玉米蛋白肽：一种具有特殊生物活性的食用蛋白

□ 王远锏 华南师范大学（石牌校区）生命科学学院

1 玉米蛋白肽概述

玉米蛋白肽（zein）一种由玉米蛋白粉水解得到的多个段肽链，本身是玉米淀粉生产过程中的副产物，虽然玉米蛋白粉蛋白质含量在65%以上，是一种高品质植物蛋白来源，但是玉米蛋白粉本身存在口感粗糙、水溶性低、氨基酸分布不均等问题，其在食品工业中的应用并不广泛。在使用蛋白酶尤其是碱性蛋白酶水解后可以得到一系列由五个或更多氨基酸残基组成的短肽，这些短肽的水溶性相比于玉米蛋白粉更高，而且具有较低的黏度，产物也具有一定的特殊生物活性。在玉米蛋白肽中，亮氨酸、异亮氨酸、撷氨酸、丙氨酸等疏水氨基酸与脯氨酸、谷氨酸等酸性或碱性氨基酸含量较高，而尤其是赖氨酸、色氨酸的含量相对较低。由于玉米蛋白分子自身有氢键、疏水键等次级键的作用使肽链折叠成球状结构，需要使用亚硫酸钠、乙醇等手段破坏玉米蛋白的高级结构，进而使碱性蛋白酶如地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶等高效率水解玉米蛋白从而生产玉米蛋白肽，且使用不同的碱性蛋白酶或与其他水解酶进行组合，可以使玉米蛋白肽具有不同的氨基酸组成与特殊生物活性。

2 玉米蛋白肽的生物活性

玉米蛋白肽自身具有良好的溶解特性、风味，还具有高浓度、低黏度等特点，对人体而言消化吸收效率较高，可以在短时间内给肌体提供能量和恢复体力，是一种常用的蛋白补剂。除常用作解酒肽、食品蛋白补剂之外，玉米蛋白肽还具有一些特殊的生物活性，在保健食品的开发领域也具有较大的应用潜力。

2.1 清除自由基活性

根据张蓓蕾[1]等人的研究，将预处理的玉米蛋白粉使用碱性蛋白酶进行水解后并进一步超滤纯化得到玉米蛋白肽后，使用ORAC法与有机氮自由基DPPH测定产物清除自由基的能力，并利用还原铁氰化钾体系中三价铁离子向二价铁离子转化的能力来衡量产物的还原能力，并与小麦蛋白肽、大米蛋白肽进行对比。试验结果显示出,玉米蛋白肽与大米蛋白肽水的自由基清除能力相较于小麦蛋白肽更高，且这些水解短肽对自由基清除能力与相对分子质量大小表现出了一定的相关性,随着水解短肽产物相对分子质量减小,对氧自由基清除能力提高。同时，三种水解短肽DPPH自由基清除能力与还原能力均呈现先下降后上升的趋势。玉米蛋白肽清除自由基的能力为其在作为抗衰老、抗氧化保健品领域的应用提供了基础。

2.2 玉米蛋白肽钙螯合物的抗菌活性

根据蒲传奋[2]等人的研究，在木瓜蛋白酶的催化下水解玉米醇溶蛋白得到玉米醇溶蛋白肽，在一定条件下按照一定的物料比与氯化钙中的钙离子进行螯合，并将玉米醇溶蛋白肽钙螯合物溶液与金黄色葡萄球及大肠杆菌共培养测定抑菌效果。玉米蛋白肽肽与钙离子螯合物能影响金黄色葡萄球菌的生长曲线,通过破坏金黄色葡萄球菌细胞膜的完整性实现对菌体杀伤。同时，玉米蛋白肽钙离子螯合物本身也保持了自身的抗氧化能力与低致敏性，可以作为食品添加剂与抑菌药物使用。

