食物蛋白在人类的饮食中扮演着重要角色，其作用也得到了广泛认可。近年来，对于源自食物蛋白的生物活性肽形成了一种趋势。

生物活性肽迅速涌现的原因包括，对人体健康具有良好的生理作用（Gallego等人，2018a）且这方面的报道频频见诸报端；蛋白质组学工具的发展，让生物活性肽的识别成为可能（Gallego等人，2018b）。富含生物活性肽的食品不仅日益得到消费者的重视，还被提议作为功能食品的配料。

近年来，以生物活性肽为主题的出版科学文献，其数量也在不断增加。这是一个活力十足的领域，日益引起食品科学家、技术人员、营养学家和医生的重视。举例来说，过去五年间，FSTA数据库共编入了6198条与生物活性肽直接相关的记录索引。

本期IFIS将带你从各方面详细了解生物活性肽的概况。

什么是生物活性肽？

生物活性肽由蛋白片段和肽组成，大多包含2至20个来自于食物蛋白的氨基酸残基。根据氨基酸序列、长度和构造的不同，生物活性肽可能会表现出特殊类型的生物活性（Udenigwe和Aluko，2012）。

构成亲本蛋白时，生物活性肽会保持失活状态。然而，一旦从亲本蛋白中释放出来，它们便会具备某种特定的生物活性，并对人体产生一种特定的生理作用。

生物活性肽是如何产生的？

生物活性肽可能产生于食物的加工过程，尤其是熟化和/或发酵的食物。随着加工时间的增加，其产量在蛋白水解酶的作用下也会不断增加（内肽酶和外肽酶），包括内源性或来自发酵微生物菌群的蛋白水解酶。如图1所示，在该水解过程中，内肽酶会发挥作用，将蛋白切割成大的片段。后者将由外肽酶进一步分割为更小的肽和游离氨基酸。该水解过程导致食物中肽和游离氨基酸的积累。生成的肽可能具有生物活性，对消费者健康可能有益（Toldrá等人，2020a）。

研究人员在各类食品中发现了许多种生物活性肽，包括乳制品、干腌肉食品和发酵肉制品、蛋类、鱼和谷物等。

图1｜食物蛋白酶水解过程中的肽酶作用和生物活性肽的生成过程

生物活性肽还可以通过从不同食物副产物所分离出的食物蛋白进行工业生产。在大型反应器中，利用水解酶或富含酶的微生物对食物蛋白进行水解（参见图2）。对水解条件进行优化，以实现最高程度的水解，确保生成的肽具备最大生物活性（Toldrá等人，2020b）。水解完成后，按尺寸对生成的肽进行分离。分离出来的生物活性肽将进一步地部分提纯，最终制成食品配料或补充剂。

需要指出的是，肠胃消化也可能产生生物活性肽，但数量较少。

图2｜食物蛋白酶的水解过程：蛋白内部键被切割，生成更小的肽；生成的肽中，部分可能具有生物活性

所有生物活性肽都有利于人体健康吗？

为了在体内产生生理作用，经消化的生物活性肽必须在肠胃消化期间保持不受影响。它们必须被肠粘膜吸收并进入血流。这一点至关重要。这也说明了为什么有的肽在体外分析时可以表现出良好的生物活性，而在实验室动物的体内分析过程中却无法表现出这种活性。图3展示了典型的生物活性肽识别和确认方法。

图3｜食物基质生物活性肽识别和确认的传统实证方法。SEC：尺寸排除色谱法；CE：毛细管电泳；LC：液体色谱法；IEF：等电位聚焦；HPLC：高效液相色谱法；MS/MS：串联质谱。根据“Mora、Gallego和Toldrá（2018）”的论文复制

然而，有的肽，如带有抗氧化或抗菌功能的肽，会在食品加工的过程中产生某种技术用途。如果不被食物中的内源性肽酶分解，或者在食物热加工的过程中未被加热分解，此类肽就会保留活性。

生物活性肽可能具备哪些生物活性？

在生物活性肽具备的各类已知生物活性当中，最重要的是抗高血压作用。抗高血压作用基于血管紧张素转化酶（ACE）的抑制作用。ACE能够将血管紧张素I转化为血管紧张素II。

血管紧张素II是一种强血管收缩剂，对缓激肽的失活也有促进作用（Gallego等人，2018a）。因此，特定生物活性肽对ACE的抑制能够帮助降低血压，该效果已在动物和人体试验中得到了验证（Toldrá等人，2018）。缬氨酸－脯氨酸－脯氨酸（VPP）和异亮氨酸－脯氨酸－脯氨酸（IPP）是源自乳蛋白的三肽，它们是最早发现的具有人体收缩压和舒张压降压功能的肽（Aluko，2021）。许多其他种类的肽也具抗高血压功能。例如，AAATP肽对自发性高血压大鼠具有明显且持续的收缩压降压功能（Escudero等人，2013）。

其他生物活性肽包括：

■ 抗氧化肽，通过清除自由基和活性氧簇为人体提供良好的氧化应激保护

■ 降糖肽，通过对各类酶的抑制达到降糖效果，包括二肽基肽酶-4（DPP-IV）、α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶。这些酶均与糖尿病有关

■ 抗炎肽，发炎物质促进酶具有抑制作用（Guha和Majumder，2018）

■ 抗菌肽，能够影响微生物膜，从而导致细菌细胞死亡（Toldrá等人，2020b）。

特定肽的生物活性可以预测吗？

是的。

可以通过生物信息学分析来预测某种肽的生物活性，包括使用生物信息学工具和肽数据库。为了确定肽的生物活性，必须先对具体的肽进行合成，然后通过体内分析对预测的生物活性进行确认（Mora等人，2018）。

还可以通过以下方法对其作进一步表征：

■ 量化的结构-活性关系

■ 量化的结构-特性关系

■ 分子对接模拟（Agyei等人，2016；Guha和Majumder，2018）

未来趋势

目前，已发现的食源性生物活性肽数量很多，并且大多具有有益的生物活性。近年来，一些重大研究开始聚焦如何利用食品副产物和食品垃圾中的蛋白质来创造附加价值。未来，这种研究趋势仍将延续，因为垃圾的产生是一个严重问题，而可持续性是食品加工业的首要目标。

目前，生物活性肽研究的热度日渐升高，并且基本都属于实验室动物的体外和体内分析研究。然而，人体研究仍然稀少。我们需要人体研究获得有效数据，从而验证生物活性肽对人体健康的益处。这有利于它们被批准用作食品的功能性配料或食品补充剂。此外，还需开展更多研究来深入了解某些生物活性肽作用背后的分子机制。

关于作者

本文特约撰稿人：Fidel Toldrá，Trends in Food Science & Technology期刊主编， FSTA咨询委员会成员。

Fidel Toldrá，化学与研究教授，农业化学与食品技术研究所（西班牙高等科学研究理事会，CSIC）。

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