研究动态 ｜ 一文读懂奶酪中的活性肽

撰文：秦立强 教授

教授，博士生导师，苏州大学医学部公共卫生学院副院长，营养学系主任。主要从事营养相关性疾病的研究。获日本学术振兴会、国家自然科学基金委员会、科技部重点专项等资助。以第一作者（通讯作者）发表SCI论文100余篇，高被引论文一篇、2019年度和2020年度Elsevier中国高被引学者。入选江苏省高校“青蓝工程”优秀青年教师培养对象和中青年学术带头人培养对象、苏州大学“东吴学者”、省科协选派企业的首席专家。是中国营养学会理事、江苏省营养学会副理事长。

奶酪（cheese），音译名为“芝士”。奶酪是在原料奶中加入适量的乳酸菌发酵剂或凝乳酶，使蛋白质发生凝固，并加盐、压榨排除乳清后的产品。奶酪是我国蒙古族、哈萨克族等游牧民族的传统食品，随着西方饮食方式的引入，50年间我国的奶酪产量翻了一番。工艺上奶酪分为生奶酪和熟奶酪。熟奶酪由凝乳酶凝固牛奶蛋白，随后在有益菌和酶作用下催熟（陈化）至所需的味道。生奶酪是由牛奶蛋白与酸凝结而成，没有陈化过程。

奶酪是一种营养价值较高的发酵乳制品，含有丰富的蛋白质、钙、脂肪、磷和维生素等营养成分。奶酪还是肽类的丰富来源，这些直接从肠道吸收进入血液的活性肽具有许多生物功能，不仅能作为氨基酸的供体，也是一类生理调节剂。《International  Journal  of  Dairy  Technology》了一篇综述性文章“Functional role of bioactive peptides with special reference to cheeses”，详细介绍了奶酪活性肽的影响因素和生理功能。

图1 《International  Journal  of  Dairy  Technology》发表的文章“Functional role of bioactive peptides with special reference to cheeses”

奶酪中活性肽含量的影响因素

奶酪活性肽通常由2-20个氨基酸残基组成。奶酪中生物活性肽的含量受制作过程中多种因素的影响。

1）制作过程的温度：用于奶酪生产的牛奶采用巴氏杀菌乳，加热会影响原乳菌群、蛋白质变性、纤溶酶原激活和酶失活，最终影响奶酪中的蛋白质水解活性。不同品种奶酪在31℃到55℃范围内切割成块，该温度影响生物活性肽的生成。在奶酪成熟过程中，血管紧张素转换酶（ACE）抑制肽的浓度也会随着温度的升高而降低。

2）发酵剂：蛋白质水解和生物活性肽的生成取决于发酵剂和非发酵剂乳酸菌的活性。瑞士乳杆菌（Lb. helveticus）是瑞士奶酪及多种奶酪的发酵剂，瑞士乳杆菌蛋白酶能水解β-酪蛋白生成氨基酸序列KVLPVPQ的降压肽（f169-175）。切达（Cheddar）奶酪的常温发酵剂有乳酸乳球菌乳酸亚种与乳脂亚种，乳脂亚种（酪链球菌）更易促进蛋白质生成氨基酸和多肽，但乳酸亚种降低自发性高血压大鼠血压的效果更为明显。

3）酶：奶酪中的蛋白酶来源于凝固剂（凝乳酶、胃蛋白酶）、牛奶（纤溶酶、体细胞蛋白酶）、发酵剂细菌、辅助发酵剂和非发酵剂微生物等。外源性酶被广泛用于产生活性肽，如蛋白酶K、胰蛋白酶、胃蛋白酶等，胃蛋白酶水解酪蛋白能释放两种具有降压效果的肽（RYLGY和AYFYPEL）。

4）熟化时间和温度：与新鲜和成熟的高达（Gouda）奶酪相比，中等成熟奶酪的ACE抑制肽活性最高。成熟13周的Festivo奶酪的ACE抑制作用最大，此后逐渐降低。在较高温度下成熟的奶酪会产生较高水平的水溶性氮（WSN），并在成熟过程中持续增加，WSN反映了高温对凝乳酶和纤溶酶活性的影响。

