抗疲劳肽的研究进展

陈星星，胡　晓，李来好，*，杨贤庆，吴燕燕，林婉玲，郝淑贤，魏　涯

（1.中国水产科学研究院南海水产研究所，农业部水产品加工重点实验室，国家水产品加工技术研发中心，广东广州510300；2.上海海洋大学食品学院，上海201306）

抗疲劳肽的研究进展

陈星星1，2，胡晓1，李来好1，*，杨贤庆1，吴燕燕1，林婉玲1，郝淑贤1，魏涯1

（1.中国水产科学研究院南海水产研究所，农业部水产品加工重点实验室，国家水产品加工技术研发中心，广东广州510300；2.上海海洋大学食品学院，上海201306）

抗疲劳肽是一种生物活性肽，具有缓解疲劳和增加体能的作用。近年来随着生物活性肽功能的开发和社会需求的增加，抗疲劳肽的研究受到了广泛的重视。文章对目前国内外抗疲劳肽的作用机理、制备方法、功能评价指标和研究现状进行综述，并简要介绍其发展前景以及存在问题，以期为抗疲劳肽的进一步研究提供参考。

抗疲劳肽，作用机理，制备方法，功能评价指标

自1902年人们在动物的胃肠中第一次发现多肽活性物质，到现在已从不同的原料中发现、鉴定和分离出了100多种不同功能的生物活性多肽。研究发现，多肽物质不仅能够提供人体一般蛋白质的营养作用，还有十分重要不可替代的调控作用，这样的作用涉及到人体几乎所有的生理活动。比如：生长、吸收、消化、循环、代谢、神经、生殖、内分泌等[1]。

疲劳已成为当今社会很普遍的一个问题，据WHO调查显示，全球有35%以上的人处于疲劳状态，而中年男性占比达60%[2]。在体力劳动过程中，如果代谢产物不能通过适当的休息或其他方式得到清除，在体内聚集到一定程度便会产生躯体性疲劳；而脑力活动容易给人造成高度紧张的状态，如果不能及时得到缓解就会产生心理性疲劳[3]。

促进疲劳的恢复和延缓疲劳的发生一直是运动医学、军事医学和航天医学等学科的研究热点，而抗疲劳肽因为其独特的结构特点、理化性质和生物功能成为近几年来研究十分活跃的一个课题。抗疲劳肽不仅可以提供人体所需的氨基酸，同时又是人体活动需要的能源物质，能增强机体的抗氧化能力、维持内环境稳定及酶活性，还具有防止神经递质失衡等功能，这是其他抗疲劳因子所无法比拟的。因此，无论从生物学功能还是吸收速度和效率上，抗疲劳肽都将成为抗疲劳研究领域中的热点。本文从抗疲劳肽的作用机理、制备方法、功能评价指标以及研究应用等方面综述近几年抗疲劳活性肽的研究进展，以期为抗疲劳肽的进一步研究提供参考。

1　抗疲劳肽及其作用机理

抗疲劳肽主要是由2～10个氨基酸形成的直链寡肽或小肽，如玉米高F值寡肽，也有部分是多于10个氨基酸的多肽，如大豆多肽、蚕粉多肽[4]。

从相关研究来看，肽的抗疲劳活性可能与以下几个特征有关：

a.抗疲劳肽能够作为疲劳机体的能量来源，并且具有吸收速度快，吸收效率好的特点，能够有效缓解运动机体的疲劳。过度的运动会大量消耗蛋白质，导致疲劳感增加，为机体补充优质的蛋白质可以提供合成新蛋白的原料，但是蛋白质是高分子化合物，不易被人体直接吸收利用，而肽作为蛋白质主要的消化产物，其分子量比蛋白质小得多，容易被机体吸收利用，快速补给机体所需的氮源[5]。温红珊等研究了蚕蛹蛋白多肽的抗疲劳作用，动物实验表明其能增加小鼠运动过程中肝糖原和肌糖原含量[6]。

b.抗疲劳肽能够有效消除疲劳代谢产物的积累。运动疲劳会造成机体乳酸和氨的蓄积，剧烈运动时，机体内缺氧，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下还原生成酸性代谢产物血乳酸，同时，能量供应不足时蛋白质会分解供能，从而代谢生成血清尿素氮。血乳酸浓度的升高会引起机体pH下降，破坏内环境的平衡，从而使肌肉的收缩力和运动力下降，抗疲劳肽能够抑制乳酸的积累和降低血清尿素氮在运动机体内的含量，缓解机体的疲劳。You等发现泥鳅多肽能够降低小鼠血液中乳酸和血清尿素氮的含量，使小鼠的力竭游泳时间延长20%～28%[7]。

