大豆多肽生物活性研究进展

◎ 赖春燕，芮 馨，霍维月，缪京言，张 鹤，王 淳，宋秋实，汪 芳，沈新春

(南京财经大学 食品科学与工程学院，江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室，江苏 南京 210023）

大豆作为原产于我国的重要经济作物[1]和油料作物，有着近5 000多年的培育栽种历史，具有可观的经济价值以及营养价值。而大豆多肽是大豆蛋白质经蛋白酶酶解作用后，再经特殊处理而得到的蛋白质水解产物。随着科技的发展，人们的研究越来越深入，许多研究结果表明大豆多肽中富含的生物活性成分具有抗癌[2]、降糖、降脂、抗菌、抗疲劳、免疫调节、抗氧化[3-5]（延缓衰老）、抗炎及抗高血压等功效，是一种极具潜力的功能性基料，具有广阔的市场应用前景。

本文对大豆多肽的酶解制备工艺及其生物活性的研究进展进行了较为系统的总结，并对大豆多肽生物活性的应用进行了展望，旨在充实对大豆多肽生物活性的高效利用的理论知识库，为针对大豆多肽生物活性的研究贡献一份力量。

1 大豆多肽的酶解制备工艺

酶水解法是制备大豆多肽最为主流的方法，常用的酶主要有动物蛋白酶、植物蛋白酶和微生物蛋白酶，目前应用较广的主要是枯草杆菌1389、放线菌166、栖土曲霉3942、黑曲霉3350和地衣型芽孢杆菌2709等微生物蛋白酶[6]。

酶解法生产大豆多肽凭借其成熟的技术手段、较高的反应安全性、温和的水解条件与较低的产业成本等众多优势，成为目前大豆多肽工业化生产的主要方法。酶解产生的大豆多肽具有多样化的生物活性，对人体可起到抗癌变、降糖、降脂、抗菌、抗疲劳、免疫调节功能、抗氧化（延缓衰老）、抗炎及抗高血压等重要生理作用。因此，利用酶解法来制备大豆多肽显得格外重要[7-8]。

酶解法所选用的蛋白酶大致分为3种，即以胃蛋白酶、胰蛋白酶等为主的动物蛋白酶、以木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶等为主的植物蛋白酶和以放线菌、枯草杆菌等为主的微生物蛋白酶。由于酶解法较之发酵法等方法易于控制，反应也较为温和，得到的相关多肽的安全性较高，并且可同时降解大豆蛋白中的抗营养因子，较之先前的酸解制备法具有更大的优势，因此成为大豆多肽生产的重要方法[9]。

利用碱性蛋白酶并以大豆分离蛋白为原料，可制取需要的大豆多肽，工艺流程为：大豆分离蛋白→分散→调pH值→酶解→灭酶→调pH值→离心分离→脱色、脱苦、脱盐菌→浓缩→干燥[10]。

2 生物活性

2.1 抗癌活性

目前，通过化学预防减缓癌变的进展来降低癌症的发病率和死亡率是最有希望的抗癌方法。然而，化疗是昂贵的，而且抗癌药物的副作用会对正常细胞造成损害。因此，从食物蛋白质等天然来源中发现新的抗癌物质可以为癌症预防和治疗提供更好的选择[2]。

KE等[11]研究发现大豆发酵过程中产生的新型化合物阔叶皂苷A（Latifolicinin A）与乳腺癌细胞（MDA-MB-231）增殖的抑制有关。KIM等[12]从热酶水解的大豆蛋白中鉴定出一种肽，Met-Leu-Pro-Ser-Tyr-Ser-Pro-Tyr，并发现其对p388d1细胞系显示出细胞毒性作用。一种大豆多肽Lunasin可以应用为αv-整合素和组蛋白乙酰化调节剂的拮抗剂，从而抑制非小细胞肺癌细胞的增殖[13]，此外，对于高胆固醇血症、肥胖、代谢综合征和相关的心血管疾病、炎症和免疫调节类疾病，Lunasin也具有很好的保护作用[14]。MITRA等[15]整理、分析往年相关实验发现，大豆异黄酮的摄入可以降低亚洲国家绝经前和绝经后妇女患乳腺癌的风险。

