人体内乳肽的消化吸收

韩仁娇,王彩云,罗述博,程 英,云战友,*

(1.内蒙古乳业技术研究院有限责任公司,内蒙古呼和浩特 010110;2.内蒙古伊利实业集团股份有限公司,内蒙古呼和浩特 010110)

人体内乳肽的消化吸收

韩仁娇1,2,王彩云1,2,罗述博1,2,程 英1,2,云战友1,2,*

(1.内蒙古乳业技术研究院有限责任公司,内蒙古呼和浩特 010110;2.内蒙古伊利实业集团股份有限公司,内蒙古呼和浩特 010110)

未经处理的乳蛋白是不具备生物活性的,但它可以通过多种形式转化为生物活性肽,例如乳蛋白摄入后经胃肠道消化、体外生物酶解等食品加工处理手段,甚至人体也可以自身合成生物活性肽,但乳蛋白经人体摄入后自身消化作用产生的生物活性肽所具备的抵抗体内消化酶或微环境作用的能力要远低于经体外消化(如体外蛋白质酶解)作用获得的生物活性肽。本文就乳蛋白酶解后释放的生物活性肽及其在体内的消化吸收方式进行了阐述,对比了体内、体外两种消化方式对乳肽生物活性的影响,同时阐述了乳肽对婴幼儿健康的影响,有助于更清晰的把握蛋白质尤其是肽在人体内的吸收及作用方式,为相关乳肽类产品的开发提供了一定的理论支撑。

乳肽,生物活性,消化,吸收,婴儿过敏

研究表明,乳蛋白经酶降解后不但可以提高其功能性质,如溶解性、起泡性、乳化性等,更重要的是能释放出具有生物活性的肽类,尤其是寡肽混合物,它们与原蛋白质及彻底水解后的氨基酸相比具有更好的消化吸收性能,大量研究表明蛋白质并不是必须完全水解为氨基酸才能被机体吸收,而是主要以寡肽(特别是二、三肽)的形式吸收,另外,研究证实牛乳蛋白经水解后制得的小肽可以满足正常饮食人群及特殊条件人群(如运动员、手术后病人、婴儿及老年人)对蛋白质的需求,以达到补给和改善这部分人员蛋白质营养的目的[1-4]。在这方面,乳肽较乳蛋白及其彻底水解制备的氨基酸会更有优势。例如,过度运动后产生的疲劳可以通过摄入乳肽作为营养供给,不但可以快速被吸收,也不会与氨基酸形成竞争关系,还能促进体内氨基酸、蛋白质和葡萄糖的吸收,提高其机体利用率。

1 乳蛋白水解所产生的生物活性成分

乳蛋白经水解以后会产生多种具有生物活性的肽类,像乳铁蛋白肽、抗氧化肽、抗菌肽、ACE抑制肽、阿片肽、抵抗血压升高的肽类等[5-8],其中部分肽类在人体所发挥的生物功能已经得到证实,它们对人体健康以及食品加工所带来的有利影响将是不可估量的。例如酶解牛乳蛋白释放出的乳铁蛋白肽对于人体先天的免疫系统是至关重要的,也是最重要的乳衍生的抗菌肽之一,它对多种病原体都具有广泛的抗菌活性,对多种革兰氏阴性和阳性的病原体都具有抑制作用,而且其对有益菌例如乳酸杆菌属和双歧杆菌具有较好的增殖和促进作用,这种特殊的功能性质使得乳铁蛋白肽除了可以用于人类和其他动物的健康保健方面,还可以添加到食物当中抑制多种有害微生物的生长,达到良好的抑菌作用[9-12]。同样,通过体外酶解方式制备的牛乳蛋白抗氧化肽由于其具有很好的清除人体自由基的能力而被广泛应用在保健品和食品领域,研究表明,用碱性蛋白酶体外制备的肽较体内酶解得到的肽具有更强的抗氧化活性,其抗氧化能力较VC高,但较谷胱甘肽低[13]。酶水解已经成为一种非常重要的改善乳蛋白功能特性的手段,通过这种手段已经得到了大量的具备生物活性的肽。

