Nutrition，1996，126(1)：86-93. ［6］Reynoldsetal.Remineralization of enamel subsurface lesions by casiein phosphopeptides calcium solutions.1997，76(9)：1587-1596. ［7］Reynolds EC.Spec Care Dentist，1998，18(1)：8-16.
［8］Nagai T.et a1.Effect of casein phosphopeptides on fertilization in vitro of bovine occytes matured in culture. Animal Science and Technology.1996，67(12)：1037-1042.
［9］Nagai.T.In vitro fertilization of porcine occytes.Journal of Reproduction and Development Suppe，1996，42：82-84.
［10］范江平.酪蛋白磷酸肽(CPPs)在食品业的应用.食品工业，2004，3. ［11］Otani H，Watanabe T，Tashiro Y.Biosci Bioteehnol Biochem.2001，
65(11)：2489-2495.
［12］Hartmann R，Meisel H.Nahrung，2002，46(6)：427-431.
［13］安景萍，等.酪蛋白磷酸肽(CPP)生理功能及应用.新疆畜牧业，2004，5：18-20.
作者简介：唐婷（1983～），女，广西南宁人，硕士研究生，研究方向为食品生物技术。