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海参肽的生物活性及其应用研究进程分析
摘要：海参肽是指以海参为原料,经蛋白酶水解并分离纯化后得到的以小分子肽为主,多种功效成分并存的蛋白质水解产物。随着现代生物科技的发展,从海参体内提取的海参肽已经被证实具备特殊的生物活性,这与海参肽的分子量分布有关。同时,海参肽因其自身独特的生物学功能得到较为广泛的应用。本文基于生物活性肽食物的感官特点,在全面分析其理化及生物学功能的前提下,就其实际应用进行阐述。
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肽的本质是氨基酸的聚合产物，肽是蛋白质不完全分解之后的产物。生物体内的含天然性质的肽类分子，是机体能够正常运转必不可少的物质，正是由于这些肽类分子参与了机体的生命活动，因此也被称为生物活性肽[1]。
海参肽是指以海参为原料，经蛋白酶水解，分离纯化后得到的以小分子肽为主，多种功效成分并存的蛋白质水解产物。海参肽一般由3～10个氨基酸组成，其中分子质量低于2000u的组分占90%以上，在抗疲劳及调节机体免疫等多个方面有着巨大的作用。经过生物酶解得到的海参肽具有独特的优点：具有良好的溶解性、稳定性、低黏度性、良好的乳化性、易消化吸收、无抗原性，因此海参肽有很大的应用潜力。将海参蛋白转变为海参肽是实现海参资源充分利用的关键途径。本文以国内外相关研究为基础，简述生物活性肽的食物感官特点，简要分析海参肽的理化特征和生物学功能，为深度开发海参肽在食品领域的应用提供了科学依据。
1、生物活性肽食物的感官特点
在食品制造的过程中其感官性能也是必须要考虑的重要因素之一，生物活性肽作为食物在感官上可以分为如下几个层次[2]：第一，甜味的生物活性肽，其中具有代表性的甜味肽是阿斯巴甜和阿力甜，二者目前已经实现工业化生产。在食品的加工制造中可以用作甜度高且热量低的甜味剂。与此同时，已经发现了阿斯巴甜的有效替代产品，赖氨酸二肽。由于其分子结构中不含酯结构，因此在食物加工及储存的应用中存在较高的稳定性。第二，带有苦味的生物活性肽。苦味也是部分食物必不可少的口感之一，可以从发酵的食品提取出来。第三，带有酸味的生物活性肽。部分食品的特殊口感和酸味肽之间有着十分紧密的关系，并可替代Umami风味，其中最具有代表性的肽就是氨基酸序列为Lys-Gly-Asp-Glu-Ser-Leu-Ala，这种生物活性肽最开始是从经由木瓜蛋白酶处理煮过后的牛肉中提取出来的[3]。
2、海参肽的理化特征分析
2.1 粘度较低
普通性质的海参粉液体在逐渐加热到100℃之上的过程中，其粘度和浓度之间是正相关的关系，导致这一现象出现的主要原因是海参粉本质上依旧属于高分子的蛋白质，溶液实际粘度和分子量之间是正相关关系。但是，海参肽溶液则完全不具备这一特征，即便在其浓度达到80%以上的情况下，加热温度的逐步提升也不会导致其粘度出现较为显著的增加，依旧能够保持十分良好的流动，并且在加热过程中也是完全不会出现凝胶现象的[4]。也正是海参肽具备的这一粘度较低的特征，使得其在食品加工环节中有较为良好的可加工性。在食品制造的过程中加入海参肽，不但食品的加工难度会有所降低，同时食品自身的质构也能得到相应的改善。
2.2 溶解性良好
作为肽类物质的最为关键的理化特点之一，即便是有限的水解作用也会带来最终水解产物可溶性的提升。海参肽和海参粉二者经过溶解性实验之后发现，海参肽的溶解性优于海参粉，二者溶解性差异在等电附近表现的最为明显，在等电点附近海参粉可溶性基本为零，但海参肽的溶解率则是达到了99%左右[5]。造成这一现象的主要原因就是肽内的小分子，经过离子化的氨基及羟基数量得以显著提升，通过使用海参肽这一理化特性，可以使蛋白质产品自身的硬度及口感得到极大的改善。
