羅文濤,彭彬倩,王姿頤,沈曉芳

(江南大學(xué)食品學(xué)院,江蘇無(wú)錫 214122)

奇亞籽(chia seed),唇形科(Lamiaceae)植物芡歐鼠尾草(SalviahispanicaL.)的種子,原產(chǎn)于墨西哥南部和危地馬拉北部地區(qū)[1],屬于美洲地區(qū)前哥倫比亞文明飲食的核心組成部分[2]。2014年,奇亞籽被國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)批準(zhǔn)作為新食品原料。奇亞籽營(yíng)養(yǎng)豐富,不僅富含多不飽和脂肪酸(其中α-亞麻酸含量高達(dá)60%)[3]、膳食纖維[4]和高品質(zhì)的蛋白質(zhì)[5-6],還含有大量的鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)[7]以及生育酚[8]、植物甾醇[9]、酚類化合物[4,10-11]等多種抗氧化物質(zhì)。奇亞籽在提取油脂之后的餅粕通常用來(lái)生產(chǎn)一些低附加值的產(chǎn)品(如奇亞籽粉,動(dòng)物飼料等)[12],然而餅粕中還含有大量的蛋白質(zhì)(30%以上)[13],故進(jìn)行蛋白的提取再利用具有重大意義。近些年來(lái),許多研究者報(bào)道了奇亞籽蛋白及其活性肽的營(yíng)養(yǎng)功能性質(zhì),包括抗高血壓[14-16]、抗氧化[13-15]、抗炎癥[13,17]、抗菌[18]、抑制膽固醇合成[18]等。本文綜述了奇亞籽蛋白及其活性肽的提取分離,并對(duì)其功能性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

1 奇亞籽蛋白的氨基酸組成

因受產(chǎn)地、基因類型、環(huán)境等影響,奇亞籽蛋白質(zhì)的含量在19%～27%不等[19],高于小麥、玉米、水稻、燕麥等傳統(tǒng)作物[20]。奇亞籽主要儲(chǔ)存蛋白為白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白,其中球蛋白(7S和11S)含量最高,約占52%～55%,其分子量約為10～60 kDa[14,21-22]。奇亞籽蛋白的氨基酸含量豐富,其中亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸等必需氨基酸含量高,約占總氨基酸的35%～46%,其含量與大豆、杏仁類似,高于亞麻籽、花生,這接近于聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織(FAO/WHO)推薦的食物蛋白氨基酸組成模式,并且就氨基酸評(píng)分和化學(xué)評(píng)分而言,絕大部分必需氨基酸優(yōu)于大豆蛋白,其中評(píng)分最高的是甲硫氨酸+半胱氨酸[5,7,21,23]。同時(shí)奇亞籽蛋白還富含谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸等非必需氨基酸,其限制性氨基酸為賴氨酸[5]。Sandoval-Oliveros等[21]通過(guò)液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用鑒定奇亞籽球蛋白中多肽,發(fā)現(xiàn)其序列與芝麻蛋白具有同源性,且基因序列覆蓋率低。脫脂奇亞籽蛋白的氨基酸組成如表1所示。

表1 脫脂奇亞籽蛋白的氨基酸組成Table 1 Amino acid composition of defatted chia seed protein

2 奇亞籽蛋白的提取與分離

提取蛋白質(zhì)之前需事先除去奇亞籽中的凝膠與油脂。具體步驟為將奇亞籽浸泡在水中促使凝膠的形成,而后冷凍干燥,緊接著機(jī)械分離干燥的奇亞籽凝膠,將不含凝膠的奇亞籽粉碎并通過(guò)篩網(wǎng),最后使用有機(jī)溶劑萃取以去除其中的脂肪[14,21,24]。

