核桃多肽制备技术及生理活性研究进展

李昌文，张丽华，纵伟

郑州轻工业大学食品与生物工程学院（郑州 450002）

我国核桃资源丰富，在许多地方都有种植，分布广、产量大。核桃主要用于干食和加工核桃油，其中核桃蛋白粕是核桃油生产和加工的副产物，其多被丢弃和用作饲料。核桃蛋白粕是一种优质的蛋白原料，充分利用核桃蛋白粕制备核桃多肽不仅可以变废为宝，还可以提高经济效益和社会效益。近年来，国内外许多学者对核桃多肽进行了大量研究。综述了对核桃多肽的制备工艺和生理活性功能研究，以期对核桃多肽的研究开发和利用提供参考。

1 核桃多肽制备工艺研究进展

1.1 酶法制备核桃多肽工艺研究进展

酶法工艺是制备核桃多肽最常用的方法，酶法制备核桃多肽有单一酶法和复合酶法。研究表明影响酶法制备核桃多肽的因素有蛋白酶的种类、酶的用量、酶的作用时间、酶的作用温度、酶的作用pH、底物的浓度等。

酶法制备核桃多肽的工艺流程一般为：核桃蛋白粉末→加水、调pH→加酶酶解→灭酶→冷却→离心、取上清液→蒸发浓缩→核桃多肽浓缩液→冷冻干燥→核桃多肽粉。

孔令明等[1]研究了不同蛋白酶制备的核桃多肽的抗氧化性，结果认为碱性蛋白酶制备核桃多肽抗氧化活性最强，其优化的最佳工艺条件为酶解温度50 ℃、酶解时间2 h、酶解pH 8、底物浓度3%、碱性蛋白酶添加量3%。贾靖霖等[2]研究了单酶、复合酶制备核桃多肽工艺，研究表明利用单酶水解核桃蛋白时，水解度最大的是碱性蛋白酶；采用多酶水解工艺时建议采用依次加酶的方式。王端等[3]利用中性蛋白酶制备核桃多肽，其优化的最佳工艺条件为底物浓度2.3%、酶解温度51 ℃、酶解时间5.2 h、酶解pH 6.5，此时核桃多肽得率达到0.45 g/g。李丽等[4]研究核桃多肽制备技术时发现依次添加中性蛋白酶、碱性蛋白酶的添加工艺最好，此时核桃蛋白水解度在40%左右，核桃多肽产物对α-淀粉酶抑制率为85.9%。王纪辉等[5]以DPPH清除率为指标研究了酶法制备核桃多肽的工艺，结果表明最优工艺条件为酶解pH 6.8、酶解时间3 h、温度38 ℃、中性蛋白酶添加量4%、底物核桃蛋白浓度2.4%，此工艺条件制备的核桃多肽对DPPH自由基清除率高达92.35%。安传相等[6]研究了不同酶制备的核桃多肽抗氧化性，结果发现使用碱性蛋白酶时核桃蛋白的水解度最高，最佳酶解条件为酶解pH 9.0、酶解温度53 ℃、碱性蛋白酶量7 430 U/g底物、核桃蛋白浓度2.2%。陈树俊等[7]研究了复合酶法制备核桃多肽工艺，得到的最佳制备工艺条件为酶解时间3.0 h、酶解pH 7.1、酶解温度50 ℃，复合酶添加量8 000 U/g，此时水解度可达11.45%，产物核桃多肽质量浓度为10.01 mg/mL。王纪辉等[8]研究了双酶法制备核桃多肽的工艺，得到的最优工艺条件为中性蛋白酶与木瓜蛋白酶质量比2∶1、酶解温度40 ℃、酶解pH 7.2、底物核桃蛋白粉质量浓度40 g/L、酶解时间4 h、复合酶添加量5%，此时蛋白的水解度为26.72%。王攀等[9]以清除DPPH能力为指标，研究得到复合酶制备核桃多肽最优工艺条件：酶解时间1.5 h、酶解温度45 ℃、底物浓度1 500 U/g、酶解pH 7.0、木瓜蛋白酶与碱性蛋白酶质量比2∶1，此时核桃蛋白酶解物清除DPPH的清除率为78.7%。不同研究者得到酶法制备核桃多肽的工艺条件有差异，主要是所选用的试验材料和试验参数条件不一致引起的。

