花生肽功能特性研究进展

李宁，石爱民，刘红芝，刘丽，胡晖，王强

花生肽功能特性研究进展

李宁，石爱民，刘红芝，刘丽，胡晖，王强

中国农业科学院农产品加工研究所，农业部农产品加工综合性重点实验室，北京 100193

王强，博士，研究员，博士生导师。全国首批农业科研杰出人才，入选国家“百千万人才工程”，并获“有突出贡献中青年专家”荣誉称号，享受国务院特殊津贴，全国优秀科技工作者，农业部“粮油加工与综合利用”创新团队首席专家，长期从事粮油原料特性与评价、加工过程品质形成机理与调控机制等基础与应用基础研究。现任中国粮油学会食品分会副会长、中国食品学会保健食品分会副会长，Bioactive Carbonhydrates and Dietary Fibre、NPJ Science of Food编委。主持国家级项目30多项，以第一完成人获国家技术发明二等奖1项、省部级一等奖2项、中国专利优秀奖1项、ICC最高学术奖1项，发表SCI论文60余篇，获国家发明专利34项。E-mail：wangqiang06@caas.cn

花生肽因其丰富的营养价值、卓越的功能特性、独特的吸收机制，近来备受关注。综述了国内外对花生肽的功能特性的研究进展，分析问题并提出展望，为花生肽的合理开发提供指导。

花生肽；功能特性；抗氧化；降血压；研究进展

蛋白质是花生中的第二大营养素，全球花生用于榨油和食用的比例分别为54%和36%，榨油后的饼粕中蛋白质资源丰富，但并未合理利用，造成了蛋白质资源的严重浪费，直接倾倒或掩埋，造成了严重的环境污染。世界人口的不断暴增，膳食结构的不断革新、调整，致使食物短缺和蛋白供给不足，这已经成为影响人类健康、安定、持续发展的严重问题[1]。

花生蛋白经过酶解、发酵或者酸碱提取等工艺处理后会形成分子量不同的肽段混合物，其营养成分丰富，氨基酸种类齐全，必需氨基酸含量高达38.29%，具有完全独立的吸收机制且优于游离氨基酸，不同氨基酸排列组合后形成的肽段具有不同的功能活性，目前研究较多的为花生肽的降血压活性、抗氧化作用活性，也有学者报道花生肽的抑菌/抗菌、免疫调节等功能活性，但研究相对较少。开发花生肽不但可以解决花生蛋白质资源浪费的问题，还可以缓解甚至解决人类食物、蛋白供给的不足。以下综述了花生肽的功能活性，为其在食品领域、药物制剂领域以及精细化工领域的应用提供理论依据和指导。

1 文献分析

以花生肽、peanut peptide为关键词在CNKI、ScienceDirect、Web of Science等搜索引擎共搜集文献5597篇，从各年份文献发表数量、各年份引用数量以及不同年份研究方向的变化进行分析。

花生肽相关论文发表数量整体呈上升趋势（图1）。随着生物、物理、化学等相关学科技术手段的不断成熟，学科交叉逐渐加大，2010年后花生肽论文发表数量急剧增多，花生肽的研究热度不断增加，其功能特性也逐步被开发。

图1 2010～2016年花生肽相关论文发表数量

花生肽论文的引用次数也逐年增加，2016年由Web of Science统计，花生肽相关论文引用次数已经突破10 000次，论文引用次数的不断增加，说明了花生肽的关注度逐渐增加，证明了花生肽的影响力也在逐年增大（图2）。

图2 2010～2016年花生肽相关论文引用次数

花生肽相关论文数量和引用次数逐年上升，其研究方向也不断转变，如图3所示，花生肽的研究领域不断增大，已由最初的原料研究、工艺研究向着其卓越的功能特性发展，同时，揭示功能与结构之间的关系也成为了近些年研究的热点。