2.1 奇亞籽蛋白的提取

目前,植物蛋白的提取方法主要包括堿溶酸沉法、酶提取法、有機(jī)溶劑提取法、鹽溶提取法等[25]。Timilsena等[22,26]采用了堿溶解法和等電點(diǎn)沉淀法制備奇亞籽分離蛋白(chia seed protein isolate,CPI),其產(chǎn)率約為17%,蛋白質(zhì)含量達(dá)90%以上,并比較了噴霧干燥、冷凍干燥和真空干燥三種干燥方法對(duì)CPI功能性質(zhì)的影響,研究發(fā)現(xiàn)干燥方法沒(méi)有改變CPI的化學(xué)組成,但CPI的結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)差異性顯著,其中真空干燥CPI的堆積密度和吸油能力最高,而噴霧干燥CPI的溶解度、發(fā)泡能力、泡沫穩(wěn)定性和吸水能力最高,且其表面疏水性最低;Chim-Chi等[13]也報(bào)道了類似方法分離奇亞籽濃縮蛋白(chia seed protein concentrate,CPC);Vázquez-Ovando等[27]采取干法分餾制備富含奇亞籽蛋白的組分(chia seed protein-rich fraction,CPRF),CPRF的蛋白質(zhì)含量較脫脂奇亞籽粉(defatted chia seed flour,DCF)提高了約38%;Coelho等[28]比較了化學(xué)法(堿性提取、等電點(diǎn)沉淀)和干法分餾三種提取方法對(duì)奇亞籽蛋白理化和功能性質(zhì)的影響,研究發(fā)現(xiàn)干法分餾的CPRF雖然蛋白含量(49.7%)比化學(xué)法提取的CPC(>70%)低,但其各種功能性質(zhì)都優(yōu)于后者,包括蛋白質(zhì)的溶解度、吸水性、發(fā)泡性、乳化性等。López等[29-30]報(bào)道了萃取pH對(duì)奇亞籽分離蛋白功能性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征的影響,pH 10制得的CPI色度L*值更大,表面疏水性、吸油能力更強(qiáng),其制備的乳液粒徑更小,且其有序結(jié)構(gòu)β-折疊含量更高(pH 12制得的CPI導(dǎo)致大量的折疊結(jié)構(gòu)打開(kāi),導(dǎo)致無(wú)序結(jié)構(gòu)增多),熱穩(wěn)定性好。提取方法會(huì)影響蛋白質(zhì)的性能,可根據(jù)不同需求采取相應(yīng)的方法提取奇亞籽蛋白。

2.2 奇亞籽蛋白的分離純化

由于蛋白的溶解度不同,其中白蛋白(溶于水),球蛋白(溶于鹽溶液),醇溶蛋白(溶于醇溶液),谷蛋白(溶于稀堿),使用Osborne分類方法可對(duì)奇亞籽粉中的蛋白質(zhì)進(jìn)行分級(jí)[31]。Orona-Tamayo等[14]在上述奇亞籽粉中加入去離子水,并將懸濁液混合1 h,而后在4 ℃下以14000×g的速度離心20 min,收集上清液,即為白蛋白級(jí)分;將得到的沉淀重新懸浮在0.05 mol/L的Tris-HCl緩沖液(pH 8),振搖混合物并按上述方法離心,其可溶性蛋白組分即為球蛋白級(jí)分;用70 mL異丙醇從得到的沉淀中提取醇溶蛋白,并同上述處理;用0.1 mol/L Na2B4O7·H2O溶液(pH 10)提取最終的提取物,得到谷蛋白級(jí)分;最后,將所有級(jí)分進(jìn)行透析,并進(jìn)行冷凍干燥。Vázquez-Ovando、Grancieri、Sandoval-Oliveros等[6,17,21]也采用了類似的方法對(duì)奇亞籽蛋白進(jìn)行分級(jí)。蛋白質(zhì)的分級(jí)純化有利于奇亞籽蛋白的進(jìn)一步應(yīng)用,為其精細(xì)加工提供了理論基礎(chǔ)。

3 奇亞籽蛋白的功能性質(zhì)