1.2 辅助酶法技术制备核桃多肽工艺研究进展

已有报道将微波技术和超声波技术用于酶法制备核桃蛋白肽的研究，微波技术和超声波技术用于酶法制备核桃蛋白肽具有减少反应时间、水解度高、节能、环保等优点。张兴灿等[10]利用微波技术水解核桃蛋白时发现微波技术能够提高水解速度10～40倍。何爽等[11]研究了超声提取核桃蛋白肽的工艺，研究得到最优制备核桃蛋白肽的制备工艺为复合酶（0.5%的纤维素酶，0.1%的碱性蛋白酶）、超声温度55 ℃、超声时间5 min、超声功率360 W、pH 5.5、液料比7∶1（mL/g）、超声和酶解时间一共2 h，此时核桃蛋白水解度为29.17%，而且核桃油的品质变化不大。这些研究表明可以采取一些辅助技术用于酶法制备核桃多肽，以提高核桃多肽的生产效率。

1.3 发酵法制备核桃多肽工艺研究进展

还有学者研究了发酵法制备核桃多肽。刘潇等[12]研究采用固态发酵技术，比较了枯草芽孢杆菌和黑曲霉发酵制备核桃多肽工艺，结果发现枯草芽孢杆菌制备的核桃多肽产量高于黑曲霉，枯草芽孢杆菌固态发酵制备核桃多肽工艺条件为：核桃粕粉过40目、发酵时间3 d、发酵温度28 ℃、料液比1∶1.25（g/mL）、接种量15%（发酵种子液），此条件下核桃多肽含量为243.97 mg/g。这种方法为核桃多肽的制备提供了一个新的途径。

2 核桃多肽生理活性功能研究进展

2.1 具有抗氧化、清除自由基的活性

许多学者采用不同的方法研究了核桃多肽的抗氧化、清除自由基的活性，这些研究表明核桃多肽具有抗氧化、清除自由基的活性。Chen等[13]研究了胃蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶制备核桃多肽的抗氧化性质，研究发现胃蛋白酶酶解得到的核桃多肽抗氧化性最强，同时还发现核桃多肽还可以较好清除DPPH、·OH、螯合Fe2+、抑制脂质过氧化等功效，其螯合Fe2+能力比谷胱甘肽还要高，其中抗氧化活性最高的核桃多肽的氨基酸顺序为Ala-Asp-Ala-Phe（423.23 Da）。贾靖霖等[14]研究了复合酶制备核桃多肽的抗氧化活性，研究发现核桃多肽具有抗氧化性质，对多种自由基都有较好的清除作用，认为核桃多肽可以作为一种较好的天然抗氧化剂来开发。Gu等[15]研究了用胰酶制备的核桃多肽的抗氧化活性，认为核桃多肽具有很好的抗氧化能力，对H2O2引起的PC12细胞损伤具有较强的保护作用。邹娟[16]研究了核桃多肽对老年痴呆的实验模型的干预作用，结果发现核桃多肽对H2O2及β-淀粉样多肽引起的PC12细胞损伤具有较好的保护作用，原因可能与核桃多肽能够提高PC12细胞抗氧化活性有关，其研究还发现核桃多肽具有较好改善记忆能力和抗老年痴呆活性。杨柳[17]研究也证实核桃多肽具有抗氧化活性、清除自由基能力、延缓老年痴呆症的发展进程等功能。林燕等[18]研究得到分子量越小的核桃蛋白肽其抗氧化性越强。李汉洋等[19]进一步研究了核桃蛋白多肽的结构、分子量与其抗氧化活性的关系，研究得到核桃肽分子量小于800 Da具有较好抗氧化活性，同时核桃多肽结构中谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸组成含量均在6.48%以上。Feng等[20]研究还证实核桃多肽对SH-SY5Y细胞的氧化损伤具有很好的保护作用。核桃蛋白肽的抗氧化性质主要与核桃蛋白的酶解工艺（蛋白酶的种类、酶的用量、酶的作用时间、酶的作用温度、酶的作用pH、底物的浓度等）密切相关[21]。

