小麦胚生物活性肽产品开发研究进展

施传信;宋旸;韩进诚;梁峰

【摘 要】小麦胚芽中不但富含维生素E、维生素B等多种B族维生素,还含有膳食纤维、矿物质和活性多肽等生物活性物质,已成为当前食品工业中新产品开发的重要方面.本文阐述了小麦胚生物活性肽的营养价值和小麦胚多肽产品的开发研究现状.旨在为进一步开发小麦胚多肽产品提供参考.%Wheat germ is one of the main by products of wheat-milling industry.It is a rich source of Vitamin E,Vitamin B group Vitamins,proteins,dietary fiber and minerals.It has become an important aspect of new products development in Food industry.In this view,the research progress about protein in wheat germ were summarized.

【期刊名称】《商丘师范学院学报》

【年(卷),期】2011(027)006

【总页数】4页(P69-72)

【关键词】小麦胚;活性肽;开发

【作 者】施传信;宋旸;韩进诚;梁峰

【作者单位】商丘师范学院生命科学系,河南商丘476000;生物质降解与气化河南省高校工程技术研究中心,河南商丘476000;商丘师范学院生命科学系,河南商丘476000;商丘师范学院生命科学系,河南商丘476000;生物质降解与气化河南省高校工程技术研究中心,河南商丘476000;生物质降解与气化河南省高校工程技术研究中心,河南商丘476000

【正文语种】中 文

【中图分类】TS225.1

生物多肽是由天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性或环形结构的不同肽类的总称，其中可调节生物体生理功能的多肽称为生物活性肽.活性肽与蛋白质相比不仅有更好的消化吸收性能，还具有促进免疫、抗菌、降血压和降血脂等生理机能［1］.生物活性肽来源广泛，小麦等谷物是提取生物活性肽的重要来源，由于麦胚活性肽还有一定的耐酸能力和较好的热稳定性、水溶性等特点，使其常常作为功能因子添加到各种食品中.

由于小麦胚具有丰富的营养保健成分和突出的生理功能使其日益受到国内外研究者的重视，小麦胚多肽的开发也逐渐成为我国小麦农副产品精深加工技术研究与新产品开发的重要方面.2008年，国家和地方政府出台优惠政策支持麦胚产品、小麦膳食纤维等高附加值产品的研发和生产，提高了食品企业研究开发费用抵扣标准，麦胚加工企业也加大了研发投入，因此，深度开发和利用小麦胚蛋白质资源具有一定的经济和社会效益，已成为近几年国内外研究热点.

小麦与稻谷、玉米、高梁等一样，属于单子叶植物纲禾木科植物，在营养学上统称为粮谷类.小麦的种子即麦粒，由麦皮、糊粉层、胚乳和麦胚组成，麦胚是小麦种子孕育新生命的部位，生长发育时构成幼根和子叶，虽仅占粒重的1%～3%，但蛋白质、脂肪、矿物质、维生素含量却十分丰富.此外，麦胚还蕴藏着谷胱甘肽、黄酮类物质、麦胚凝集素、二十八烷醇等非营养生理活性物质，对人体的各种生理功能起着重要的调节作用，有“人类天然营养宝库”［2，3］的美称，是小麦的精华.

然而，堪称为“人类食品中的最佳营养品”的小麦胚芽却是面粉加工业的副产品，因为若在制粉过程中混入麦胚则会降低面粉质量，不利面粉贮藏和再加工.随着人们生活水平的提高和食品工业技术的发展，等级粉、专用粉已日渐普及，各大面粉厂都已有了先进的提胚工序，使得大部分胚芽被当作麸皮处理掉.迄今为止，小麦胚芽综合利用的总体水平仍处在初级开发阶段，宝贵的小麦胚芽资源尚未得到充分、合理、有效的利用.

研究表明，小麦胚芽含有丰富蛋白质，其蛋白含量高达30%，其中清蛋白占30.2%，球蛋白占18.9%，麦醇溶蛋白占14%，麦谷蛋白占0.3%～0.37%，水不溶性蛋白占30.2%［4，5］.蛋白质含量分别是瘦牛肉、瘦猪肉及鸡蛋的115、118、211倍，且含有人体必需的8种氨基酸，占其氨基酸总量的34.1%，蛋氨酸占21.0%，组氨酸占21.5%，而一般谷物中短缺的却能有效促进幼儿生长和发育的第一限制性氨基酸——赖氨酸的含量为18.1g·kg－1［6］，远远高出大米、面粉.