2.2 降糖

血糖过高会导致糖尿病和肥胖等各种问题，大豆作为成本低的产品，生活中容易接触到，因此研究大豆的降糖特性是有意义的。

体外研究显示，一种名为胰安肽的37氨基酸大豆肽通过增加胰岛素受体底物-1（IRS-1）和蛋白激酶B（AKT）的磷酸化，并提高膜葡萄糖转运蛋白4（GLUT4）水平，从而改善小鼠的胰岛素敏感性，最终改善肌糖摄取[16]。大豆纤维（SF）治疗对肥胖成年人有益，可显著降低体重、体重指数（BMI）、腰围和葡萄糖等肥胖指标[17]。马利华等[7]研究发现，肝脏脂肪变性的肥胖大鼠摄入富含异黄酮的大豆蛋白可降低血清促炎细胞因子水平，并进一步发现，大豆蛋白和伴大豆球蛋白通过降低胰岛素敏感性从而升高血糖水平，这种效应是由凝血球蛋白介导的肝低密度脂蛋白（LDL）受体蛋白诱导放大降胆固醇作用引起的。

2.3 降脂

高血脂可能会诱发肥胖、脑梗死、冠心病、听力下降、痛风和胆结石等一系列症状，是一个非常危险的因素，因此务必要高度重视，积极做好预防措施。

发酵豆奶对胆固醇有一定的积极影响，其中高胆固醇血症组中高密度脂蛋白（HDL）与低密度脂蛋白（LDL）的比值得到了改善，从而降低了得心血管疾病的风险[18]，因此，每日适量食用豆制品可能是一种安全、廉价、实用的治疗方法，可以减少药物治疗的使用。但是，值得注意的是，大豆多肽能有效降低胆固醇值过高的症状，但对正常胆固醇值的人并无降胆固醇的作用。

2.4 抗菌性

在这个医疗水平高速发展的时代，人们对各个生物已经有了初步的了解，同时也研发了应对多种情况的药物，但人们仍会受到细菌、真菌的入侵，当皮肤表面破损或误食腐败食物等情况时，容易引发细菌或真菌感染，导致人体免疫力下降，更容易诱发其他病症。因此，为减少细菌对生活、身体健康的影响，对抗菌性因素的研究是非常有必要的。食物的腐败变质是生活中非常容易出现的情况，且其通常是由于微生物的繁殖所引起的，食物的腐败变质使人们自身的身体健康受到影响。在生活中，人们能够安全地食用大豆，正是因为大豆多肽具有抗菌性。因此，抗菌肽具有极大研究潜力，DHAYAKARAN等[19]研究发现，大豆肽的抗菌特性、生物相容性和生物降解性可能使其成为目前食品和医疗领域中使用的无效抗菌剂和抗生素的替代品。

冯林慧[20]研究发现，从大豆多肽中提取出的大豆球蛋白抗菌多肽（GAP）对黑曲霉有抑制作用，GAP通过对黑曲霉细胞形态的影响来抑制其活性，具体表现为降低细胞的大小和增加细胞结构的复杂度，来减少正常黑曲霉细胞的数量，且随着GAP浓度的增加，影响更加明显。与此同时，当GAP浓度增加到3 mg·mL-1时，黑曲霉细胞的细胞膜和细胞壁会破损，从而导致细胞质的泄露，影响细胞器的正常工作，进一步降低了细胞的活性。此外，GAP还对单增李斯特氏菌有一定的抑制作用，通过降解菌体的DNA，影响其呼吸代谢和抑制相关酶的活性来破坏其细胞形态和生理代谢。对于金黄色葡萄球菌，GAP能破坏其细胞膜，增加氧化应激反应等抑制其生长和繁殖[21]。