2.2 具有降血压的功能

许慧娇[22]研究了不同酶制备的核桃多肽的降血压能力，研究发现中性蛋白酶酶解5 h的核桃多肽降压活性最高，核桃多肽的分子量越小，降压活性越好。裴璞花等[23]通过碱性蛋白酶法研究得到的分子量小于3 kDa核桃降血肽的IC50值最低，为0.389 3 mg/mL。因此核桃多肽的降血压性与所制备的工艺条件密切相关。

2.3 具有降血糖的能力

一些研究表明核桃多肽具有降糖作用。李丽[24]研究了核桃多肽的降糖活性，在研究核桃多糖体外降糖作用时发现核桃多肽能促进酵母对葡萄糖的利用，小鼠进食核桃多肽后可以有效控制Ⅱ型糖尿病小鼠的葡萄糖水平，血清中甘油三酯、总胆固醇水平也显著降低，同时一些糖尿病并发症也会减轻。李丽琪等[25]研究表明核桃多肽、分离纯化后的HT-1、HT-2都具有较好的降糖活性，其中HT-2降糖作用机制是通过胰岛素信号通路改善葡萄糖代谢。

2.4 具有抗疲劳的功能

有研究表明核桃多肽具有较好的抗疲劳功效，贾靖霖等[26]发现小鼠食用核桃多肽经30 d喂养后，核桃多肽能显著延长小鼠负重游泳力竭时间，显著降低血清中乳酸和尿素氮含量，显著升高组织中肌糖原和肝糖原的含量，这说明核桃多肽具有增强抗疲劳的性能。崔玲玉[27]研究也证实喂食核桃蛋白肽能够降低血液中乳酸的浓度和肝糖原的消耗，核桃蛋白肽具有缓解小鼠体力疲劳、延长小鼠游泳时间的功能。这些研究表明核桃多肽可以用于抗疲劳产品的开发。

2.5 具有解酒功能

孙蒙蒙[28]利用超滤技术分离得到不同分子量的核桃多肽组分，研究发现核桃多肽能够激活乙醇脱氢酶，其中分子量在5～10 kDa的核桃多肽对乙醇脱氢酶的激活作用最大，因此认为核桃多肽具有解酒生物活性，可以用于醒酒解酒食品的开发。

2.6 具有提高学习和记忆的能力

Chen等[29]研究认为核桃多肽还具有对D-半乳糖诱发的学习和记忆障碍具有改善作用，认为核桃多肽可以用于一些改善记忆障碍的功能性食品中。

此外，还有一些研究报道核桃多肽具有较好的抑菌活性，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及枯草芽孢杆菌均有一定的抑制作用，核桃多肽的抑菌性能与核桃多肽的分子量有关，分子量越小，抑菌性能越强[30-31]。

3 结语与展望

核桃多肽具有许多重要的生理活性功能，是一种理想的天然食品保健成分，市场需求量大。但对核桃多肽的研究和应用仍然处于起始阶段。核桃多肽的生理活性功能与其氨基酸组成、排序、分子量等密切相关，因此需要精准研究核桃多肽的制备、提取分离、纯化工艺及核桃多肽的修饰技术，进一步研究核桃多肽的生理活性功能、构效关系、作用机制，开发研制优质的核桃多肽功能性食品及药品等。