小麦胚芽必需氨基酸的相互比值与FAO/WHO颁布的氨基酸构成比例基本接近，且总量高于FAO/WHO模式.在国外，小麦胚芽被广泛应用于各种营养、保健、医疗食品中.上世纪80年代，Pomemnz等对脱脂小麦胚芽蛋白质提取进行研究，发现采用相同浓度

(%)NaCl和CaC12进行提取小麦胚芽蛋白时，NaCl提取率较高，且3%NaC1溶液提取率最高，能提取86.3%小麦胚芽蛋白［5］.本世纪初，Ge等采用传统盐溶(1.0 M NaC1)、碱提(pH9.5)和酸沉(pH4.0)工艺从脱脂小麦胚芽制备获得高纯度脱脂小麦胚芽分离蛋白，并对其功能性质进行了测定分析.所得分离蛋白的真蛋白质含量达90.2%，得率(以蛋白质计)在18%～28%之间，进一步的研究发现，脱脂小麦胚芽分离蛋白具有较好的起泡性、乳化性和持水性，但其泡沫稳定性相对较差［7］.

我国研究人员发现，采用碱提酸沉与α－淀粉酶酶解法制备小麦胚芽蛋白，能明显提高小麦胚芽蛋白纯度和得率，其数值分别达到94.5%和81.36%［8］.董英等对脱脂麦胚蛋白粉蛋白溶解性能和持水能力进行试验研究，研究结果表明，脱脂麦胚蛋白粉持水能力在pH4～8范围内随pH增加而增加;其持水能力在pH8.0，温度70℃时达到最大.脱脂麦胚蛋白粉蛋白溶解性能随pH和温度增加而增加，综合二者影响，在pH6.0～7.0之间，温度70℃左右，脱脂麦胚蛋白粉持水能力和溶解度都较理想［9］，这与许多食品如焙烤制品和肉糜制品加工工艺相接近.因此，若将脱脂麦胚蛋白粉添加在这些食品中既可强化营养，又能充分利用其功能特性，从而能改善食品内在品质和感官性能.因此，国内外企业常将脱脂小麦胚芽分离蛋白作为一种功能性食品配料应用于食品工业.

小麦胚多肽是麦胚蛋白质在酶的作用下，多肽链被打断，释放出肽链相对较短的肽类化合物，所生成的肽往往被证明都具有一定生理活性.而国内外研究人员对脱脂小麦胚芽蛋白酶解后所产生肽的生理活性进行研究，主要集中在降血压肽上.日本九州大学Matsui采用5种蛋白酶直接酶解小麦胚芽粉，对分离得到的三肽进行体内降血压实验，结果表明，Ile－Val－Tyr能随剂量增加有效降低自发性高血压大鼠(SHR)的平均动脉血压，在5 mg·kg－1剂量标准时，SHR平均动脉血压会降19.2 mmH［10］.辛志宏也采用酶解小

麦胚芽蛋白方法生产降血压肽，经核酸蛋白纯化、RP－HPLC分离，得到了对血管紧张素转换酶(ACE)有强烈抑制作用的组分X，经测定组分X的氨基酸序列为Ala－Met－Tyr，其半抑制率(IC50)为5.46 txM［11］.这些值与其它蛋白酶酶解所得降血压肽的IC50相比十分低，这表明采用酶解脱脂小麦胚芽蛋白生产降血压肽具有很好开发和应用前景.

小麦胚活性肽能够刺激机体淋巴细胞的增殖，增强巨噬细胞的吞噬功能，提高机体抵御外界病原体感染的能力，降低机体发病率，其谷氨酸(Glu)和谷氨酰胺(Gln)含量丰富，亮氨酸(Leu)和酪氨酸(Tyr)含量也较多，其中Gln是快速分裂增殖细胞的主要能量来源，可促进淋巴细胞增殖，具有免疫调节作用［12］.代卉等研究表明，小麦活性肽对机体抗氧化系统的作用与对免疫功能的调节作用之间具有相辅相成的关系［13］.