除此之外，大豆碱性多肽（GBP）对大肠杆菌的抑制效果随其浓度的增加而增加，大肠杆菌的内外膜的通透性也会随之增加。而当其浓度为200 μg·mL-1时，大豆碱性多肽的抑菌效果达到最佳，并且大肠杆菌被大豆碱性多肽处理时，其细胞的形态受到的破坏程度会随着处理时间的增加而增加[22]。并且大豆多肽中还有一种大豆水解蛋白（SPH）被验证可加强对大肠抗菌的抗菌活性，被应用于婴儿配方奶粉中[23]。

2.5 抗疲劳

疲劳是人们经常出现的一种生理状态，通常情况下人们会通过饮用咖啡，进行一段时间的休眠、娱乐等方式来缓解自身的疲惫感。但大豆中也含有抗疲劳的成分，TOKUDOME等[24]研究发现，大豆多肽具有抗疲劳的作用，并且有增加Ⅰ型胶原蛋白的能力。当食用大豆多肽之后，自身血液中的肌红蛋白会减少，导致肌肉的疲劳状态会被消除地更快，同时其还能加强人的体能，让人体内血糖处于一个稳定的状态，从而让人不易疲劳。

大豆多肽的抗疲劳性在运动饮料中有着较多的应用，大豆多肽不易分层，易于加工，且其中所含有的成分能够适宜地分布于饮料中，使得刚运动结束的人在快速补充水分的同时，能够补充钾、镁等微量元素。大豆中的异黄酮和多肽等被证实有抗疲劳作用，可以延缓运动疲劳的发作，提高运动成绩[25]。

2.6 免疫调节

现今，人们把身体健康的地位放在越来越高的位置之上，市场的保健产品也随之层出不穷。据研究表明，不同剂量的大豆多肽在被一只小鼠服用之后，其体内巨噬细胞的碳廓清功能得到了很大的增强[26]，这很好的体现出了大豆多肽具有良好的免疫调节作用。陈显兵[27]研究发现，Lunasin作为从大豆中分离纯化出的氨基酸残基多肽，可以调节T淋巴细胞表面I型跨膜糖蛋白配体（FasL）的表达，从而使T淋巴细胞自相残杀，最终达到抑制T淋巴细胞的目的以及产生破坏滑膜细胞的作用，因此，通过该免疫调节，类风湿关节炎患者能够得到良好的治疗。

除此之外，WEN[1]研究证明大豆多肽可以促进巨噬细胞的增殖，白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的mRNA表达水平也通过大豆肽得到改善。

HUDSON等[28]研究大豆多肽能否作为亚单位疫苗，其中一种无毒的金黄色葡萄球菌肠毒素B（mSEB）被挑为候选疫苗的模型，研究发现，在对内外细胞候选模型本地化后，mSEB的稳定性与积累能力和亚细胞的环境相似。并且，当体内含有mSEB种子提取物的小鼠接受免疫接种后，该小鼠将在14 d内产生明显的免疫反应。

YIMIT等[29]研究大豆肽时，运用近红外光谱分析大脑血流的技术测试了大豆肽会对人产生的影响。结果表明，在人摄入大豆肽后，含有淋巴细胞的类型中淋巴细胞开始减少，颗粒细胞增加，含有颗粒细胞的类型则与前者相反[29]。因此，大豆肽有进行免疫调节以及加强大脑功能等益处。

JIANG等[30]研究了大豆肽对肉鸡体内的肠道的黏结免疫力的影响。实验中500只刚出生一天的肉鸡被随机分为5组，前3组饲料分别加入80 mg·kg-1、120 mg·kg-1、200 mg·kg-1大 豆肽，第4组饲料加 入3.2 mg·kg-1抗生素，而第5组饲料不添加大豆肽或抗生素。通过化学染色剂观察到高血球细胞（GC）、肠内淋巴细胞数量与粪便隐形高度和隐形深度（V/C）的比例发现，大豆肽会增加粪便重量，由此表明大豆肽可提高肉鸡肠道黏结免疫力。

