食品中的蛋白質(zhì)多肽氨基酸

食品中的蛋白質(zhì)多肽氨基酸第一頁，共十三頁，編輯于2023年，星期二根據(jù)氨基酸側鏈與水相互作用的程度可將氨基酸分作幾類。含有脂肪族和芳香族側鏈的氨基酸，如Ala、Ile、Leu、Met、Pro、Val及Phe、Tyr，由于側鏈的疏水性，這些氨基酸在水中的溶解度均較?。粋孺湈в须姾苫驑O性集團的氨基酸，如Arg、Asp、Glu、His、Lys和Ser、Thr、Asn在水中均有比較大的溶解度；但根據(jù)電荷及極性分析也有一些例外，如脯氨酸屬于帶疏水基團的氨基酸，但在水中卻有異常高的溶解度。（二）氨基酸的疏水性氨基酸的疏水性，是影響氨基酸溶解行為的重要因素，也是影響蛋白質(zhì)和肽的物理化學性質(zhì)（如結構、溶解度、結合脂肪的能力等）的重要因素。按照物理化學的原理，疏水性可被定義為：在相同的條件下，一種溶于水中的溶質(zhì)的自由能與溶于有機溶劑的相同溶質(zhì)的自由能相比所超過的數(shù)值。估計氨基酸側鏈的相對疏水性的最直接、最簡單的方法就是實驗測定氨基酸溶于水和溶于一種有機溶劑的自由能變化。一般用水和乙醇之間自由能變化表示氨基酸側鏈的疏水性，將此變化值標作△G′。不同氨基酸的△G′值如下表所示。第二頁，共十三頁，編輯于2023年，星期二氨基酸側鏈的疏水性（乙醇→水，kJ/mol）氨基酸△G′氨基酸△G′氨基酸△G′丙氨酸(Ala)2.09精氨酸(Arg)－天冬酰胺(Asn)0天冬氨酸(Asp)2.09半胱氨酸(Cys)4.18谷氨酰胺(Gln)-0.42谷氨酸(Glu)2.09甘氨酸(Gly)0組氨酸(His)2.09異亮氨酸(Ile)12.54亮氨酸(Leu)9.61賴氨酸(Lys)－蛋氨酸(Met)5.43苯丙氨酸(Phe)10.45脯氨酸(Pro)10.87絲氨酸(Ser)-1.25蘇氨酸(Thr)1.67色氨酸(Trp)14.21酪氨酸(Tyr)9.61纈氨酸(Val)6.27當氨基酸的△G′值為正時，其側鏈具有疏水性，傾向于處在蛋白分子的內(nèi)部；△G′為負時，其側鏈是親水的，傾向于處在蛋白分子的表面。需要注意的是，賴氨酸通常是蛋白質(zhì)分子中親水性的氨基酸殘基，但它的△G′是正值，這是由于它的側鏈含有優(yōu)先選擇有機環(huán)境的4個-CH2-基。（三）氨基酸的光學性質(zhì)氨基酸中的苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸分子中由于有共軛體系，因此可以吸收近紫外光。它們的最大吸收波長（λmax)分別為260nm、275nm、278nm；在吸收最大波長光線的時候還會發(fā)出熒光。第三頁，共十三頁，編輯于2023年，星期二二、基本化學性質(zhì)關于氨基酸基本的化學性質(zhì)，在生物化學中已經(jīng)進行了介紹。下面再根據(jù)OwenR.Fennema,FoodChemistry,作簡要系統(tǒng)介紹；其主要的線索還是氨基酸分子中所帶的官能團。氨基酸和蛋白質(zhì)中官能團的化學反應性官能團及反應試劑和條件產(chǎn)物評論A.非α氨基