2.3 稳定性好
蛋白质水解之后得到产物基本上都具备一定的稳定性，但需要注意的是这里所指的稳定性是这些水解产物的热稳定性，同时还包括与其他成分同处及存放中的稳定性。在经过105摄氏度的4小时的处理之后，海参肽和海参粉溶液相比，依旧具备着十分良好的可溶解性，但海参粉的可溶解性却是变得极差，在二者分别静置一段时间之后，海参肽的溶解状态也是单一均匀的，而海参粉则是出现了显著的沉淀及分层现象。正是因为海参肽自身具备稳定性，十分有利于在口服液及饮料中加入海参肽[6]。
3、海参肽生物学功能分析
3.1 抵抗疲劳
在人们的运动过程中，随着时间的变化，人类机体内部糖分及脂肪分解产生的能量在无法满足机体运动需求的情况下，就会带来蛋白质及氨基酸两类物质的分解，导致机体内的血清尿素氮及乳酸含量得以快速增加，这个时候人们就会感到疲劳。机体疲劳是在运动状态下，机体内部出现的一系列生化改变带来的肌肉力量水平下降问题。而与之相对应的抗疲劳也是一项综合性较强的指标，主要反映了人体心脏的做功能力、人体的抗缺氧能力水平、机体耗氧状态、能量的代谢及神经系统的具体适应性[7]。而与疲劳抵抗性相关的三大生化指标分别是能量物质、代谢产物及代谢调节物质。而显著提升机体抗疲劳能力的重要途径就是糖原储存数量的提升。王祖哲[8]等针对大连深蓝肽科技研发有限公司生产的刺参低聚肽进行质量评价，并跟大豆低聚肽进行对比，发现刺参低聚肽显著提升了小白鼠的负重性游泳时间，小白鼠自身的血清尿素氮及乳酸含量水平得到了显著的提升，并且每百克肝组织中的糖原含量同样得到了相应的提升，该款产品在抵抗疲劳方面有着十分显著的效果，抗疲劳能力强于已经在保健品中广泛使用的大豆低聚肽。郭光明[9]通过以海参小分子的肽物质发现喂食跑台训练小白鼠，检测其骨骼肌中的pyruvatekinase（丙酮酸激酶）、malatedehydrogenase（苹果酸脱氢酶）、succinatedehydrogenase（和琥珀酸脱氢酶）三者的活性，海参肽的使用显著的提升了三者的活性水平，这三种酶活性的发现提升对于糖的酵解和三羧酸循环产生的能量供给有着一定的促进作用。通过这些海参肽的生物活性实验结果不难发现，通过海参肽的适量补充，可以有效的降低机体运动之后的血清尿素氮及乳酸含量，并且在血清尿素氮的快速分解及肝组织糖原储量提升上也有着显著的作用，有着良好的抗疲劳能力。
3.2 抗氧化
生物体内部的活性氧主要是由羟自由基、超氧阴离子等共同组成的，具有很强的氧化性。在人体生理状态处于正常的时候，彼此之间有着一个微妙的平衡性，就是产生数量和消除数量是完全一致的，并不会影响到人体的健康状态。一旦这个微妙的平衡被打破，活性氧在人体内进行大规模的聚集，就会造成机体细胞或者是组织的氧化损伤问题，最终威胁到人体健康。纵观近些年来相关研究，其结果都证明了海参肽的应用可以针对脂质过度氧化带来的损伤做出有效的缓解，从而提升集体的抗氧化能力。但是，需要注意的一点就是海参肽的抗氧化能力水平与其自身的分子质量及酶解条件有着十分显著的关系。通过相关研究的结果证明，分子质量较低的海参肽，其自由基清除能力较强。元新学等研究发现，补充小分子海参肽，可以改善运动训练尤其是有氧训练引起的小鼠睾酮水平下降，可能是通过降低小鼠睾丸组织氧化损伤从而改善小丘脑-垂体-性腺轴或者睾酮-生产激素调节功能来改善的。王静[10]等研究了不同分子质量范围（>10ku、5～10ku、3～5和<3ku）的四种多肽，结果发现四种多肽的抗氧化能力均强于VC，分子量越低，抗氧化能力越强。
3.3 调节机体免疫