2 乳肽的消化吸收

2.1 乳肽的消化

经口摄入人体的乳肽主要经过胃、十二指肠以及小肠的消化最终被人体吸收,而这个消化过程涉及到许多在体外无法进行模拟的变量,例如剪切、混合、作用时间等都将会影响到食物的消化过程,所以目前食物尤其是蛋白质的体外模拟消化与真正的体内消化还是存在一定区别的。胃肠道存在的蛋白酶对于蛋白质及多肽的氨基序列有特异的识别位点或敏感位点,从而使不同蛋白质及多肽具有不同的耐消化性能。也正是这种特异性的识别位点,决定了进入体内的肽类的消化场所,识别位点在胃内的肽类就可以在胃里进行消化并将识别信号传递到指定部位,识别为点在小肠或其他部位的肽类,则要继续经过运载体运送到指定部位才能发挥作用[14-15]。

肽在体内的消化某种程度上会受到很多可变因素的抵抗,这些因素主要来自于胃肠道的消化模式,生物活性肽是否能在被人体胃肠道消化之前就作用于周边其他组织是影响其发挥生物功能的主要因素[16]。大量研究证实只有相当少的一部分牛乳蛋白可以抵抗体外模拟胃肠道消化的作用,通过胃和十二指肠的连续作用,大部分牛乳蛋白(酪蛋白和乳清蛋白)都已被水解,只有少部分β-乳球蛋白能抵抗消化道内蛋白酶的作用,正是这个原因,β-乳球蛋白被认为是乳蛋白中最难被消化的,主要是由于β-乳球蛋白大分子内部含有大量的酸性氨基酸残基阻碍了电离作用[17]。因此,目前对于婴儿乳蛋白过敏的研究大多指向β-乳球蛋白,认为其可能是诱发婴儿过敏的主要因素[18-19]。

从as1-酪蛋白和β-酪蛋白中提取的酪蛋白磷酸肽很难被消化系统分解,可以抵抗酶的作用,因此能更好地发挥其生物功能,例如提高机体钙、铁、锌的吸收能力等,而相反,富含磷酸基团的酪蛋白簇则几乎可以完全被消化系统分解,因此,与普通的乳蛋白相比,人体摄入经过酶解等生物加工制备的活性肽具备更好的发挥其生物功能的条件[19-20]。

2.2 乳肽的吸收

目前肽的吸收主要有体内和体外两种方式来评价,传统认为,蛋白质或肽只有经过胃内酶的作用彻底消化为氨基酸后才能被人体吸收,通过研究使我们认识到传统的观点过于片面,完全以氨基酸形式进行吸收仅仅是蛋白质或肽进入人体后的一部分吸收形式,一些小肽是可以被完整吸收的,小肠细胞绒毛膜刷状缘内的含酶量及活性决定了肽的吸收率,刷状缘酶是控制生物活性肽在体内半衰期的主要因素,它主要存在于胃和小肠内,这些酶会将摄入的肽分解为更小的片段,因此不同的生物活性肽抵抗刷状缘酶活性的能力便至关重要,这决定它们是否被这些酶类分解,而分解后的片段是所摄入的活性肽在体内的活化形式,也是它们在体内有效表达的关键[21-24]。研究证实一些生物活性肽虽然可以逃脱体内酶的作用,通过粘液层完整的被小肠上皮细胞吸收,但是由这些活性肽分解成的小片段却难于逃脱[25]。

活性肽到达靶向位点发挥任何生理功效都必须要求未被水解,目的是为了保护具有生物活性的序列不被破坏,所以体内胃肠水解就成为关系到生成或降低生物活性序列至关重要的因素,由于体外与体内存在较大差异,所以体外方式获得的活性肽的生理功效很难被确定下来,尽管许多食物基质都能提供相应的活性序列,但牛乳蛋白是迄今为止制备食物衍生生物活性肽最有价值的来源。研究证实,体外方式从食物中分解出的生物活性乳肽较乳蛋白经体内水解或胃肠消化得到的乳肽能更加有效的发挥其生物活性,因为它具有更强的抵抗人体胃肠道消化作用的能力,能以完整的小肽形式被人体吸收,而这样的肽靶向发挥生物功效的能力会更强,因此具有更大的生物效价[26-27]。