2.7 抗氧化（延缓衰老）

过度的氧化应激反应会导致神经元功能损伤甚至是神经元的凋亡，刘卫云等[31]研究了大豆肽改善阿尔茨海默病小鼠学习记忆行为的抗氧化应激和抗凋亡机制，结果表明酶解得到的大豆多肽具有抗氧化能力，通过建立AD动物模型，对阿尔茨海默病小鼠注射不同浓度的大豆多肽溶液，发现大豆多肽能够有效地防止阿尔茨海默病的发展与抑制氧化应激反应。

衰老是一种不可抗拒的自然规律，指在正常情况下生物体发育成熟后，随着年龄的增长，自身组织结构的退行性变化和机能的衰退，最终趋向死亡的自然现象，是每个生物体生长发育的必经之路。衰老可以分为两类。①生理性衰老，指机体在成熟期后出现的生理退化过程，主要体现在各器官组织功能随年龄增长而发生的退行性变化。②病理性衰老，即因患某些疾病或受外界因素的影响，而加速衰老的过程[32]。大豆多肽所含的抗氧化性质能够起到延缓机体衰老的作用[33]。

有研究表明，大豆多肽抗氧化活性与其相对分子质量有关。焦宝利[34]采取了响应面分析法，综合考察大豆多肽的还原力和水解度，最终得到了最适条件，并采用了适用于工业流程的超滤法分离大豆多肽，分别以DPPH自由基、OH自由基、超氧阴离子自由基和还原力为指标观察其抗氧化性质，最终发现大豆多肽各级分子量均有一定的抗氧化作用，并且随着分子量的逐渐减小，大豆多肽的抗氧化活性逐渐增高，其中分子量3 kDa以下的大豆多肽抗氧化活性较高。

浓度不同的大豆多肽溶液对·O2-、·OH的清除效果也不同，在一定范围内，多肽液浓度越高，清除率也就越好，并在达到一定浓度时，随着多肽液浓度的升高，清除率并无显著的变化[35]。马福建等[35]研究了大豆11S球蛋白水解肽，结果表明盘曲折叠的多肽链形成了复杂的蛋白质，氨基酸残基的抗氧化能力被隐藏在大豆11S球蛋白分子的内部，当蛋白被水解之后，氨基酸得以暴露，大豆多肽的抗氧化能力也得以表现。

Lunasin的抗癌能力基于其抗氧化和抗炎能力。HERNANDEZ等[36]研究发现，Lunasin可以有效清除自由基，能够减少巨噬细胞中脂多糖（LPS）诱导活性氧（ROS）的产生，此外，Lunasin还可以抑制促炎细胞因子——肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-6（IL-6）的分泌。

FERNANDEZ等[37]研究了生物活性肽Lunasin，发现用Lunasin治疗人类HepG2细胞的20 h可防止由氧化应激诱发谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和氧化氢酶（CAT）增加活性。虽然不能排除Lunasin对抗氧化酶基因表达在整个抗氧化反应过程中的潜在影响，但从对抗氧化防御酶特定活性的调节方面足以说明其保护机制。

2.8 抗炎

炎症发作自诞生以来便一直困扰着人类，情况严重时，人体的器官如心、肾等都会出现局部甚至大部功能性障碍与坏死。这些情况的出现都是由于病毒、细菌等微生物在人体内作用，释放具有毒性的化学物质或者时抑制人体细胞的正常生理活动引起。LIN等[38]、LEE等[39]研究发现由大豆提取的多肽LSW对血管平滑肌细胞具有抗炎活性，在受伤之后为了预防炎症的产生，人们通常会服用抗炎药物，而具有抗癌特性的大豆多肽通常也表现出抗炎作用，可作为天然的抗炎剂。

HERNANDEZ等[36]在实验中发现Lunasin能够通过抑制核因子NF-κB信号通路来抑制脂多糖（LPS）引起的白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和前列腺素E2（PGE2）在小鼠巨噬细胞RAW 264.7中的产生量，从而阻止巨噬细胞炎症的产生。DIA等[40]通过研究发现，Lunasin可以抑制促炎细胞因子的释放来减轻炎症，对调节与炎症相关的疾病起到一定的积极作用。

