阿卜杜勒阿齐兹国王大学理学院生物科学系，沙特阿拉伯吉达21589
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马来亚大学理学院生物科学研究所，马来西亚吉隆坡50603
DOI: 10.15761 / IFNM.1000126
功能食品在人类营养学的未来发展中有着巨大的前景。在发酵乳制品中，乳蛋白是一系列生物活性肽的重要来源，这些肽在天然蛋白的序列中被加密，并通过蛋白水解释放出来。从乳制品中检测到的生物活性肽中，有血管紧张素i -转换酶(ACE)的抑制剂，它在哺乳动物的血压调节中具有核心作用。因此，本研究的目的是综述乳蛋白发酵过程中蛋白质水解的可能机制及其与具有降压作用的功能性生物活性肽的关系。
牛奶蛋白，蛋白水解，高血压，血管紧张素I转换酶
慢性高血压在心血管疾病如动脉硬化、中风和心肌梗死的发展中起着关键作用，这些疾病在[1]终末期导致肾脏疾病。高血压药物的高成本和副作用促使科学界寻找[2]的替代品。抗ACE肽的其他来源已经从动物(鸡肉肌肉、沙丁鱼和金枪鱼肌肉)和植物蛋白(西兰花、蘑菇、大蒜、荞麦和葡萄酒的水溶性提取物)以及大豆、绿豆、向日葵、大米、玉米、小麦、荞麦和菠菜[3]的蛋白质水解物中鉴定出来。与合成药物相比，饮食疗法的副作用最小，因此更可取。某些食物的消化可导致具有抗高血压活性的活性肽的形成[4,5]。这些生物活性肽从天然蛋白质中解放出来体内通过消化蛋白酶或微生物在发酵过程中分泌的酶解作用[6]。研究了发酵乳衍生生物活性肽对ACE-1活性的抑制作用。Hernandez-Ledesmaet al。[7]报道称，食用酸奶与降低血压有关，这可能是由于乳酸菌蛋白水解活性[8]释放了具有ACE-I抑制特性的多肽。许多具有降压作用的多肽在牛奶用不同微生物发酵或纯蛋白酶对牛奶蛋白的作用中已被证实[7,9]。因此，本研究的目的是综述乳蛋白发酵过程中蛋白质水解的可能机制及其与具有降压作用的功能性生物活性肽的关系。
乳酸细菌关于营养要求是苛刻的微生物[10]。它们具有有限的生物合成能力，因此需要对最佳生长的外源氨基酸（例如异氨酸，亮氨酸，缬氨酸，组氨酸和蛋氨酸）或肽的要求[11,12]。由于牛奶在这种低分子组分中缺乏起始细菌的生长取决于它们的蛋白水解系统以水解酪蛋白[13]。由细菌释放并积聚在乳中释放的氨基酸影响了发酵产物的营养潜力和生物价值。氨基酸可能与发酵乳的香料和香气直接有助于贡献。然而，它们用作产生羰基化合物的多种反应的前体[14]。发酵乳中游离氨基酸的光谱和水平取决于若干变量，例如牛奶类型，起始剂的组成，制备方法和储存条件。酪蛋白是氨基酸的主要来源，确保98％的生长[15]。酪蛋白对提供必需氨基酸的贡献取决于蛋白酶的类型[15]。蛋白酶能够引发酪蛋白的降解到寡肽，其转运到细菌中，然后通过复合细胞内肽酶的复合序列降解[15]。 The amino acid necessity and production activity in mixed cultures can be modified using selected strains of lactobacilli [16] capable of intracellular splitting of oligopeptides or of attacking peptides and proteins in the nutrient medium by means of the proteolytic enzyme systems synthesized [16].