1.還原甲基化甲醛、NaBH4

蛋白放射性標記

2.胍基化鄰甲基異脲*，pH10.6,4℃,4dLys轉換成Arg3.乙?；宜狒コ姾?/p>

4.琥珀?；晁狒贚ys上引入正電荷

5.巰基化硫代仲康酸**在Lys殘基引入巰基第四頁，共十三頁，編輯于2023年，星期二官能團及反應試劑及條件產(chǎn)物評價

6.芳基化FDNB***氨基酸序列測定

TNBS****產(chǎn)物同上測定Lys殘基(367nm)7.脫氨基含1.5mol/LNaNO2的乙酸，0℃ROH+N2+H2OB.羧基

1.酯化酸性甲醇RCOOCH3+H2O在pH大于6時，酯水解

2.還原含氫硼化物的四氫呋喃，三氟乙酸RCH2OH3.脫羧基化酸、堿、熱處理胺僅發(fā)生在氨基酸C.巰基

1.氧化過氧甲酸RCH2SO3H2.封閉氮丙環(huán)RCH2SCH2CH2NH3+

避免巰基氧化碘乙酸RCH2SCH2COOH同上蘋果酸酐*****對汞代苯甲酸測定巰基含量(250nm)第五頁，共十三頁，編輯于2023年，星期二官能團及反應試劑和條件產(chǎn)物評價

N-乙基馬來亞胺封閉

DTNB******測定巰基含量D.羥基酯化乙酰氯E.-SCH3(Met)1.烷烴化CH3I2.β-丙醇酸三、重要的分析鑒定反應（一）與茚三酮的反應（略）（二）與鄰苯二甲醛的反應：在2-巰基乙醇的存在下，氨基酸與鄰苯二第六頁，共十三頁，編輯于2023年，星期二甲醛反應生成高熒光的衍生物，在380nm激發(fā)時，在450nm具有最高熒光發(fā)射，用來定量分析氨基酸、肽和蛋白質(zhì)。（三）與熒光胺的反應含有伯胺基的氨基酸、肽或蛋白質(zhì)與熒光胺反應生成高熒光的衍生物，在390nm時，在475nm具有最高的熒光發(fā)射。此法可被用于氨基酸、肽或蛋白的定量分析。第七頁，共十三頁，編輯于2023年，星期二6.1.2肽類物質(zhì)6.1.2.1活性肽的種類及功能生物活性肽也稱作功能肽，是近年來非常活躍的研究領域，其應用涉及到生物學、醫(yī)藥學、化學等多種學科，在食品科學研究及功能食品開發(fā)中也顯示出美好的前景。功能肽按照獲得途徑的差異可以分作兩種類型，一類是由生物體特別是動物體內(nèi)獲得的天然功能肽；另一類是利用動植物蛋白，通過水解或酶解，再經(jīng)過活性篩選而獲得的外源性功能肽。

一、天然活性肽目前，由自然界已經(jīng)獲得了種類多樣、功能各異的生物活性肽，下頁列舉了一些這方面的例證。

昆蟲抗菌肽：迄今為止，已有150多種昆蟲抗菌肽被分離鑒定，許多抗菌肽的cDNA已被克隆測序并進行了初步的基因定位和表達調(diào)控機制研究。昆蟲抗菌肽已成為當前研究的熱點，某些抗菌肽正在通過基因工程技術開始工業(yè)化生產(chǎn)并用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和食品衛(wèi)生等多個領域。

第八頁，共十三頁，編輯于2023年，星期二活性類型氨基酸數(shù)生理活性抗菌肽枯草菌素乳酸鏈球菌素LactocinS橡膠素神經(jīng)肽腦啡肽α-內(nèi)啡肽強啡肽韓蛙皮素激素肽及激素調(diào)節(jié)肽催產(chǎn)素促腎上腺皮質(zhì)激素加壓素Amylin免疫活性肽α-干擾素白細胞介素-2抗癌多肽腫瘤壞死因子環(huán)己肽

未知343343

5161714

939937

166-172133

157-1716

抑制革蘭氏陽性菌抑制革蘭氏陽性菌和乳酸菌抑制肉毒梭菌、李氏桿菌、金黃色葡萄球菌抑制含幾丁質(zhì)的真菌

鴉片樣生物活性神經(jīng)調(diào)節(jié)神經(jīng)條件神經(jīng)調(diào)節(jié)

