張梅秀，鄭明洋

（濱州學(xué)院，山東濱州 256600）

高F值玉米寡肽的研究開發(fā)

張梅秀，鄭明洋

（濱州學(xué)院，山東濱州 256600）

本文主要介紹了我國玉米蛋白質(zhì)的利用狀況，玉米蛋白粉的組成，高F值寡肽的概念和功能，從玉米蛋白粉中提取高F值玉米寡肽的酶解提取工藝.從玉米黃粉的粉碎、預(yù)處理、配制水解液、酶解、滅酶、分離純化、濃縮、干燥、成品.最后對玉米寡肽開發(fā)的前景進行了闡述了.

高F值；玉米黃粉；酶解；活性多肽

玉米是我國傳統(tǒng)的農(nóng)作物，其產(chǎn)量約占谷物產(chǎn)量的五分之一，利用玉米蛋白質(zhì)提取高F值寡肽，是一種增加玉米加工經(jīng)濟價值，促進玉米的種植業(yè)及加工業(yè)健康發(fā)展的一種有力措施.

1 玉米蛋白提取的狀況

玉米是世界上三大糧食作物之一，在我國的產(chǎn)量更是達到1.1億噸左右，排在世界第三位.在工業(yè)上主要用于生產(chǎn)淀粉，我國玉米加工初具規(guī)模，年產(chǎn)淀粉380噸，但是加工深度同發(fā)達國家美國相比較，差距很大，表現(xiàn)在：加工產(chǎn)品單一、工藝落后；生產(chǎn)總產(chǎn)低，經(jīng)濟效益不高等.如今，種植業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在我國又進行調(diào)整，因此加速玉米的深加工勢在必行.玉米蛋白粉又稱玉米黃粉是濕法生產(chǎn)玉米淀粉過程中的主要副產(chǎn)物，年產(chǎn)量達20萬噸以上.，其含有近60%的蛋白質(zhì)，具有特殊的氣味和色澤，口感粗糙，嚴重缺乏Lys和Trp等必須氨基酸，在玉米中蛋白體往往與淀粉粒緊緊相連，所以很難直接利用.其中較差的水溶性是制約玉米蛋白質(zhì)利用的一個重要因素.目前，大部分國家對玉米蛋白質(zhì)的利用有兩條基本利用路線；第一條是作為工業(yè)副產(chǎn)物產(chǎn)出的玉米蛋白粉應(yīng)用于生產(chǎn)飼料；第二條是開發(fā)其中的玉米胚蛋白再應(yīng)用于飼料添加劑或食品.玉米蛋白的提取主要分為以下幾個方面：（1）提取玉米醇溶性蛋白，（2）制取玉米食品添加劑蛋白發(fā)泡粉，（3）制取玉米中脂溶性色素，（4）制備氨基酸，（5）提取玉米黃色素.作為天然色素的玉米黃色素被歐美國家批準為可食用色素，而且玉米蛋白作為一種植物蛋白也具有重要的營養(yǎng)保健功能，例如可降低患老年性白內(nèi)障，眼部黃斑退化的風(fēng)險，能有效抑制腫瘤的生長等. 2000年8月，酶解玉米蛋白粉制備高F值寡肽通過了國家輕工業(yè)局組織的專家驗收.

2 玉米蛋白粉的組成

玉米黃粉中蛋白質(zhì)主要含蛋白質(zhì)（50%～65%）、淀粉（15%～25%）、脂肪（7%），水分（<10%）、纖維（2%）、灰分（1%）、類胡蘿卜素（100～300mg/kg）玉米醇溶蛋白（60%）、谷蛋白（22%）、球蛋白（1.2%）和白蛋白[9].醇溶蛋白不溶于水，也不溶于無水乙醇，卻溶于60%～90%的乙醇水溶液，還能溶于十二烷硫酸鈉（SDS）、丙二醇、強堿和醋酸等有機溶劑.中性及堿性條件下不穩(wěn)定，酸性條件下穩(wěn)定.亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸的含量高于苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的量，由此可知玉米蛋白粉的氨基酸存在不平衡現(xiàn)象，這也是制約蛋白粉利用的一個方面，同時也是一個有利方面.