2.9 抗高血压

高血压是引发冠心病的重要原因之一。而降压肽更是最常见、研究最广泛的生物活性肽。

在食物中，降压肽发挥作用的方式是阻断可以调节肾素-血管紧张素系统的血管紧张素转换酶（ACE），从而实现血压的调节[41]。而ACE的二肽羧基肽酶活性能将十肽血管紧张素I转化为血管收缩八肽血管紧张素Ⅱ，这会导致血压的升高。

亚洲的一些传统发酵大豆食品，像是豆酱、酱油、纳豆和丹贝等都含有丰富的ACE抑制肽[42-43]。韩国发酵豆酱和胰凝乳蛋白酶含有降血压三肽亮氨酸（HHL）[44]，与酱油的活性比较，发酵大豆调味料对ACE有较高的抑制作用，这是由于其所含肽能通过抑制肾素-血管紧张素系统和降低血清醛固酮水平从而降低盐敏感大鼠的高血压[45]。

豆渣，一种豆浆提取物，是豆腐的副产品，已被证明具有ACE抑制活性，这是由于一些小分子降压肽的存在[46]。工业豆奶中的蛋白酶原蛋白SD-NY10，与普通豆浆相比，具有增强ACE抑制活性的多肽[47]。

甘氨酸被发现对体内起抗高压作用的血管紧张素转换酶抑制肽（NWGPLV）有重要作用[48]。抗血压的生物活性肽之间存在一些相似结构，多以脯氨酸（Pro）或羟基-Pro、赖氨酸（Lys）或精氨酸（Arg）、酪氨酸（Tyr）或苯丙氨酸（Phe）为碳末端。

2.10 细胞凋亡的保护作用

大豆蛋白衍生肽（SBP）是一种丰富的生物活性肽来源，具有多种保健功能。然而，SBP对人体细胞的潜在作用还没有研究透彻。但也有研究表明，SBP可通过增加激酶（PI3K）和AKT的磷酸化来激活PI3K-AKT途径，并通过下调促凋亡蛋白的表达来抑制凋亡途径，促进抗凋亡蛋白的表达[49]，由此可以看出SBP对MG132诱导的RAW264.7细胞凋亡具有保护作用。

2.11 大豆肽复合物的理化、消化性能

高血糖指数（GI）食物的摄入增加了患代谢综合征的风险，包括肥胖、心血管疾病和Ⅱ型糖尿病。由于这些代谢紊乱的高患病率，使得人们对低胃肠道食物的需求越来越大。而食用低快速消化淀粉（RDS）和高易消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）的食物，则存在着较好健康效益。

淀粉的消化率受食物成分之间相互作用的影响尤为显著。内源性和外源性蛋白质都能影响淀粉的酶解。蛋白质可以通过吸附或嵌入的方式在淀粉颗粒的表面形成一道屏障，从而阻止淀粉进入淀粉酶，降低淀粉的消化率。此外，淀粉-蛋白质相互作用的发生是淀粉消化率下降和血糖反应的原因。蛋白质可以通过抑制淀粉水解酶的活性来延缓淀粉类食物的消化吸收。

有研究表明，小麦面筋蛋白对α-淀粉酶的抑制作用要大于大豆分离蛋白。小麦面筋蛋白是一种兼具竞争性和非竞争性抑制特性的混合型抑制剂，而大豆分离蛋白则表现出竞争性抑制α-淀粉酶[50]。

3 结语

大豆多肽是大豆中蛋白质的水解产物，具有多种优良的生理活性，有益于人体健康，在食品、医药、美妆领域中具有较好的应用前景。例如在医学领域中，大豆多肽的抗炎、抗菌生物活性和被研发出的新型大豆多肽可吸收缝合线等都具有广阔的发展空间，其在外科手术、美容整容手术中有着重要的应用。未来随着经济和社会的高速发展，人们对于身体健康愈来愈重视，广大学者也将会更加深入地研究大豆多肽生物活性的应用。