平滑肌的收縮作用甾類合成的刺激作用血管肌的收縮作用胰島素拮抗

抗病毒、調(diào)節(jié)機體免疫反應T-細胞激活

抗癌抗癌天然活性肽舉例第九頁，共十三頁，編輯于2023年，星期二

昆蟲抗菌肽是一類堿性多肽，具有分子量小、水溶性好、熱穩(wěn)定性強、無免疫原性，不易被水解等特性；同時還具有強而廣譜的抗菌、抗癌、抗病毒的能力，對高等動物機體的正常細胞無損傷。根據(jù)氨基酸組成和結構特征，可把昆蟲抗菌肽分為4類：形成兩性分子α-螺旋的抗菌肽類；有分子內(nèi)二硫橋的抗菌肽類；富含甘氨酸的抗菌肽類和富含脯氨酸的抗菌肽類。

關于抗菌肽的作用機理，現(xiàn)在人們比較一致的看法是，不同的抗菌肽在其殺菌方式上可能存在一些差異。有的通過在細菌膜上形成孔道，造成細胞內(nèi)物質(zhì)泄漏進而導致化學勢喪失而達到殺菌的效果；有的能夠干擾一定類型的外膜蛋白基因的轉錄，使相應蛋白的合成量減少，從而導致細胞膜的通透性增加，使細菌生長受到抑制。有些還可能抑制細菌細胞壁的形成，使細菌不能維持正常的細胞形態(tài)而生長受阻，等等。

感染性疾病曾一度是人類生存所面臨的最大威脅。隨著抗生素的發(fā)明和廣泛使用，感染性疾病得到了一定程度的控制，但仍然是人類死亡的一個重要原因。據(jù)WHO報告，2000年全球死亡人數(shù)5570萬，其中1440萬由感染性疾病引起，占總死亡人數(shù)的15.9%。過去的幾十年里，耐藥性微生物的不斷產(chǎn)生和生物耐藥性問題的日益惡化，開發(fā)新的抗感染藥物已成為治療感染疾病的必由之路。昆蟲抗菌肽因其獨特的抗菌、殺菌效果和良好的應用前景近來成為抗感染新藥開發(fā)的熱點。目前國外在抗菌肽臨床應用方面進展較快，在流行性腦脊髓炎、人幽門螺旋桿菌感染及抗真菌感染等方面的應用已經(jīng)進入臨床試驗階段。第十頁，共十三頁，編輯于2023年，星期二二、外源性活性肽以天然蛋白作為原料通過水解或酶解的方法，獲得大量的肽類，從中篩選活性肽，目前已成為擴大功能肽研究范圍、發(fā)現(xiàn)新型多肽的有效途徑。當然化學合成也為功能肽的獲得提供了有效的途徑，但化學合成往往需要一定的活性結構做模型。目前已有實際應用的外源性功能肽的制備方法有化學水解法、酶水解法、合成法等?；瘜W水解法是以天然蛋白質(zhì)為原料，在酸或堿的催化下進行水解而獲得多肽。一般用6～10mol/L鹽酸或4mol/L硫酸在100～120℃條件下水解12～24h；也可用6mol/LNaOH或2mol/L的Ba(OH)2水解6h左右；然后經(jīng)活性炭脫色，再通過701型樹脂除去酸和鹽便可獲得混合多肽。此法工藝雖然簡單但難以控制水解程度，容易將肽鏈繼續(xù)水解為氨基酸，并且水解過程中氨基酸的結構容易受到影響而發(fā)生構型甚至構造上的變化，影響肽的結構和功能。此種影響在堿性條件下表現(xiàn)的尤為突出。利用酶解的方法由天然蛋白制備功能肽是目前常采用的方法。此方法的一般工藝流程為：原料蛋白→預處理→酶解→滅酶→脫苦味脫色→分離→干燥→成品。酶種類和水解條件的選擇是制備功能肽的關鍵。目前可以使用的酶種類較多，如胰蛋白酶、胃蛋白酶、堿性蛋白酶等動物蛋白酶及菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶等植物蛋白酶，而比較便宜易得的還有不同種類的微生物蛋白酶。到底選擇何種，可根據(jù)酶的水解特性、原料蛋白的來源及欲得到的功能多肽類型來綜合考慮決定。

第十一頁，共十三頁，編輯于2023年，星期二三、活性肽在食品中的應用