c.抗疲劳肽具有很强的抗氧化活性，能够清除疲劳机体内过多的自由基。剧烈运动会引起体内自由基的增加，运动后肾脏的缺血和再灌注会诱发产生大量的自由基，导致组织脂质过氧化作用加强，生物膜遭到破坏，线粒体受到攻击，从而ATP的合成和供给减少，肌肉的工作能力下降引发疲劳。抗疲劳肽能够清除或阻断自由基的链式生成，对抗自由基损伤，具有广泛的细胞保护和抗疲劳作用。目前，已从多种动植物来源的原料中制备出抗疲劳肽，这些具有不同氨基酸序列的生物活性肽能够不同程度的清除羟自由基、DPPH自由基、超氧阴离子自由基或者脂质过氧化自由基等，具有显著的抗氧化活性。

2　抗疲劳肽与抗氧化肽的关联

近年来，很多研究都表明自由基的大量产生是引起疲劳产生的重要原因[8]。剧烈运动会导致自由基增加，对细胞膜造成氧化损伤产生疲劳感。精神疲劳的产生也和自由基相关，当自由基破坏细胞膜的功能，机体运送氧气的能力就下降，大脑的供氧就会不足，时间长了就会引起记忆力下降等症状，而精神压力大以及长时间焦虑也会导致自由基的大量产生。抗氧化的机理是和自由基直接相关的，因此，很多学者对抗氧化肽和抗疲劳肽之间的关联进行了研究，以期为抗疲劳肽的研究提供一些思路。

目前已经有多种抗氧化肽被证实有抗疲劳的效果，王勇刚等研究表明鱼精蛋白多肽粉具有较强的清除羟自由基能力，其缓解大鼠运动疲劳的能力与抗氧化活性有关[9]；陈圆圆等比较了两种不同分子量大豆低聚肽的抗疲劳与抗氧化活性，得出小分子大豆肽具有更强的抗疲劳和抗氧化活力，抗疲劳与抗氧化之间存在一定相关性的结论[10]。刘晶等分析了抗氧化延缓疲劳的机理，认为非酶类物质和抗氧化酶是延缓疲劳的主要物质，并且抗氧化物质之间的协同作用可以增强抗疲劳作用，抗氧化肽和其他抗疲劳物质对慢性疲劳综合症具有治疗作用[11]；王奇等研究认为东海海参酶解液提高了小鼠体内抗氧化活性和糖原贮备能力，具有抗疲劳的功效[12]。Yu等制备的大豆活性肽具有较强的羟自由基和超氧阴离子自由基清除活性，能延长小鼠的游泳时间，延缓疲劳的产生[13]。胡滨等以新鲜猪血为原料，通过复合酶水解得到猪血多肽，灌胃雄性昆明种小鼠的实验证明猪血多肽具有明显缓解疲劳的作用，且通过一系列生化指标的检测得出其具有抗疲劳作用和增强抗氧化酶的活性、可降低脑组织中NOS活性，增强机体有氧代谢能力等[14]。

3　抗疲劳肽的制备

现在抗疲劳肽的制备方法主要有以下几种：a.人工合成法：分为化学合成法和酶合成法。化学合成法主要以氨基酸为原料，通过基团保护、缩合、脱保护等合成生物活性肽，生产成本高、操作复杂、反应步骤多。酶合成法主要是以氨基酸衍生物为原料利用各种酶来合成生物活性肽，此法反应温和、操作简单，但副产物多，产率低；b.生物提取法：主要是从动植物组织中直接提取生物活性肽，这些动植物来源的原料具有高含量的生物活性肽，原料丰富，成本较低，但提取分离纯化成本高；c.基因工程法：主要是在某些特定菌种或生物中表达，获得所需的特定生物活性肽，此法因为需要较长的研究和开发时间而受到限制；d.酶解法：在富含蛋白质的原料中加入相应的酶，控制酶解条件使酶发挥最佳活力，将蛋白质水解成短链的肽。此法制备的活性肽产品安全性高，水解过程容易控制且生产条件温和，是现在生物活性肽制备的最常用方法，胡晓等综述了酶解法在制备水产品功能肽方面的众多应用[15]。