3.1 溶解性

在功能性質(zhì)中,蛋白質(zhì)的溶解度非常重要,它與蛋白的乳化性,發(fā)泡性和膠凝特性密切相關(guān)[32-33]。蛋白質(zhì)的溶解度與pH有關(guān),Vázquez-Ovando等[27]報(bào)道了CPRF在pH為4時(shí)溶解度最低,為11.7%,pH為10時(shí)溶解度最高,為60%。Bushway等[34]報(bào)道了奇亞籽蛋白在pH為12時(shí)具有更高的溶解度。Timilsena等[22]報(bào)道了不同干燥方法制得的CPI在不同pH、鹽離子強(qiáng)度和溫度下的溶解度,與其他蛋白一樣,CPI的溶解度在等電點(diǎn)(pH為3.0)時(shí)最低,由于強(qiáng)烈的分子間相互作用,蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)附近聚集,導(dǎo)致蛋白質(zhì)與水的相互作用更弱,因此蛋白質(zhì)的溶解度更低[35],而當(dāng)pH高于或低于等電點(diǎn)時(shí),蛋白質(zhì)分子帶有凈負(fù)電荷或正電荷,這極大地增強(qiáng)了蛋白質(zhì)與水之間的相互作用,導(dǎo)致溶解度增加;加至1 mol/L NaCl時(shí),其溶解度增加,繼續(xù)增加濃度至2 mol/L NaCl時(shí),溶解度顯著降低,在高鹽溶液中,水分子優(yōu)先與鹽結(jié)合,使得蛋白質(zhì)沒(méi)有足夠的水分子進(jìn)行溶劑化,由鹽析作用導(dǎo)致蛋白的聚集與沉淀;CPI在50 ℃下的溶解度相比于20 ℃增加了約38%,當(dāng)溫度低于變性溫度時(shí),蛋白質(zhì)與水作用力的增加而不會(huì)誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的折疊結(jié)構(gòu)打開(kāi)。Coelho等[28]報(bào)道了三種蛋白產(chǎn)品的溶解度,DCF>CPRF>CPI。

3.2 熱穩(wěn)定性

變性溫度是衡量蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性的一個(gè)指標(biāo)[36-37]。Olivos-Lugo等[5]利用差式掃描量熱法(differential scanning calorimeter,DSC)對(duì)奇亞籽蛋白的各個(gè)組分進(jìn)行熱分析,球蛋白的變性溫度最高,為125 ℃,醇溶蛋白最低,為70.4 ℃。Sandoval-Oliveros等[21]不僅測(cè)得球蛋白變性溫度為104.7 ℃,醇溶蛋白為85.6 ℃,另一方面,ΔH值代表了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變性所需的能量,白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的值分別為12.6、4.7、2.3和6.2 J/g。不同的提取方法、灰分及蛋白含量導(dǎo)致了不同的變性溫度,Coelho等[28]使用干法分餾制得的CPRF的變性溫度高達(dá)135.4 ℃,其變性溫度高于化學(xué)法(堿溶解法和等電點(diǎn)沉淀)制得的CPI,而CPRF的變性焓為68.1 J/g,小于另外兩種CPI。蛋白的穩(wěn)定性還受到極性和非極性殘基平衡的影響,非極性殘基的比例越高,熱穩(wěn)定性越大[38]。López等[30]通過(guò)熱重分析觀察CPI的熱解過(guò)程,主要分為三個(gè)階段,100 ℃以下,主要是水分的損失;第二階段質(zhì)量減輕速度更快,大多數(shù)揮發(fā)物在此階段釋放,主要是蛋白質(zhì)的降解,還有小部分碳水化合物的降解,熱重的導(dǎo)數(shù)曲線顯示其主要揮發(fā)峰在300 ℃附近;第三階段為前一步驟固體殘余物的緩慢分解,主要?dú)埩魹榛曳趾臀礋峤獾慕固俊?/p>

3.3 乳化能力

蛋白質(zhì)的乳化活力(emulsifying activity,EA)是指蛋白質(zhì)將油和水結(jié)合在一起形成乳狀液的能力,乳化穩(wěn)定性(emulsifying stability,ES)是指油水乳狀液保持穩(wěn)定的能力。Vázquez-Ovando等[27]報(bào)道了奇亞籽蛋白的EA與ES,CPRF的EA在測(cè)試pH范圍內(nèi)(2～10)變化不大,為50.5%～56%,ES在pH為6時(shí)最小,為63.5%;在堿性條件下大于95%。Coelho等[28]報(bào)道了類似的現(xiàn)象,相比于CPI,DCF和CPRF具有更好的EA和ES。López等[29]報(bào)道了CPI較高的溶解度和表面疏水性,產(chǎn)生更高的乳化活性,從而形成更小的乳液粒徑。