研究表明，小麦胚芽蛋白酶解物抗氧化活性与其分子量大小密切相关，可能是短肽含有某些能与自由基反应特殊结构，如麦胚谷胱甘肽(Glutathi one，GSH).GSH在自然界中分布广泛，小麦胚芽中谷胱甘肽含量较为丰富，有文献报道小麦胚芽中含量高达98～107 mg·100g－1［14］.GSH是一种低分子清除剂，它可清除、H2O2、ROO－，是组织中主要的非蛋白质的巯基化合物，可以抑制脂质过氧化，保护细胞膜，恢复细胞功能，保护细胞内含巯基酶的活性，能够防止因巯基氧化而导致的蛋白质变性，减少自由基对DNA的攻击，从而减少DNA损伤和突变［15，16］.研究证明GSH的主要生物学功能是保护生物体内蛋白质的巯基进而维护蛋白质的正常生物活性，同时它又是多种酶的辅酶和辅基.其清除自由基机制可能是酶解物中供氢体使自由基还原，从而终止自由基连锁反应，起到清除自由基目的，也可能是通过肽类对过渡金属离子螯合来实现［17］.GSH作为食品添加剂可提高营养，加强食品风味并防止变质，可制成针对治疗和保健的药品用于人体保健.

小麦胚蛋白质的提取方法有多种，主要有碱溶酸沉法、酶解法、碱溶酸沉与酶解的复合方法、超声波法、反胶束法和薄膜超滤法等，其中薄膜超滤法受到广泛关注.薄膜超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一，它通过膜表面的微孔筛选截留一定分子量的物质而达到提取特定多肽的目的.该法具有不改变提取物对形态，无需加热，设备简单，占地面积小，能耗低及操作压力低等诸多优点，其应用于蛋白多肽溶液的分离浓缩，既可以实现不同分子量多肽的分离，也有利于保持多肽的生理活性功能［18］.

近年来从小麦胚芽中分离富集谷胱甘肽又成为众多研究人员研究热点.周惠明采用陶瓷膜超滤技术去除大分子化合物，然后对透过液进行大孔离子树脂纯化富集，对小麦胚芽水溶性提取物中谷胱甘肽进行纯化和富集研究，收到良好效果［19］.卢敏等采用高压脉冲使谷胱甘肽尽可能多从小麦胚芽细胞中释放，然后再进行提取方法以提高其得率，实验证明此方法是可行的.优化得到小麦胚芽谷胱甘肽最佳提取条件为:脉冲数为9，电场强度为16 kV，料水比为1∶20［20］.另外，曹新志等对小麦胚芽中谷胱甘肽检测方法进行研究，指出荧光分光光度计方法可较准确测定小麦胚芽中谷胱甘肽含量［21］.

麦胚生物活性肽的研究发展很快，已受到各国科学家和政府的高度重视，目前，已有多种生物活性肽产品被开发出来.尤以日本在生物活性蛋白肽的研究成果最为突出，其研制出多种功能性食品，如抑制血压升高的食品、抗应变性婴幼儿食品、老人食品、醒酒食品、各种抵抗原食品、促钙等微量元素吸收食品等.

随着基因工程技术的发展，利用DNA重组等技术，将表达活性肽的基因整合到某些微生物或动物体内，通过生物体直接表达出所需肽类，可大大增加其产量和纯度［22］.如Sigma公司利用生物技术成功生产出可替代动物血清的谷蛋白肽用于细胞培养实验.日

本千叶制粉公司和日清制粉公司已成功分离得到小麦活性肽，这些产品不仅容易吸收，而且具有多种生理活性，可作为功能性食品和肽类药物进行开发.

由此可以看出，生物高新技术的进一步发展与完善，尤其是基因工程技术的快速发展，必将为小麦生物活性肽的开发和利用带来广阔的前景.我国是世界上小麦的生产大国，每年可用于开发的小麦胚芽量达280万吨［23］，但资源有效利用率不高，小麦食品加工过程产生的富含蛋白质的下脚料及废弃物通常被当作肥料或直接排放掉，不仅造成了资源浪费，也造成了环境污染.若采用生物技术对蛋白质进行的深加工获得活性肽，开发生产出美味可口的健康食品，既能丰富市场，满足消费者日益增长的健康投资需求，同时企业又能获得可观的经济效益和一定的社会效益.

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