奶酪活性肽的最新研究进展

调节血压。奶酪活性肽具有诸多生理功能，其中调节血压的研究最为充分。ACE是肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAS）的关键酶，将血管紧张素I转化为血管紧张素II，从而收缩血管，增加血压。降压肽通过抑制ACE活性实现降压功能。酪蛋白的肽类是降压肽的重要来源之一。ACE抑制肽大多是短链肽，C端含有疏水性氨基酸和脯氨酸、赖氨酸或精氨酸残基。接种益生菌辅料的切达奶酪能产生ACE抑制肽，在其成熟过程中确定了7条活性肽序列。除此以外，马苏里拉奶酪（Mozzarella）、Crescenza奶酪、高达奶酪和Festivo奶酪中均检测到了ACE抑制肽。

抗氧化特性。奶酪活性肽的抗氧化特性，与其组成、结构和疏水性、特定氨基酸及其在肽序列中的位置有关。疏水性氨基酸脯氨酸具有抗氧化活性。奶酪的水溶性提取物（WSE）中存在多种功能的生物活性肽，羊乳奶酪WSE中有源自β-CN和αs1-酪蛋白的抗氧化肽，这些肽在其序列中至少含有一个脯氨酸残基。Festivo、切达和布尔戈斯（Burgos）等奶酪的WSE中也存在抗氧化肽。

抗炎能力。在抗炎方面，牛酪蛋白巨肽可以通过激活巨噬细胞的炎症/免疫反应，促进调节性T细胞的分化，从而起到抗肠道炎症的作用。德氏乳杆菌亚种乳酸乳球菌CRL581水解的β酪蛋白对三硝基苯磺酸诱导的小鼠结肠炎有保护作用。采用脂多糖刺激巨噬细胞细胞系评价水牛和奶牛的奶制成的切达奶酪的抗炎活性发现，两种奶酪的水溶性肽（WSPs）提取物均能有效抑制熟化阶段促炎细胞因子IL-6、IL-1β及TNF-α的产生。

抑制肿瘤。流行病学研究已证实奶酪消费降低了肿瘤的发病风险，这可能与奶酪中的活性肽有关。乳铁蛋白肽（LFcin）具有很强的阳离子特性，与肿瘤细胞的负电荷结构相互作用，导致癌细胞的细胞膜不稳定，诱导凋亡、阻滞细胞周期、调节基因表达和阻止血管生成。LFcin对多种类型的肿瘤细胞株都具有较强的活性。酪蛋白磷酸肽（CPPs）能够与钙结合，降低分化的肠细胞中钙超载的毒性，CPPs还能通过激活电压钙通道，抑制肠道肿瘤细胞增殖并诱导其程序性细胞死亡。类阿片酪蛋白衍生肽（β-酪啡肽7和β-酪啡肽5）通过阿片受体介导，调节乳腺癌细胞的细胞周期阻滞并抑制恶性细胞增生。

抗血栓作用。抗血栓肽Casoplatelins由κ-酪蛋白C端的酪蛋白糖多肽（f106-116，f39-42）获得，能抑制纤维蛋白原与血小板结合。κ-酪蛋白（f106-f116）与人类纤维蛋白原γ链的C端肽的功效相似。赖氨酸的α-氨基参与酪蛋白的聚合，钙在这过程中加速了牛奶的凝结。

个人观点

不同来源（奶牛、山羊、绵羊和水牛）的奶制成的奶酪有其独特的品质和营养价值，奶酪活性肽具有调节血压、抗血栓、抗氧化、抗炎和抗癌等功效，但是目前奶酪活性肽的研究集中在活性肽的鉴定、体外细胞研究及少量的动物实验，体外活性研究与在体动物实验效果观察的结果往往不一致。因此确定奶酪活性肽的生物功效还需还进一步的资料积累，尤其需要高质量的人群流行病学研究和临床实践的证实。

参考文献

Osborn L J, et al. Functional role of bioactive peptides with special reference to cheeses[J]. International  Journal  of  Dairy Technology, 2020, 74（1）: 1-16.

DOI：10.1111/1471-0307.12732

编辑：Terrence

转载、投稿及合作请联系