3.4 發(fā)泡能力

泡沫的形成與穩(wěn)定的能力取決于蛋白質(zhì)的類型、變性程度、鈣離子、pH、溫度和攪拌方法[39]。發(fā)泡能力(foaming capacity,FC)受空氣界面吸附速率,柔韌性以及疏水性的影響,而泡沫穩(wěn)定性(foaming stability,FS)取決于蛋白質(zhì)的流變性質(zhì)[5]。Vázquez-Ovando等[27]報(bào)道了奇亞籽蛋白的FC和FS,CPRF的FC在測(cè)試pH范圍內(nèi)(2～10)變化不大,只有一個(gè)略微增加的趨勢(shì),其值為22.27%～28.80%,而FS受pH影響巨大,pH為2時(shí)(5 min)的FS為<30%,到120 min降低至5%以下,而pH為8或10(5 min)的ES約為80%,到120 min的ES降低至30%左右。Olivos-Lugo等[5]報(bào)道了奇亞籽中CPRF和谷蛋白的發(fā)泡能力分別為70%和77%。Coelho等[28]報(bào)道了CPC具有高發(fā)泡能力,然而泡沫穩(wěn)定性很低。

3.5 保水性和保油性

保水能力(water-holding capacity,WHC)定義為施加外力后水合蛋白質(zhì)保留的水分[40];而保油能力(oil-holding capacity,OHC)是指通過(guò)側(cè)鏈非極性蛋白與油的結(jié)合[41]。Olivos-Lugo等[5]報(bào)道了CPI和谷蛋白的WHC分別為4.06和3.09,OHC分別為4.04和6.23,這兩個(gè)值都優(yōu)于豇豆(WHC=2.20,OHC=1.10)[40]。Timilsena等[22]也報(bào)道了相似的值,WHC為2.1～2.9,而OHC為2.7～3.6。Coelho等[28]報(bào)道了類似的值(OHC為2.3～3.7),但由于DCF和CPRF中較高的凝膠含量,導(dǎo)致其WHC明顯高于CPI,其疏水位點(diǎn)的暴露有利于與脂質(zhì)結(jié)合。蛋白質(zhì)純度的差異以及蛋白質(zhì)分離物的構(gòu)象特征導(dǎo)致不同的水結(jié)合能力[42]。López等[29]報(bào)道了WHC=4.4～6.0,OHC=6.1～7.1,這兩個(gè)值均高于其他假谷物蛋白分離物的報(bào)道[43-44]。

3.6 膠凝特性

CPRF懸浮液具有高黏度(2000～12000 cP),呈現(xiàn)出剪切變稀的性質(zhì),與假塑性流體性質(zhì)相同,CPRF的粘度高于大多數(shù)不同來(lái)源的粉,濃縮物和分離物,這與其中殘留的凝膠有關(guān)[27]。Coelho等[28]也報(bào)道了CPRF和DCF的膠凝行為,而且堿性溶解法制得的CPI也能形成強(qiáng)凝膠,最低膠凝濃度值越小說(shuō)明濃縮物形成凝膠能力越強(qiáng)[45]。López等[29]報(bào)道了CPI的熱誘導(dǎo)凝膠化,在整個(gè)凝膠化過(guò)程中分析G′(儲(chǔ)能模量)和G″(損耗模量)的變化,其中pH 10制得的CPI的凝膠溫度為80 ℃,pH 12制得的CPI為62 ℃,這與莧菜和豌豆蛋白分離物(凝膠溫度約為70 ℃)[46],藜麥蛋白分離物(凝膠溫度64.6～87.36 ℃)類似[47]。

3.7 體外消化

Olivos-Lugo等[5]利用胃蛋白酶在0.1 mol/L HCl溶液中于37 ℃對(duì)奇亞籽蛋白消化2 h以測(cè)定蛋白的體外消化率,其中DCF的消化率為28.4%,CPI的消化率為49.4%。而Sandoval-Oliveros等[21]使用0.1 mol/L HCl或NaOH調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)溶液pH至8,而后加入一種復(fù)合酶液(胰蛋白酶、糜蛋白酶和肽酶),在37 ℃水浴中攪拌10 min測(cè)定奇亞籽蛋白的體外消化率,結(jié)果表明DCF的消化率為78.9%,球蛋白的消化率為82.5%。Vázquez-Ovando等[6]報(bào)道了類似的方法測(cè)定CPRF的消化率為77.53%。

