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鹰嘴豆肽的氨基酸组成及其生物活性研究进展

  • 康连虎 ,
  • 孙勤 ,
  • 李娜
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  • 安徽粮食工程职业学院,安徽 合肥 230011

康连虎(1990—),男,安徽凤台人,硕士,实验师,从事粮油及植物蛋白研究。

Copy editor: 李媛

收稿日期: 2024-11-18

  网络出版日期: 2025-03-13

基金资助

安徽省职业与成人教育学会教育教学研究规划课题(AZCJ2023033)

安徽省自然科学研究项目(2023AH053272)

安徽省高等学校省级质量工程项目(2022tsgsp021)

安徽省高等学校省级质量工程项目(2023kcsz132)

安徽粮食工程职业学院院级质量工程课题(Ahly2023001)

Research progress on the amino acid composition and biological activity of chickpea peptides

  • KANG Lianhu ,
  • SUN Qin ,
  • LI Na
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  • Anhui Vocational College of Grain Engineering, Hefei 230011, China

Received date: 2024-11-18

  Online published: 2025-03-13

摘要

本文综述了鹰嘴豆肽的制备方法、氨基酸组成及其生物活性的研究进展。其制备方法包括酶解法(单酶解法、双酶解法和复合酶解法)和微生物发酵法等。鹰嘴豆肽中含有多种人体必需氨基酸,以丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)和亮氨酸(Leu)等疏水性氨基酸含量较高。生物活性方面,其具有抗氧化、降血压、降胆固醇、抗肿瘤和抗菌等活性。随着鹰嘴豆肽研究的深入,其在食品工业中的应用越来越广泛。本文为鹰嘴豆肽的进一步研究和应用提供参考。

本文引用格式

康连虎 , 孙勤 , 李娜 . 鹰嘴豆肽的氨基酸组成及其生物活性研究进展[J]. 安徽农学通报, 2025 , 31(5) : 97 -101 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.05.021

Abstract

The research progress on the preparation methods, amino acid composition, and biological activity were reviewed of chickpea peptides. The preparation methods included enzymatic hydrolysis (single enzyme hydrolysis, double enzyme hydrolysis, and compound enzyme hydrolysis), and microbial fermentation. Chickpea peptides contained various essential amino acids for the human body, with high levels of hydrophobic amino acids such as alanine (Ala), valine (Val), and leucine (Leu). In terms of biological activity, it had antioxidant, hypotensive, cholesterol lowering, anti-tumor, and antibacterial activities. With further research on chickpea peptides, their application in the food industry was becoming increasingly widespread. This article provides a reference for further research and application of chickpea peptides.

鹰嘴豆属豆科植物,产量较高,是重要的豆类作物之一。该植物含有多种营养成分,其中蛋白质含量较为丰富,约占30%,是优质植物蛋白来源之一[1],其蛋白质中所含的必需氨基酸种类齐全[2]。目前,鹰嘴豆已成为提取植物源蛋白和肽类的优质原料之一。
鹰嘴豆肽是一种小分子多肽混合物,通过水解鹰嘴豆蛋白得到。在动物消化吸收的过程中,多肽比氨基酸有更多优点,如由于存在渗透压,多肽从胃到肠的运动速度快,吸收较快,不会引起小肠的不良反应[3]。不同的氨基酸结合在一起,具有多样的分子结构,在人体代谢调节中起着不同作用。鹰嘴豆肽中,氨基酸组成与其蛋白质相同,含有人体所需的全部必需氨基酸,且组成合理,能够被消化和吸收。与氨基酸组成成分相比,其生理活性更加多样,如具有抗氧化、抑制肿瘤、调节免疫、促进脂肪代谢、降低胆固醇含量、缓解疲劳和抑制血管紧张素转化酶等作用[4]。同时,鹰嘴豆还含有多种其他成分,如膳食纤维、多酚和异黄酮等生物活性成分,这些成分不仅提高了其营养价值,还具有抗氧化、调节肠道菌群、降血糖、抗骨质疏松、调节胆固醇水平和抑制癌细胞增殖等作用[5-6]
鹰嘴豆独特的生理机能使其成为众多学者关注的重点,也是科研人员研制功能性食物和筛选药物的重要天然资源之一,在食品科研领域具有较大的发展潜力。本文综述了鹰嘴豆肽的制备方法、氨基酸组成和生物活性,为其进一步研究和应用提供参考。

1 鹰嘴豆肽的制备方法

1.1 酶解法

酶解法是通过控制反应条件,添加特定种类蛋白酶,将大分子蛋白分解成小分子肽,再经过加工提炼而成的肽类物质。酶解法在实验中应用较多,得到的水解产物具有较高的生物活性。该方法反应需要的条件简单,能够反复实现,并且较安全,能够有针对性地进行降解,对分解产物影响较小[7]。江帆等[8]研究指出,利用酶解法制得的鹰嘴豆肽,其氨基酸等有效成分含量较高,能更好地被人体吸收。该方法基于使用酶的种类不同,可分为单酶解法、双酶解法和复合酶解法等。