酶解法能生产大量的小肽而且成本低，反应过程对环境没有危害，因此成为当前抗疲劳肽制备的最主要方法。酶解时常用到的蛋白酶主要有胰蛋白酶、胃蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、风味蛋白酶、复合蛋白酶等。研究表明，有时两种酶或多种酶的复配使用可能比单种酶的酶解效果更好，吴燕燕等用菠萝酶和Flavourzyme复合酶解罗非鱼加工废弃物，制得一种高附加值的营养调味料[16]。而对一些原料进行预处理，如超声或微波一段时间，能够缩短酶解时间以及获得更好的酶解效果。同时，很多学者为了获得活性较高的抗疲劳肽，对酶解的工艺进行了研究，采用单因素实验、正交实验、响应面分析法等来优化酶解工艺。兰会会等以小鼠负重游泳时间为指标，采用正交实验法优化酶解温度、pH、酶底比以及底物酪蛋白质量浓度等参数，得到具有最佳抗疲劳作用的酪蛋白水解物[17]。

4　抗疲劳肽的功能评价方法

疲劳是机体复杂的生理生化过程，其主要评价方法有两种：运动耐力实验和生化指标的检测。运动

耐力实验是指测定机体持续运动至力竭的时间，有动物游泳实验、爬杆实验、转棒实验等，运动耐力的提高是机体抗疲劳能力增强最直接、最客观的指标[18]。生化指标包括以下几类：能量物质：肝糖原、肌糖原、血糖、磷酸肌酸；代谢调节物质：激素、酶；代谢产物：血乳酸、血尿素氮、丙酮酸、氢离子浓度等[19]。《保健食品功能学评价程序和检测方法》中规定在抗疲劳实验中若1项以上（含1项）运动实验和2项以上（含2项）生化指标为阳性，即可判断该受试物具有抗疲劳作用。

4.1常用的抗疲劳运动耐力实验

4.1.1小鼠的爬杆实验爬杆时间的长短可以反映动物运动的疲劳程度，爬杆时间延长越多，抗疲劳能力越强。温红珊等制备的蚕蛹蛋白多肽能显著增加小鼠的爬杆时间，与空白组相比，蚕蛹蛋白多肽各剂量组能明显延长小鼠的爬杆时间，且各剂量组呈明显的剂量依赖性，该肽有较好的抗疲劳作用[6]。

4.1.2小鼠的游泳实验这是最常采用的评价抗疲劳功能的方法。负重游泳时间的长短能够反映动物的疲劳程度并客观反映机体的体能[20]，坚持游泳的时间越长，抗疲劳能力也越强。由于动物实验涉及的因素比较多，虽然此项实验的装置比较简单，但是要注意小鼠的负重物要适中，缠绕的松紧度也要把握好，太紧鼠尾血液循环不畅，太松负重物容易脱落，都会影响实验结果。同时，应该让小鼠处于不停的运动状态，因此要注意水的温度和游泳空间[18]。

4.2常用的抗疲劳生化指标

4.2.1糖原剧烈运动时，糖原是机体能量的主要来源，肌糖原直接消耗供能，为了维持血糖水平，肝糖原开始分解，储备量减少。如果受试物组肝糖原含量明显高于对照组，且有显著性差异，则说明受试物能够通过提高肝糖原的储备来给机体供能，以延缓疲劳而达到抗疲劳的效果[21]。

4.2.2乳酸大强度运动时，机体对能量的需求增加，但有氧代谢能力不足，需要通过无氧酵解的途径提供能量，无氧代谢会使机体产生大量乳酸，肌组织中H+浓度升高，pH降低，从而导致一系列生理生化反应，产生疲劳[22]。乳酸的积累是运动性疲劳产生的重要原因之一，因此乳酸被作为判断疲劳程度、控制运动强度等的重要指标[21]。

4.2.3血清尿素氮血清尿素氮是蛋白质和氨基酸代谢的最终产物。研究表明，耐力运动与体内尿素氮之间存在显著关系[23]，机体对运动适应性降低，尿素氮的水平就会明显增加。所以，尿素氮水平也作为评价抗疲劳程度的重要指标之一。