奇亞籽蛋白具有許多優(yōu)良的功能性質(zhì),溶解性好,可以作為新食品原料應(yīng)用在飲料;保水性好,有利于保護(hù)熟食上的水分,保油能力強(qiáng),蛋白質(zhì)與油脂的結(jié)合能力增強(qiáng),有利于風(fēng)味保持,可以改善口感[32],可以應(yīng)用在烘焙食品和肉制品;乳化性好,可以作為乳化劑應(yīng)用在奶油、巧克力、人造黃油上;發(fā)泡性好,可以應(yīng)用于食品體系的通氣與攪拌,也可以作為發(fā)泡劑應(yīng)用在冰淇淋。

4 奇亞籽蛋白活性肽的制備與生理功能

4.1 奇亞籽蛋白活性肽的制備及分離純化

制備活性肽常用的方法是酶解法,其關(guān)鍵在于蛋白酶的種類與酶解條件[48]。Segura-Campos等[16]利用堿性蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶分批水解CPRF,水解底物濃度為2 g/100 g,水解溫度為50 ℃,首先加入堿性蛋白酶,酶與底物比為0.3 AU/g,調(diào)節(jié)pH至7,預(yù)消化60 min,而后加入風(fēng)味蛋白酶,酶與底物比為50 L APU/g,調(diào)節(jié)pH至8,水解90 min,制備的活性肽具有良好的生物活性。Chim-Chi等[13]也采用了類似的方法酶解CPC以制備具有抗氧化活性的活性肽,Coelho等[49]不僅報(bào)道對(duì)DCF和CPRF的酶解,同時(shí)也酶解了CPI來(lái)制備活性肽。

生物活性肽常用的分離純化方法主要包括電泳法、層析法、膜分離技術(shù)和鹽析法等[50]。Segura-Campos等[16]利用凝膠過(guò)濾層析技術(shù)制備了5種超濾肽段(ultrafltered peptide fraction,UPF),低分子量的活性肽的生物活性強(qiáng)于高分子量的。Coelho等[49]利用超濾技術(shù)分離了三種不同分子量的活性肽,同樣地,分子量小的活性肽具有更強(qiáng)的抗氧化活性。

4.2 奇亞籽蛋白活性肽生理活性

4.2.1 血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(Angiotensin I-converting enzyme,ACE)抑制活性 ACE是在不同組織中發(fā)現(xiàn)的多功能含鋅酶[51],ACE通過(guò)將血管緊張素I轉(zhuǎn)化為強(qiáng)大的血管收縮劑血管緊張素II并使血管擴(kuò)張劑緩激肽失活,它通過(guò)腎素-血管緊張素系統(tǒng)(renin-angiotensin system,RAS)和激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)在(kallikrein-kinnin system,KKS)在血壓調(diào)節(jié)中起重要作用[15-16]。ACE抑制主要起降血壓作用,但也可能影響免疫防御和神經(jīng)活動(dòng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)[52]。

Segura-Campos等[16]報(bào)道了CPRF水解產(chǎn)物的ACE抑制活性為58.5%,低于牦牛酪蛋白水解物(79.5%),但高于莧菜白蛋白和球蛋白水解物(5%～50%)[53-54],而后對(duì)水解產(chǎn)物進(jìn)一步純化以增加其生物活性,純化后得到5種UPF,它們的ACE抑制活性增加為53.8%～69.3%,其中>10 kDa級(jí)分活性最低,而<1 kDa級(jí)分活性最高,<1 kDa的級(jí)分中疏水性氨基酸含量為41.68%,而疏水性越強(qiáng),ACE抑制活性越強(qiáng),這與牦牛酪蛋白水解產(chǎn)物的結(jié)果類似(<6 kDa部分是最有效的,ACE抑制活性為85.4%)[55]。

Segura-Campos等[15]報(bào)道了水解時(shí)間對(duì)奇亞籽蛋白ACE抑制活性的影響,其中150 min的活性最強(qiáng)(IC50=8.86 μg蛋白質(zhì)/mL,IC50為產(chǎn)生50%的ACE抑制需要的肽濃度,)其次是120 min的20.76 μg蛋白質(zhì)/mL和90 min的44.01 μg蛋白質(zhì)/mL,它們的抑制活性強(qiáng)于鷹嘴豆分離蛋白(191 μg蛋白質(zhì)/mL)和豇豆水解產(chǎn)物(1397.9～2564.7 μg蛋白質(zhì)/mL)[56-57]。