2 功能特性

2.1 降血压活性

图3 1998～2014年花生肽研究领域变迁示意图

血管紧张素转化酶（angiotensin-converting enzyme， ACE）在人体血压调节过程中起到重要的生理作用。张宇昊[2]采用碱性蛋白酶Alcalase酶解花生蛋白得到的花生短肽水解度为17.72%，短肽得率为80.35%，以该混合肽为原料利用体外化学模型验证了花生短肽的ACE抑制活性，其IC50达0.517mg/mL，而一般酶解后的混合降血压肽ACE抑制IC50值在0.126～246.7mg/mL，可见花生短肽的ACE抑制活性较为突出。刘冬等[3]以原发性高血压大鼠为研究对象，饲喂1000～1500mg/kg（体重）花生肽，4h后大鼠收缩压显著降低，降压效果可持续8h，从动物实验层面证实了花生肽有明显的降压效果。近年来Jamdar等[4]、白歌等[5]、李宁等[6]也分别验证了花生肽的降血压活性。

随着花生肽降血压活性的研究不断深入，众多学者将研究方向转向探究具备降血压活性的花生肽的结构特点，王强等[7]采用复合酶解制备所得花生短肽的IC50值为0.0052mg/mL，随后通过层析色谱、RP-HPLC获得了ACE抑制活性最强的单一组分，结构如图4所示。其IC50值为0.0038mg/mL，随后通过基质辅助激光解吸附电离飞行时间串联质谱确定了该组分的氨基酸列为：Lys-Leu-Tyr-Met-Arg-Pro。分析其结构特点，C端为Pro，N端为Lys，均为疏水性较强的氨基酸，强疏水性结构有利于与ACE活性部位的结合，并与ACE活性位点的残基形成5个氢键，1个Pi-Cation相互作用，与锌离子形成配位键，氢键和配位键共同稳定了短肽-ACE复合物的构象，从而有利于ACE抑制活性的发挥。研究表明，具有降血压活性的肽均有以下特点：①都是较短肽链的小分子肽；②C端多为疏水性氨基酸[8]。

图4 高活性短肽的构效关系与作用机理

2.2 抗氧化活性

抗氧化活性可以抑制或清除人体自由基、延缓皮肤及机体衰老，具有较高的保健价值[2，9]。花生肽由于其易吸收、丰富的营养功能，成为了抗氧化保健类产品及化妆品的研究热点。

刘英丽等[10]的研究表明，采用碱性蛋白酶制备的花生短肽对DPPH自由基清除率可达55.3%，具有较高的抗氧化能力。将其作为抗氧化物质饲喂氧化损伤模型小鼠，结果无论饲喂剂量大小，均可显著降低血清和肝脏的MDA（丙二醛），证明花生肽能够提高机体内源性抗氧化酶活性，清除自由基，抑制脂质过氧化损伤[11]。刘丽娜等[12]测定了花生肽作用前后的红细胞溶血、肝脏以及线粒体的脂质过氧化、肝线粒体肿胀度，结果证明花生肽可以有效抑制脂质过氧化，从而减少红细胞溶血，保护生物膜，减缓肝线粒体的肿胀度，从另一个角度验证了花生肽的抗氧化活性。

水解度及分子量的大小决定了花生肽的抗氧化能力的强弱[13]，水解度在0～8.0%时，随着水解度的增大，花生肽的抗氧化能力由5%增大至22.6%[14]。孟凡莉[15]、彭维兵等[16]也从不同角度验证了花生肽的抗氧化活性及抗氧化能力和分子量、水解度等之间的关系。通过分离不同分子量的花生肽并考察各组分抗氧化活性发现，分子量小于763.4D的两组分自由基清除率分别达到了84.25%、75.21%。通过分析各组分氨基酸种类、数量发现，氨基酸及其衍生物本身具有清除自由基的能力，如Lys、His、Tyr、Met、Pro、Arg、Glu、Cys等，含有Tyr、His、Lys、Pro等氨基酸的多肽一般具有较强的抗氧化活性[17]。氨基酸的排列顺序也是影响其抗氧化活性的重要因素之一。另外，N端增加或者包含Leu或Pro能够增强肽的抗氧化活性和促进与非肽类抗氧化剂的协同作用，从而提高抗氧化能力。Ji等[18]的研究从花生肽中分离出的Thr-Pro-Ala，Ile/Leu-Pro-Ser和Ser-Pro四个组分，表现出了最强的抗氧化能力。综上所述，花生肽的抗氧化活性与肽段的氨基酸序列、氨基酸侧链基团、分子量和空间构象相关。