1.1.1 单酶解法

单酶解法中,使用的蛋白酶主要有碱性、中性和风味三大类,每种蛋白酶具有其独特的酶切位点,会产生不同肽段,这些肽段具有各自特定的生理功能。在对蛋白质进行初步酶解过程研究时,通常会选择单酶解法。碱性蛋白酶具有高效的水解能力,成本较低,应用广泛。姚余祥等[9]研究指出,在一定的水解条件下,利用碱性蛋白酶得到的鹰嘴豆肽可以降低胆固醇的活性。李芳等[10]对3种蛋白酶进行筛选,发现木瓜蛋白酶分解得到的鹰嘴豆肽抗氧化能力最强。

1.1.2 双酶解法

双酶水解是利用2种酶分解蛋白质,结合适宜配比及添加量,使其水解功能较好地发挥。贾前生等[11]利用双酶水解法分解鹰嘴豆得到低聚肽,与谷类甘肽相比,其DPPH自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力和还原力等均较高;其清除羟自由基的能力与谷类甘肽接近。Xu等[12]使用碱性蛋白酶和风味蛋白酶组合,发现碱性蛋白酶对肽键的分割效果更好,可能是其酶切位点较多的原因。

1.1.3 复合酶解法

在适宜条件下,可采用多种蛋白酶联合水解蛋白质,使蛋白质的水解率增加,进行阶段性水解,以增强酶解效率和生理活性。王亚非等[3]使用混合的中性蛋白酶和风味蛋白酶进行鹰嘴豆酶解,发现其多肽对小鼠因环磷酰胺引起的多项免疫相关指标下降有明显的改善作用,对脾淋巴细胞的增殖有促进作用,使小鼠免疫功能得到增强。Rivero-pino等[4]利用碱性蛋白酶、胰蛋白酶和风味蛋白酶,水解大豆、豌豆、鹰嘴豆、扁豆和羽扇豆等蛋白质;经色谱分离提纯得到的产物有降糖作用。

1.2 微生物发酵法

鹰嘴豆在微生物发酵过程中,会产生一些氨基酸和多肽类物质。Skrzypczak等[13]研究发现,通过微生物发酵鹰嘴豆制作出的蛋白乳抗氧化性和还原力较强。Li等[14]研究发现,使用枯草芽孢杆菌发酵鹰嘴豆蛋白,其产物的抗氧化活性有所增强。Xiao等[15]研究发现,经过发酵后,鹰嘴豆肽分子量降低,活性增强。左玲玲[16]研究发现,经过发酵后,豆类蛋白质的水解度和溶解性大大提高,从而改善了蛋白质的消化功能。鹰嘴豆在纳豆菌发酵过程中,其脂肪分解成脂肪酸和甘油,蛋白质分解成氨基酸和多肽;这些经过分解的小分子物质可被人体吸收利用[17]

2 鹰嘴豆肽的氨基酸组成

鹰嘴豆蛋白可水解为不同分子量的肽段,其中,肽的氨基酸组成是决定其生物活性的关键,尤其是在抗氧化活性方面。Zan等[2]使用中性蛋白酶酶解鹰嘴豆蛋白,测定其产物的氨基酸组成,其中内源性氨基酸含量较高,占50%以上,且含有较多亮氨酸(Leu)、苯丙氨酸(Phe)和赖氨酸(Lys)等必需氨基酸;疏水性氨基酸占35%。选用碱性蛋白酶处理发芽鹰嘴豆蛋白,其氨基酸组成全面,含有人体需要的所有氨基酸,其中,谷氨酸(Glu)、天冬氨酸(Asp)、 精氨酸(Arg)、Leu、Phe和Lys 的含量较高,含有38%的疏水性氨基酸[1]。使用碱性酶和风味酶双酶水解,测定其氨基酸组成,含有丙氨酸(Ala)、脯氨酸(Pro)和Phe等疏水性氨基酸。天冬酰胺(Asn)、谷氨酰胺(Gln)和碱性氨基酸精氨酸(Arg)、组氨酸(His)等酸性氨基酸使鹰嘴豆肽具有较强的抗氧化性[5]。使用碱性酶、中性蛋白酶和风味酶3种酶复合处理后,经反相高效液相色谱分离提纯、质谱仪鉴定发现,多肽中含有较多的Pro、Phe、酪氨酸(Tyr)和甘氨酸(Gly)[18]。鹰嘴豆经过乳酸菌发酵后,其游离氨基酸明显增加。其中蛋氨酸(Met)、Leu、异亮氨酸(Ile)和缬氨酸(Val)等必需氨基酸含量显著增加,发酵使其蛋白具有更高的生物活性[19]。综合来看,鹰嘴豆肽中含有较多疏水性氨基酸,能够清除自由基,还具有抗脂质过氧化能力。