Orona-Tamayo等[14]報(bào)道了奇亞籽白蛋白和球蛋白組分ACE抑制效果好,是ACE肽抑制劑的良好來(lái)源,并且還存在疏水性和陰性可電離氨基酸(蘇氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、絲氨酸、甲硫氨酸)。Kitts等[58]發(fā)現(xiàn)ACE抑制肽通常是只有2～9個(gè)氨基酸的短肽,大多是二肽或三肽,并且對(duì)消化道內(nèi)肽酶的作用有抗性,Kim等[59]發(fā)現(xiàn)含脯氨酸的肽段一般能抵抗消化酶的降解。作為抗高血壓劑的奇亞籽蛋白活性肽在到達(dá)其靶位之前不能被消化酶降解而失活,可用于高血壓的預(yù)防和輕度高血壓的初步治療,然而需要進(jìn)行一些體外和體內(nèi)消化實(shí)驗(yàn)以確定肽的實(shí)際效果。

4.2.2 抗氧化活性 過(guò)量自由基引起細(xì)胞損傷,觸發(fā)疾病[60]。由于含有大量的酚類化合物,奇亞籽是一種具有高抗氧化能力的種子[61-62],Chim-Chi等[13]發(fā)現(xiàn)DCF中酚類化合物含量更高,含量為1010.98 mg沒(méi)食子酸/100 g?？寡趸芰Σ粌H與肽的大小有關(guān),而且與其氨基酸組成、序列、結(jié)構(gòu)和疏水特性有關(guān)[63-64]。

Segura-Campos等[15]測(cè)定了奇亞籽蛋白在不同水解時(shí)間下水解產(chǎn)物的抗氧化活性,主要測(cè)定2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS+)清除能力,以TEAC(Trolox equivalent antioxidant coefficient)定量計(jì)算,水解90 min制備活性肽的TEAC最高(7.31 mmol/L-mg蛋白質(zhì)),其次是水解120 min和150 min,它們的TEAC分別為4.66和4.49 mmol/L-mg蛋白質(zhì)。水解時(shí)間越長(zhǎng),水解度越高,抗氧化活性越低,因?yàn)榈鞍组L(zhǎng)時(shí)間水解產(chǎn)生游離氨基酸,活性肽被分解,然而肽是比氨基酸更好的抗氧化劑,因?yàn)樗鼈冏杂苫宄芰?、金屬螯合活性更?qiáng),因而造成抗氧化活性降低。為了更加全面地研究奇亞籽蛋白活性肽的抗氧化能力,Chim-Chi等[13]從β-胡蘿卜素變色、鐵還原抗氧化能力、亞鐵離子螯合、銅離子螯合四個(gè)方面測(cè)定活性肽的抗氧化能力,其中抗氧化劑通過(guò)包埋自由基,促進(jìn)氧化金屬螯合,抑制活性氧和還原氫過(guò)氧化物[65],研究發(fā)現(xiàn)水解60 min制備活性肽的β-胡蘿卜素變色能力最強(qiáng),抗氧化活性指數(shù)為86.16%;水解120 min鐵還原抗氧化能力最強(qiáng),為92.26%;水解240 min亞鐵離子螯合能力最強(qiáng),為86.89%;水解60 min銅離子螯合能力最強(qiáng),55.35%。奇亞籽蛋白水解產(chǎn)物可能起到電子供體和自由基沉降的作用,從而提供抗氧化活性[15]。

為了進(jìn)一步研究奇亞籽活性肽的抗氧化能力,Orona-Tamayo等[14]通過(guò)清除ABTS+和DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)自由基以及亞鐵離子螯合能力來(lái)表征抗氧化能力,結(jié)果表明白蛋白和球蛋白制備活性肽的自由基清除能力強(qiáng)于醇溶蛋白和谷蛋白的活性肽,而醇溶蛋白的活性肽螯合亞鐵離子能力最強(qiáng),奇亞籽活性肽對(duì)ABTS+和DPPH自由基的抗氧化活性可能來(lái)自于廣泛水解,形成了更短的肽,這阻礙其作為電子供體的能力,而亞鐵離子催化引發(fā)氧化反應(yīng)的活性自由基,導(dǎo)致脂質(zhì)氧化和DNA損傷,與金屬離子螯合可減緩鏈反應(yīng)[66-67]。Coelho等[49]報(bào)道了類似的結(jié)果,并研究了體外和體內(nèi)抗氧化能力,包括對(duì)肉中脂質(zhì)氧化的影響,研究發(fā)現(xiàn)活性肽能夠顯著減緩牛肉糜的氧化,而后進(jìn)行了釀酒酵母存活實(shí)驗(yàn),加入蛋白水解產(chǎn)物使細(xì)胞存活率提高了27.0%,細(xì)胞存活率的增加表明它的保護(hù)能力。