4.2.4乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶的分子量较大，正常情况下主要存在于肌细胞内，一般不容易透过细胞膜进入血液，因此血液及组织中的乳酸脱氢酶含量很少。但是在长时间剧烈运动或力竭后，肌纤维细胞膜受到超氧自由基的损伤而导致细胞膜通透性增加，细胞内的乳酸脱氢酶便向外溢出，使得血液中乳酸脱氢酶的含量显著增加。因此，测定机体运动后血液中乳酸脱氢酶的变化是评价机体肌肉损伤程度和能量代谢能力的重要指标[24]。

5　抗疲劳肽的开发应用现状

目前开发和应用的具有抗疲劳活性的肽还不是很多，但随着近几年抗疲劳肽的深入研究和其巨大的应用价值，学者们不断尝试用不同原料来制备研究具有抗疲劳活性的生物肽，使得抗疲劳肽的研究十分活跃。从来源上看，目前报道的具有抗疲劳活性的肽主要从植物和动物原料中制备。植物来源的主要有大豆肽、玉米肽、花生肽、米渣肽、小麦肽等；动物来源的主要有巴非蛤肉肽、海参肽、海蜇肽、南极磷虾肽、草鱼肽、鱼精肽、泥鳅肽以及肌肽、蛋清肽、蚕蛹肽、鹿茸肽、驴骨肽、鹿血肽、猪血肽等。

植物来源的多肽中，对大豆多肽抗疲劳的研究较早，李茂辉等采用酶法水解脱脂豆饼粕制备大豆活性肽，研究表明300～700u的大豆小分子肽具有一定的增强小鼠抗疲劳能力的作用[19]；郑鸿雁通过实验证明了玉米肽的抗疲劳作用[25]；彭维兵等对分子量1ku以下的花生肽首次进行了抗运动性疲劳的研究，结果表明该肽能显著延长小鼠的游泳时间，显著降低运动后小鼠体内血乳酸和血清尿素氮的含量，显著增加肌糖原和肝糖原含量，具有抗疲劳作用[26]；刘晶等采用碱性蛋白酶对米渣进行酶解，酶解的产物经大孔树脂纯化和超滤分离得到具有不同相对分子质量范围的米渣肽，小鼠实验表明低分子量的米渣肽具有显著的抗疲劳作用，小分子肽经过高效液相色谱分离纯化得到一个抗疲劳肽，其序列为Gln－Ser－Pro－Glu－Ile[27]；曹向宇等实验也证明小米多肽具有良好的抗疲劳作用[28]；潘丽军等对小麦蛋白液进行酶解得到谷氨酰胺活性肽，小鼠实验证明其既具有抗疲劳作用，同时也能够提高小鼠的抗氧化和耐缺氧能力[29]。

动物来源方面，水产品的蛋白含量丰富，以此为原料制备抗疲劳肽的研究较多。方富永等观察了巴非蛤肉和翡翠贻贝肉复合酶水解肽的抗疲劳效果，实验证明这两种水解肽都具有较好的抗疲劳效果[30-31]；You等用木瓜蛋白酶水解泥鳅蛋白制得泥鳅多肽，发现该肽能够降低运动小鼠体内血清尿素氮和乳酸的含量并且能延缓血糖和肝糖原的消耗[7]；徐恺等将南极磷虾蛋白用木瓜蛋白酶酶解后的产物喂食小鼠，结果发现南极磷虾肽可明显提高小鼠抗疲劳、耐缺氧的能力[32]；Ding等研究发现海蜇胶原蛋白酶解物具有显著的抗疲劳和抗氧化活性[33]；Ren等比较了草鱼蛋白和草鱼蛋白多肽对小鼠负重游泳实验的影响，并测定了与疲劳相关的生化指标，结果表明两者均能提高小鼠的游泳耐力，但多肽的效果比蛋白质好[34]；王洪涛等的研究证明海参肽也具有抗疲劳作用[35]；李伟等采用复合蛋白酶酶解大鲵粘液，研究表明其酶解产物低聚糖肽具有显著的抗疲劳作用[36]。

除了水产品原料，Wang等从猪脾脏中分离出十肽CMS001（脯氨酸-苏氨酸-苏氨酸-赖氨酸-苏氨酸-酪氨酸-苯丙氨酸-脯氨酸-组氨酸-苯丙氨酸），动物实验证明其能延缓疲劳的产生[37]；王莹等对比分析了5%浓度蛋清高F值寡肽和5%浓度蛋清多肽的体内抗疲劳生物活性，实验结果表明两者均有一定的抗疲劳作用，但前者优于后者[38]；尹晓平、胡滨等分别对天山马鹿血、猪血进行酶解制备多肽，结果均具有显著的抗疲劳作用[39，14]；温红珊、缪福俊、罗翔丹、王旭清等的研究表明蚕蛹蛋白多肽、驴骨蛋白多肽、鹿茸多肽、鸭胚多肽均能够有效提高小鼠的抗疲劳能力[6，40-42]。