3 鹰嘴豆肽的生物活性

3.1 抗氧化性

氧化应激是指体内氧化和抗氧化作用不平衡,进而发生氧化应激反应。其是多种病症产生的重要因素之一,对机体产生不利影响。抗氧化剂是一类能够清除自由基对人体造成损害的物质,其有助于消除自由基。植物源抗氧化肽是一种对人体有益的功能性物质,能有效降低自由基对细胞的破坏和对机体的损害[20]
鹰嘴豆肽的抗氧化活性与清除自由基和缓解氧化应激能力相关,与肽的组成结构以及酸性、疏水性氨基酸有较大关系。对比鹰嘴豆蛋白酶解物在不同水解度下的抗氧化能力发现,酶解物对应的水解度为15%时,抗氧化活性最高。鹰嘴豆芽中分离的谷蛋白细胞抗氧化能力较强,具有90%以上的清除效果[21]。陈晓飞等[22]利用碱性蛋白酶分离该植物,过滤其蛋白水解物后,得到的肽具有抗氧化能力。Torres-fuentes等[23]测定不同鹰嘴豆肽的抗氧化能力,发现部分抗氧化能力较强,与抗氧化剂二丁基羟基甲苯类似。鹰嘴豆肽的抗氧化能力较强,其在为机体提供能量的同时,也能清除体内的代谢物和自由基,比蛋白质更易被人体吸收。鹰嘴豆蛋白的抗氧化活性主要通过胡萝卜素漂白法、还原力法和DPPH自由基清除法作用于人体,其抗氧化作用较强。与蛋白质相比,小分子肽类显示出更高的抗氧化活性[24]

3.2 降血压

血管紧张素Ⅱ可以使血压升高,鹰嘴豆肽能减少血管紧张素Ⅱ的产生,从而降低高血压的发生概率[25]。在胃蛋白酶的水解作用下,分解出的鹰嘴豆肽能够抑制血管紧张素Ⅰ转换酶(ACE)活性,进而降低血压。通过体外实验发现,使用胃肠液分解鹰嘴豆蛋白,其水解物具有ACE抑制活性[26]。邵伯悦等[27]、Gupta等[28]使用碱性蛋白酶水解,得到的多肽对ACE起抑制和抗增殖作用,其ACE抑制率在50%以上。

3.3 降胆固醇

该植物肽能够降低胆固醇的蓄积量,对降胆固醇有效。姚余祥等[9]利用碱性蛋白酶水解鹰嘴豆蛋白,提取出的多肽可抑制胆固醇的合成,其抑制率达71.55%。Shi等[29]研究表明,鹰嘴豆肽对由高脂肪饮食引起的肥胖鼠高脂血症有明显的缓解效果;其在一定剂量下可有效降低实验鼠体内的胆固醇含量。与鹰嘴豆相比,鹰嘴豆肽活性更高、降胆固醇效果更显著。

3.4 抗肿瘤

鹰嘴豆肽对结肠癌、肝癌和乳腺癌等癌细胞的增殖有抑制作用。Sánchez-chino等[30]研究指出,鹰嘴豆肽能降低小鼠因高热量饮食引起的致癌率;其蛋白分解物能降低结肠癌的发病率。高捷等[7]研究发现,鹰嘴豆肽提高了小鼠的免疫能力,抑制了肿瘤的生长,这与其抗氧化和抗肿瘤作用有关。

3.5 抗菌

鹰嘴豆肽对多种真菌、细菌起到一定的抑制作用;同时对食品中的某些致病菌也有较强的抑制作用。Chu等[31]从鹰嘴豆中提取出抗菌肽,能够抑制灰葡萄孢菌、毛孢子菌等的生长繁殖,显示出极强的适应性。Ai等[32]研究发现,鹰嘴豆蛋白水解产物中含有多种抗菌肽,对多种细菌均显示出较强的抗菌和杀菌活性,可开发新型食用抗菌肽。

3.6 其他

鹰嘴豆低聚肽可抑制体内脂质过氧化,有助于增加肌肉和肝脏中的糖原含量,为身体提供能量,以维持血糖稳定,缓解疲劳。在高脂饮食大鼠试验中,与添加鹰嘴豆肽组相比,空白组体重明显较高,表明鹰嘴豆肽具有抗肥胖活性[33]

4 展望

近年来,对鹰嘴豆及其蛋白质的研究越来越多,其生物活性不断拓展。由于鹰嘴豆肽来源天然,品质安全健康,可以添加到多种食品中,越来越多的人选择鹰嘴豆相关食品。今后将对鹰嘴豆肽进行更深层次的研究,如利用其改善食物功能、提高食品品质等作用,以开发出更加营养健康的产品;加工鹰嘴豆副产品,以转化产品价值。目前,对鹰嘴豆粉类产品的研究较多,而鹰嘴豆肽的利用研究有待深入。随着食品生物及相关分离提纯技术的不断发展,鹰嘴豆肽作为一种天然添加剂将会更广泛地应用于食品工业中。
综上,本文综述了鹰嘴豆肽的制备方法、氨基酸组成和生物活性。其制备方法包括酶解法和微生物发酵法等。鹰嘴豆肽中含有多种人体所需的必需氨基酸,以疏水性氨基酸较多。生物活性方面,其具有抗氧化性、降血压、降胆固醇、抗肿瘤和抗菌等活性,对人体健康具有积极作用。本文为鹰嘴豆肽的进一步研究和应用提供参考。
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