例如，在混合酸奶培养中l . bulgaricus具有更高的蛋白水解活性S. Hothophilus.因此产生的游离氨基酸l . bulgaricus也被使用S. Hothophilus.(6, 17)。酸奶中的总氨基酸含量反映了[17]细菌在蛋白质水解和消化过程中的平衡。肽水解途径保证了酸奶菌中氨基酸的分别释放与生长之间的关系S. Hothophilus.和l . bulgaricus[6,18]。发酵牛奶中的蛋白水解主要与酸奶培养物有关，与其他发酵乳相比，在储存后，在储存后的新鲜生物电脂肪的高水平蛋白水解培养物相关[17]。通过酸奶生物体酪蛋白分解代谢的途径可以通过内肽酶活性而改变，如用于菌株的S. Hothophilus.和乳球菌乳酸乳酸SSP．乳酸和氨基肽酶如所述l . bulgaricus和乳杆菌helveticus[17]。
凝血剂发生在乳发酵过程中的初始水解，凝结剂和血浆的少量范围导致由凝结剂之后释放的大（水不溶性）和中间尺寸（水溶性）肽的产生来自牛奶的起始和非起动器微生物的酶[11,12]。细胞外细胞包膜相关蛋白酶乳乳杆菌（Lactocepin，内肽酶Lactocepin）有助于形成牛奶中的小肽。这可能是由αS1-酪蛋白由胰蛋白酶或来自纤溶酶的β-酪蛋白产生的较大肽的水解[19,20]。从溶解的细胞中释放的肽酶（细胞内）对短肽的分解和游离氨基酸的释放负责[17,21]。得到的蛋白水解产物是游离氨基酸。因此，在发酵的任何阶段的牛奶中的量是酪蛋白的释放氨基酸的净结果，其对分解代谢产物的降解，也许是牛奶微生物的一些合成[14]。因此，蛋白水解在各种之间可以显着变化。通过在牛奶制造中使用的发酵温度完全变性的凝结剂。
食物中蛋白质的生理活性组分被广泛认识到。存在于原料食品中存在的天然蛋白质的生理作用可以直接或间接地施加酶水解体外要么体内．膳食蛋白质提供了天然活性肽[22]的良好来源。这些肽在天然蛋白质的结构中是不活跃的，但可以通过消化酶的水解和/或微生物或植物的蛋白水解活性而被释放出来。目前众所周知，食品蛋白在乳酸菌发酵和胃肠消化过程中产生生物活性肽。生物活性肽的生产和特性已在一些研究中得到报道[12,21,23,24]。
生物活性肽被定义为对人体有生理作用并最终可能影响健康的特定蛋白质片段。口服生物活性肽根据其氨基酸序列对心血管、消化、免疫、神经等系统的功能有显著影响。因此，人们广泛研究了不同膳食肽序列通过降低慢性疾病风险或改善免疫系统来刺激人类健康的潜力[12,21,24]。一些已知的肽序列显示出抗微生物、抗氧化、抗血栓形成、抗高血压和免疫调节活性。这些活性依赖于这些肽的氨基酸组成和序列。生物活性肽的长度一般为2-20个氨基酸残基，有些肽具有多种功能。目前，生物活性肽最重要的来源是乳蛋白，因为这些肽已经从乳蛋白水解物和发酵乳制品中鉴定和分离出来[12,15,21,24]。
高血压是最常见的心血管疾病。这是一个普遍的流行病比例问题，影响10% - 20%的成年人和40% - 50%的50岁或以上的人。它是与动脉硬化、中风、心肌梗死和终末期肾病等多种疾病相关的严重慢性健康问题之一。因此，肾素-血管紧张素系统(RAS)在心血管生理学中的作用已经得到了很好的药理学研究和开发。
血管紧张素转化酶（ACE），Ras的组分催化来自血管紧张素的强压力剂血管紧张素II的形成，我有助于控制高血压[28,29]。ACE抑制剂是ACE的竞争性基板。主要结构控制该抑制响应是C末端三肽序列。这些肽可以与底座互动1，S.1 '和s2》在ACE的活跃点。含有三个C末端位置中的疏水性氨基酸残基的底物和抑制剂对于ACE [30]是优选的。例如，脂肪族，碱性和芳族残基在倒数第二位置结合，而芳族，脯氨酸和脂族残基在最终位置是结合的。已显示C-末端在C末端的赖氨酸的正面电荷或赖氨酸的ε-氨基的正电荷起到几种Ace-肽的作用[31]。几种ACE抑制剂如卡托普利，烯丙醇，丽思诺普利和TemocapRil是用于高血压的管理。这些药物所有这些药物产生了副作用，从而证明了寻找自然ACE抑制剂的安全性和经济用途[29,32]。