2.3 玉米蛋白肽影响血液中激素水平

根据许彬[3]等人的研究，通过对一日龄的昌图豁鹅饲喂添加玉米蛋白肽的基础饲料，并于60 d之后测定血液中的激素含量变化，昌图豁鹅血液中的胰岛素含量与胰高血糖素含量都有所下降。另外，玉米蛋白肽可以通过影响血管紧张素转换酶的活性控制血管紧张素转换酶血管紧张素水平，进而控制血压升高。在玉米蛋白中存在一种高活性血管紧张素转化酶抑制肽，可以有效地抑制血管紧张素转换酶活性，从而达到使血压降低或维持血压水平的目的。根据宋亮[4]等人的研究，使用保护水解产物C端氨基酸的水解酶，当玉米蛋白肽C端为Tyr、Pro、Trp、Phe和Leu等氨基酸残基时可以保证玉米蛋白肽自身具有较高的降血压能力。

3 玉米蛋白肽的应用

玉米蛋白肽目前的应用主要集中在食品添加剂上，由于自身特殊的生理活性以及较高的蛋白质、氨基酸含量，经常作为一种蛋白质补剂添加到食品当中，改善食品口感、提高食品营养价值同时可以改善人体代谢机能。

玉米蛋白肽尤其是玉米醇溶蛋白肽具有两亲性，在两性界面可以形成纳米级的微粒，用于对一些具有特殊活性物质的包装，提高活性物质的溶解性、稳定性以及生物利用度。根据刘瑞琦[5]等人的研究，通过反溶剂法制备出水相肽与丁香酚制备纳米复合粒子，通过玉米醇溶蛋白肽两亲性包装具有麻醉、抗菌防腐、杀虫、解热、降温、抗氧化、抗衰老等药理作用的丁香酚，并通过这种纳米复合离子构建皮克林乳液体系。该体系在不同的油水体系、弱碱性环境、离子强度在0.3 mol/L的条件下拥有较高的稳定性与乳化活性，这种乳化体系在如食品杀菌、药品开发的领域均具有较高的应用潜力。另外，根据Lei Dai[6]等人的研究，使用pH驱动法将碱性玉米醇溶蛋白溶液与酸性鼠李糖脂溶液混合，制备成包装纳米粒子并将姜黄素包封。形成的纳米粒子是球形的，粒径d≈100 nm。纳米粒子的性质主要由玉米醇溶蛋白与鼠李糖脂的质量比决定电子显微镜纳米颗粒悬浮液在pH值为 5～9时保持稳定，但在较酸性条件下聚集。在中性pH值下，纳米粒子在低离子强度下稳定，但在较高电解质水平下聚集。在25～37 ℃储存纳米颗粒能够在一个月内有效地保护姜黄素免于降解。这种食品级纳米颗粒可能适合作为功能性食品和饮料中疏水营养品的输送系统。

玉米蛋白肽不仅可以用于制备纳米级的微粒，还可以与其他材料复合用于制备如纤维等材料。根据Lingli Deng[7]等人的研究，通过混合静电纺丝法制备明胶联合玉米醇溶蛋白纳米纤维，二者通过氢键相互作用。根据其实验结果，明胶/玉米醇溶蛋白纤维的直径随二者相互作用的时间延长而增大，纤维具有较好的稳定性，纤维表面具有一定的疏水性，力学试验也表现出良好的变形性和可锻性。且明胶/玉米醇溶蛋白纤维在水或乙醇中也可以保持自身的多孔结构。这种纤维可以作为一种组织工程支架材料，在体外组织再生与细胞培养过程中为细胞提供一个良好的生长环境。

4 展望

玉米蛋白肽作为一种天然活性物质不仅可以作为食品添加剂，预防和治疗疾病，还可以作为一种新型材料制备出新型纳米粒子与纤维，具有广阔的应用前景。玉米活性肽已经不仅作为一种食品添加剂发挥自身应用潜力，也在医疗、再生医学等领域受到了诸多研究者的关注，在未来玉米蛋白肽的应用将进一步扩大。