关于抗疲劳肽的实际应用文献较少，主要是在食品中添加。苏永昌等研究了罗非鱼多肽饮料的制备及抗氧化抗疲劳作用，结果说明复配制得的多肽饮料能够增强小鼠体内抗氧化能力，使小鼠负重游泳时间延长，具有一定的抗疲劳和抗氧化效果[43]；兰会会等研究了添加酪蛋白水解肽乳粉的抗疲劳作用，动物实验证明其能够延缓疲劳的产生[44]；周丽丽等对大豆多肽的应用效果进行了观察，给8名举重运动员补充含有大豆多肽的饮料，结果表明大豆多肽能够减少运动后运动员血清肌酸激酶的升高，增加肌肉的工作效率，提高抗疲劳能力[45]；张铁华等从玉米蛋白粉中酶解得到高F值寡肽，实验证明其有调节体内代谢和抗疲劳作用，并应用到饮料的开发中[46]；郭丽等将大豆β-伴球蛋白肽添加到新鲜牛奶和黑米中，利用生物发酵技术制得了一种新型的抗疲劳酸乳[47]。

6　存在问题与展望

目前抗疲劳肽的研究中，主要是针对运动性疲劳的缓解以及功能评价，对于精神性疲劳或者心理性疲劳方面的研究尚未见报道。对于抗疲劳肽的作用机理，其生物活性成分的量效与构效的关系目前研究很少，仍待进一步深入研究。在评价抗疲劳肽功效方面，现在大多数的小鼠实验没有一个标准化的内容和公认的疲劳模型，很多报道造模上不一致，这对食品抗疲劳作用的客观评价造成了障碍。

虽然目前我国抗疲劳功能食品在功效成分的分离提取、功效研究、产品类型等方面与发达国家相比还有不小的差距，能够获得广大消费者普遍认可和欢迎的抗疲劳食品目前市场上还很少，但这也给我国抗疲劳食品的开发和研究提供了一个很广阔的空间。随着人们现在生活节奏的加快，饮食不规律、睡眠不足导致很多人都处于亚健康状态，一些具有缓解疲劳、增强免疫力等作用的保健品越来越受到人们的重视，而抗疲劳肽作为一种很好的生物活性肽，无论是从吸收速率还是生物学功能上，开发潜力都很大。作为今后抗疲劳食品的研究热点，抗疲劳肽必然会引发新的研究热潮，成为高科技产业的热点，同时也代表了氨基酸药物发展的新趋向。

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The research progress of anti-fatigue peptides

CHEN Xing-xing1，2，HU Xiao1，LI Lai-hao1，*，YANG Xian-qing1，WU Yan-yan1，LIN Wan-ling1，HAO Shu-xian1，WEI Ya1
（1.KeyLaboratoryofAquaticProductProcessing，MinistryofAgriculture，NationalR&DCenterforAquatic，ProductProcessing，South China Sea Fisheries Research Institute，Chinese Academy of Fishery Sciences，Guangzhou 510300，China；2.College of Food Science and Technology，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

Anti-fatigue peptides was a kind of bioactive peptides，which had an effect of relieving fatigue and increasing human energy.In recent years，with the development of functions of bioactive peptides and the increase in social demand，the research of anti-fatigue peptides

widespread attention.The current literature，at home and abroad，relating to anti-fatigue mechanism，preparation methods，determination methods，the research status were summarized and its direction of future development and problems existed were simply introduced.The aim was to provide some references for further research on anti-fatigue peptides.

anti-fatigue peptides；anti-fatigue mechanism；preparation methods；determination methods

TS254.1

A

1002-0306（2015）04-0365-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.04.071

2014－07－01

陈星星（1990-），女，硕士研究生，研究方向：水产品加工和质量安全。

李来好（1963-），男，博士，研究员，研究方向：水产品加工和质量安全。

国家现代农业产业技术体系（CARS-49）；国家海洋公益性项目（201305018）；国家自然科学基金项目（31301454）；广东省科技计划重点项目（2011A020102005）。