最近，由于这种乳制品满足了几种人类营养需求，因此进入发酵牛奶增加了。准备好吃食物，适度低于脂肪，满足人类营养的要求。最近，由于食物与健康联系的人们增加了意识，所以使用功能食品的使用[23]。被认为是功能性食物的发酵牛奶特别是当它含有益生菌时。它还提供与制造和储存期间产生的生物活性肽相关的额外益处。目前，过度关注对生物活性肽的重点是可以降低高血压人中的血压[23]。
这些肽的作用依赖于抑制血管紧张素- i转换酶(ACE, E.C. 3.4.15.1)。然而，这些多肽的活性可能包括各种复杂的机制，可能增加发酵牛奶的治疗特性，进而对消费者健康有进一步的好处[8,33,34]。ACE是一种酶，通过控制动脉血压和体内水盐平衡，在肾素-血管紧张素系统中发挥重要作用。当该酶催化血管紧张素I水解为血管紧张素II时，血压升高，血管紧张素II作为强效剂(血管收缩剂)，并借助缓激肽[29]降解产生的血管扩张作用。乳酸菌在牛奶发酵过程中的蛋白水解活性和/或纯蛋白酶对牛奶蛋白的作用导致产生大量具有降压特性的肽[7,9,17]。一些肽已经在自发性高血压大鼠和一小群人类志愿者身上显示出降压作用[23,35]。此外，已经从乳酸菌发酵乳的酶解[1,12,17]或根据乳蛋白序列[2]化学合成的肽中分离出了几种ACE抑制肽。
来自蛋白酶的乳蛋白的降解L. Helveticus.产生抑制活性的肽在自发性高血压大鼠中具有显着的抗高血压作用[36]。用含有发酵乳的发酵乳的效果相同L. Helveticus.[37]。两种三肽丙烯-脯氨酸-脯氨酸(Val-Pro-Pro;VPP)和异丙基脯氨酸(Ile-Pro-Pro;IPP)被鉴定为该作用的生物活性肽[37]。采用以Ala-Pro-Pro为内标的液相色谱-质谱(LC-MS)方法定量测定酪蛋白水解产物[38]中这两种肽。在几个短期和长期的人体研究中，含有发酵奶制品的VPP和IPP被摄入，观察到降低血压的效果[36,39,40]。
在乳制品中，产生ACE抑制和降压肽原位由于这为发酵乳制品提供了进一步的治疗性质，因此引起了科学家的许多兴趣。在牛奶发酵过程中，由于纤溶酶（土着乳酶）和起动器和非启动实验室的蛋白水解活性的作用，从牛奶蛋白释放过量的肽[41,42]。具有高度蛋白水解实验室的发酵乳被广泛用于增加发酵乳制品中的生物活性肽的量。因此，选择具有高蛋白水解活性和裂解趋势的菌株或菌株的混合物是在这种方法中的大挑战。不应该过度蛋白水解的细菌物种通过其他肽（如苦肽）破坏产物，但尚未提供生物活性肽的高蛋白水解，例如Ace抑制肽。由于ACE抑制肽的浓度似乎依赖于它们的形成和降解到惰性肽和受储存周期的氨基酸之间的平衡[41,42]。
乳的细菌发酵的操纵在增加抗ACE-I活动时发挥至关重要作用。研究了与草药提取物或发酵乳中使用的牛奶相关的增强抗ACE-1活性[43-45]。这可能意味着草药提取物和乳相互作用对优先形成生物活性肽的独特性质，其中一些可能具有ACE抑制活性。此外，鱼胶原蛋白对增加的抗ACE-1活性显示出显着影响[46,47]。需要进一步研究以在刺激细菌生长材料如药用植物和鱼胶原蛋白的情况下将生物活性肽与来自发酵乳的抗ACE-1活性分离和鉴定生物活性肽。
Masayoshi Yamaguchi.
埃默里大学医学院
评论文章
收稿日期:2015年5月10日
录用日期:2015年6月2日
发布日期:2015年6月5日
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Shori AB, Baba AS(2015)发酵牛奶可获得具有降压作用的生物活性肽。综合食品营养Metab 2: DOI: 10.15761/IFNM.1000126
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