具有免疫调节功能的生物活性肽可以影响体内淋巴细胞的增殖，提高抗病毒能力的同时，加强机体免疫力，从而维持身体的健康状态。在当前的医学条件下，评价机体免疫力的主要项目包括检测细胞免疫功能、检测体液免疫功能、检测单核-巨噬细胞功能等，卢连华[11]等通过其结果证明了海参肽在机体免疫调节上确实具备良好的效果。
3.4 降血压作用
高血压已经成为危害人类健康的慢性疾病之一，降血压肽中含有较高的血管紧张素转化酶（ACE）来抑制活性，抑制ACE活性可以导致血管紧张素Ⅰ无法转化为血管紧张素Ⅱ，血管紧张素Ⅱ会引起血管收缩，导致血压升高，因此抑制ACE活性意味着可以起到降低血压的作用。Zhao[12,13]等发现海参的水解液，血管紧张素转化酶抑制活性提高了数倍，分子量小于2000Da的ACE抑制活性肽的活性更高，能够更有效地降低高血压。
3.5 血糖调节作用
糖尿病是又一危害人类健康的重大慢性疾病，表现为以高血糖为特征的代谢紊乱综合征，而且容易带来一系列并发症，导致患者伤残。目前研究表明，在2型糖尿病的发病机制中，炎症反应占有非常重要的作用，王天星[14]等以db/db小鼠为模型开展动物研究，连续灌胃不同浓度的海参肽，发现高浓度的海参肽能改善小鼠的血糖调节能力，而且可以有效抑制体内炎症反应水平。
4、海参肽主要应用分析
4.1 应用于运动员食品中
运动员因为长时间处于高强度的训练及竞赛中，为了保障其状态的稳定性，需要进食一些有助于提升肌肉合成速度的食品，用以将运动过程中消耗的能量进行快速的补充，为此，需要注重蛋白质的补充。根据相关科学研究成果证明，用于刺激蛋白质合成的生长激素，其分泌量在运动结束之后的15到30分钟及入睡之后的30分钟内达到最大值。这两个时间段内将一些具备良好吸收性的多肽物质作为肌肉蛋白质合成的主要原料是十分有效的。而海参肽因其自身优良的理化及生物功能，被广泛应用在运动员的食品中。
4.2 应用于康复营养食品中
对于一些重症患者而言，其自身的生理条件与正常人相比出现了较大的变化，代谢性能得到了显著提高，并且在蛋白质及能量的需求量上同样有了较为显著的提升。但是，这类病人部分重要的生理器官出现了不同程度的损伤，无法做到如同常人般的食物消化吸收，很容易出现营养不良的问题。而海参肽自身具有较高的易吸收性、营养价值较高及无抗原的特点，十分适用于那些经过手术治疗之后病患营养补充，并且完全不必担心会出现过敏反应。
4.3 应用于特殊人群保健食品中
海参肽有着十分显著的抑制血管紧张素转换酶活性的功能，或者通俗一点来说，就是有着显著的血压降低功能，并且可以快速帮助人体消除疲劳，有助于提升机体免疫能力，为此，海参肽可以很好用作诸如高血压患者、免疫力偏低等特殊群体辅助治疗手段及食品制造中。
5、总结
海参肽因其对于机体的营养保健价值而逐步得到人们的关注，并且已经进入西方发达国家营养保健品开发研究的重点领域，目前已经出现商业化产品。海参肽自身具备的抵抗疲劳、抗氧化、降血糖、降血压等生物学特征，良好的溶解性、稳定性等理化特征，使其在运动员食品、特殊人群保健食品以及康复营养食品得到了一定程度的应用，并会随着相关技术的发展，应用范围越来越宽。我国是消费大国，我们相信海参肽相关食品的开发有着巨大的前景。
参考文献：
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倪明龙,黄海潮.海参肽的生物活性及其应用研究进展[J].轻工科技,2020,36(08):16-17+20.
基金:广东医学科研基金(B2018171);广东高校省级重点平台和重大科研项目(2019GKQNCX061).
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2020-08-11
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