2.3 乳肽对婴儿健康的影响

大约2%～3%的婴儿表现出对牛乳蛋白的不适应症,甚至其他更强的敏感性,这些婴儿是典型的对牛奶过敏,主要表现为皮肤、胃肠道以及呼吸道症状。对于这些婴儿,营养专家推荐食用去除了过敏源的配方乳,像牛乳蛋白水解物,对于一些牛乳蛋白过敏的婴儿也推荐食用牛乳蛋白彻底水解制备的氨基酸配方乳[28-29]。

关于食用含牛乳基的婴儿配方粉可以减少婴儿的过敏反应主要可以从以下两方面理解,一方面是对于已经存在对牛奶过敏的婴儿可以明显地降低能够引起临床症状的变应原性,为了达到这一目的必须使蛋白质具有尽可能小的分子结构,以便于先前致敏个体的免疫系统去更好的识别抗原,因此要求蛋白必须经过广泛的水解确保其充分的分布于这些特殊的区域。另一方面是对于非过敏的婴儿进行牛奶过敏反应的预防,尽管在这方面对于分子量的要求显得不是那么的重要或明显,预防主要是指充分的降低或减少过敏反应,延迟或阻止过敏反应最终导致临床症状。配方粉在最初设计的时候包含部分水解的牛乳蛋白就是有意的去提供一些乳过敏原的预防[30-32]。

关于水解牛乳蛋白婴幼儿配方粉对牛乳蛋白过敏(cow milk protein allergy,CMPA)婴儿的安全性和有效性国内外专家也做了大量的研究,德国婴儿营养干预研究(German Infant Nutrition Intervention study,GINI study)指出,建议用水解酪蛋白婴儿配方粉来预防高危婴儿的过敏风险,另外还指出,除了可以用来对CMPA婴儿的饮食管理以外,大量事实证明,水解酪蛋白配方粉还对婴儿健康成长的其他方面起到促进作用,例如,早期对婴儿喂食一定量的婴幼儿配方粉会对其后期生长过程中的风味辨知能力产生什么不同的影响,对于出生前几个月喂食了酪蛋白水解物的婴儿来说,其在4～5岁时对酸味和其他风味的反应要明显优于其他婴儿[33-36]。

3 结论与展望

低分子量的乳肽较未经酶解处理的乳蛋白具有更好的抵抗体内胃肠道消化酶的作用,会在体内发挥更多的生物价值。通过体外模拟的方式去评价肽的消化吸收性往往存在较大的争议,因为通过体外建立的实验模型较多,往往是在相对孤立的条件下去分析,与真正的体内消化吸收模式存在一定差异,在未来还需加大对肽类体内研究实验的力度,更清晰地把握蛋白质尤其是肽在人体内的吸收及作用方式。

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The digestion and absorption of milk peptides in man

HAN Ren-jiao1,2,WANG Cai-yun1,2,LUO Shu-bo1,2,CHENG Ying1,2,YUN Zhan-you1,2,*

(1.Inner Mongolia Research Center of Diary Technology Co.,Ltd.,Hohhot 010110,China;2.Inner Mongolia Yili Industrial Group Co.,Ltd.,Hohhot 010110,China)

Untreated milk protein is not have biological activity,but it can be converted into bioactive peptides through various forms,such as milk protein intake after gastrointestinal digestion and food processing means such as biological enzymolysisinvitro,even the human body can also synthesize bioactive peptides. But the ability to resist the body’s digestive enzymes and micro environment of bioactive peptides obtained byinvitrodigestion(such asinvitroprotein enzyme solution)is far lower than theinvivodigestion. This paper introduced the bioactive peptides release by milk protease solution and the way of digestion and absorption in the body. This paper compared the affect of digestion methods byinvivoandinvitro.At the same time,this paper expounded the health effect of milk peptide on infants and young children.It could provide a theoretical basis for the development of milk peptide products.

milk peptide;biological active;digestion;absorption;infants allergy

2016-12-14

韩仁娇(1986-)，女，硕士研究生，研究方向：乳品加工，E-mail：hanrenjiao@yili.com。

*通讯作者:云战友(1964-)，男，博士，教授，研究方向：乳品加工，E-mail：yzy@yili.com。

TS201.1

A

1002-0306(2017)06-0397-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.06.067