2.3 抑菌/抗菌活性

具有抑菌/抗菌活性的肽多来自于生物体的自然防御系统内，但由于植物不具备动物机体内的特异性免疫系统，所以植物源的抑菌肽/抗菌肽研究较少。

Hypogin是从花生中提取出的一种具有抑菌/抗菌 活性的肽，但其氨基酸序列与已知的抑菌/抗菌肽的氨基酸序列存在很大差异，其N端氨基酸序列与Ara H1这种花生过敏原极其相似，分子量为7.2kD。实验证明，该结构的花生肽对真菌的生长、艾滋病毒反转录酶及与感染的艾滋病毒相关的β-葡萄糖苷酶、α-葡萄糖苷酶的活性具有强烈的抑制作用[19]。陈彤等[20]以高温压榨花生饼粕为原料，制备得到花生抗菌肽，并考察了其对大肠杆菌、禾谷镰刀菌的抑菌活性，结果表明，花生肽对大肠杆菌、禾谷镰刀菌具有强烈的抑菌活性，抑菌圈的直径分别为4.8nm、5.6nm。

2.4 其 他

除上述研究热点——抗氧化、降血压和抗菌活性之外，有研究表明花生肽还具有降低胆固醇[21]、抑制肝损伤[22-24]、增强机体免疫力[9]、快速补充体能与促进体力恢复[25-27]等功能活性，但研究相对较少且仅限于活性验证及分析，并未深入研究。

3 展 望

我国是花生生产大国，产量列居世界第一位，花生蛋白资源丰富，但多作为饲料使用或直接废弃并未被充分而合理地利用。随着生物技术的不断革新，生物活性肽的研究也日新月异，其吸收机制、众多功能活性逐渐被开发，但针对花生肽的开发存在两大问题。第一，花生肽的制备指标比较单一，多采用水解度或短肽得率为检测指标确定最优工艺，而在此基础上，测试其功能活性，针对花生蛋白的优势，以独特的功能特性为检测指标的制备工艺鲜见报道；第二，花生肽功能活性的研究多局限于降血压、抗氧化两大功能，其他功能如增强机体免疫力、抑菌/抗菌、降低胆固醇等未被充分开发，抑制肿瘤、抗炎症等功能亦未见报道。

针对以上花生肽制备及功能特性研究中的不足，应针对花生肽开展以下两个方面的研究。第一，充分了解花生蛋白的氨基酸种类、数量以及一级结构，在此基础上，结合生物活性肽功能特性构效关系的现有研究，采用特定酶切技术，制备具有特定排列顺序的花生肽；第二，考察不同氨基酸排列组成的花生肽的功能活性，如研究较热门的抗肿瘤、抑菌/抗菌、降低胆固醇甚至未知的功能活性，并明晰两者构效关系，然后通过模拟实验、体内实验等途径，揭示花生肽体内作用机制及其代谢通路。通过这些研究，为花生蛋白的高值化利用、市场应用提供指导和参考，为其在保健食品、化妆品以及临床药物上的应用提供新的思路。

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Research progress on the functional of peanut peptides

LI Ning，SHI Aimin，LIU Hongzhi，LIU Li，HU Hui，WANG Qiang

Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Agro-products Processing, Ministry of Agriculture, Beijing 100193, China

Recently, the peanut peptides have attracted much more public attention because of the rich nutrition value, excellent functional and the special absorption mechanism. This paper summarizes the function of the peanut peptides, analyzes the problems and provides the guide of the rational utilization of peanut peptides.

peanut peptides; functional characteristics; antioxidant; ACE inhibitory activity; research progress

10.3969/j.issn.1674-0319.2017.04.005

李宁，在读博士。主要从事农产品加工与利用研究。

E-mail：sy76534371@126.com

“十三五”国家重点研发计划（2016YFD0400200）