4.2.3 抗菌活性 Coelho等[18]研究了不同水解度活性肽的抗菌活性,觀察到了清晰的生長(zhǎng)抑制區(qū),其中DCF和CPRF水解產(chǎn)物顯示出了對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑制,而CPC水解產(chǎn)物只對(duì)金黃色葡萄球菌有抑制,對(duì)大腸桿菌幾乎無(wú)抑制作用,而且使用風(fēng)味蛋白酶和連續(xù)使用堿性蛋白酶-風(fēng)味蛋白酶的產(chǎn)生的水解產(chǎn)物的抗菌效果優(yōu)于使用單一堿性蛋白酶。革蘭氏陽(yáng)性菌對(duì)水解產(chǎn)物的敏感更高與細(xì)菌本身的結(jié)構(gòu)有關(guān),其細(xì)胞壁只有一層,主要由肽聚糖組成,而革蘭氏陰性菌外膜為脂多糖組成,內(nèi)膜由磷脂組成[68]。Sun等[69]的研究中也報(bào)道了相似的抑菌活性,螺旋藻蛋白水解產(chǎn)物對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有顯著抑制作用。

4.2.4 其他生理功能 炎癥和氧化應(yīng)激與心血管疾病的發(fā)生直接相關(guān)[70]。Grancieri等[17]利用胃蛋白酶和胰酶水解奇亞籽蛋白制備活性肽,研究發(fā)現(xiàn)活性肽對(duì)超氧自由基、過(guò)氧化氫、一氧化氮和DPPH自由基具有較強(qiáng)的清除能力,并且能抑制5-脂氧合酶,環(huán)氧合酶-2和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的活性,這阻礙了炎癥的發(fā)生過(guò)程,顯示出抗炎癥作用。Coelho等[18]報(bào)道了奇亞籽蛋白活性肽具有抑制3-羥基-3甲基戊二酰輔酶A(HMG-CoA)還原酶的能力,從而抑制膽固醇的合成。

關(guān)于奇亞籽蛋白活性肽生理功能的研究,特別是已經(jīng)鑒定功能的活性肽,不僅拓寬了奇亞籽蛋白的應(yīng)用,同時(shí)為某些疾病(如高血壓、動(dòng)脈粥樣硬化等)的預(yù)防與治療提供了新的思路,奇亞籽蛋白活性肽的特定功能應(yīng)該進(jìn)一步研究確定。

5 結(jié)語(yǔ)

自2014年國(guó)家衛(wèi)計(jì)委批準(zhǔn)奇亞籽進(jìn)入我國(guó)以來(lái),因其營(yíng)養(yǎng)功能豐富而受到廣泛關(guān)注,國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的人開(kāi)始了解這款“超級(jí)食品”。然而目前大多數(shù)研究主要集中在奇亞籽油方面,對(duì)提取油脂之后的餅粕關(guān)注較少,餅粕中含有大量的優(yōu)質(zhì)蛋白,這些蛋白具有許多優(yōu)良性能,可以提取回收再利用,提高剩余價(jià)值,減少資源浪費(fèi)。不同的提取方式會(huì)影響蛋白的功能性質(zhì),可以根據(jù)需要調(diào)整提取條件以獲得期望的蛋白。如今植物蛋白制備的生物活性肽備受關(guān)注,使用活性肽抵抗慢性疾病和補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)成分的趨勢(shì)逐漸增強(qiáng)。但活性肽的分離純化成本高,產(chǎn)量低,還難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),其次是活性肽產(chǎn)生生物活性的機(jī)理還不明確,體內(nèi)實(shí)驗(yàn)功效尚無(wú)太多報(bào)道,距離商品化還有許多問(wèn)題和障礙。制備成本低、活性好、純度高且具有明確功能的活性肽值得進(jìn)一步研究。