3 高F值低聚肽

德國醫(yī)學(xué)博士Fischer等人在20世紀70年代，發(fā)現(xiàn)肝病病人血液中支鏈氨基酸（Val、Leu、Ile）對于芳香族氨基酸（Tyr、Phe、Trp）摩爾數(shù)之比對于正常人要低3～3.5倍或更低.支鏈氨基酸對于芳香族氨基酸的摩爾比稱為F值（Fischer ratio），高F值寡肽是蛋白質(zhì)水解得到的有3～6個氨基酸組成的寡肽，其支鏈氨基酸與芳香族氨基酸的比值在20以上.即：

研究證明：肝臟是芳香族氨基酸代謝分解的主要場所，當肝功衰竭時，分解氨基酸的能力大大降低，氨基酸積累在血液中，而骨骼肌是支鏈氨基酸分解的主要位置，肝臟的病變并不會影響支鏈氨基酸的分解，但是，當肝功衰減時，胰島素在肝臟內(nèi)的滅活功能明顯降低導(dǎo)致了胰島素過量，而胰島素能促進支鏈氨基酸進入肌肉，從而過多耗用血液中的BCAA（單鏈氨基酸），導(dǎo)致了芳香族相對支鏈氨基酸積累，即F值降低，從3～3.5降低到1.0或更低.

4 高F值寡肽混合物的功能

大家都認為蛋白質(zhì)是消化為氨基酸后才被吸收，但是醫(yī)學(xué)界及生物界已公認：由于寡肽的滲透壓低于相對應(yīng)的氨基酸，在胃腸中的消化吸收比蛋白質(zhì)和游離氨基酸均要好而且速度快；另外肽的吸收方式是主要依靠H+或Ca+離子濃度電導(dǎo)而進行的耗能的轉(zhuǎn)運過程，這與主要依靠Na+泵主動運輸游離氨基酸是不同的，所以在消化道的吸收率上寡肽要高于相對應(yīng)的氨基酸.實質(zhì)上蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用就是多肽和L-氨基酸的作用，其中小分子多肽在生命過程中所起的作用比氨基酸更加積極.根據(jù)最新發(fā)現(xiàn)高F值氨基酸還可以增加小鼠壽命，是提高人類壽命潛在的藥物資源.自70年代初期對支鏈氨基酸的特殊生理和藥理有所認識后、設(shè)計了相應(yīng)氨基酸混合口服液和輸液用于臨床.

4.1 輔助治療肝性腦病

血漿中的AAA是中樞單氨能神經(jīng)遞質(zhì)的前體.一種氨基酸進入人腦中的量取決于它在血漿中的水平和與其他氨基酸的競爭能力.肝硬化病人的血漿中氨基酸模式處于一種非正常的狀態(tài)（高AAA濃度，低BCAA濃度）從而AAA通過血腦屏障的比例更高.而過高的AAA在大腦中會使中樞單胺神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)生紊亂.因此，能夠提高血漿中的BCAA濃度，就能夠恢復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)正常的單胺神經(jīng)遞質(zhì)的代謝.改善肝昏迷和神經(jīng)狀態(tài)，改善營養(yǎng)狀態(tài)，降低血氨，減輕或消除了肝性腦病的癥狀.Z在臨床試驗，高F值制劑療效很好，可使大部分病人在6～24h內(nèi)清醒.

4.2 改善臥床病人和術(shù)后的蛋白質(zhì)營養(yǎng)狀況

支鏈氨基酸不僅是骨骼肌能量代謝的底物，而且還有促進蛋白質(zhì)合成，抑制蛋白質(zhì)的分解的作用，目前廣泛用于一些高代謝手術(shù)和疾病的臨床治療，如外科手術(shù)、燒傷、膿毒血癥和臥床病人的蛋白質(zhì)營養(yǎng)輸液，并取得了顯著的療效.另外，寡肽在蛋白質(zhì)合成效率高于有利氨基酸的效率，所以利用高F值寡肽可以提高總蛋白質(zhì)合成.

4.3 增強抗疲勞功效

在人體內(nèi)，5-羥色胺核多巴胺分別是抑制性神經(jīng)遞質(zhì)和腦內(nèi)中樞興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，5-羥色胺以降低中樞向外周發(fā)射神經(jīng)沖動來降低運動能力，后者調(diào)節(jié)肌肉緊張.在大腦皮層沖動的觸發(fā)下發(fā)動動作，如果血液中的氨基酸失去平衡含量升高，進入大腦的游離色氨酸增多，導(dǎo)致5-羥色胺合成增多，運動機能下降，產(chǎn)生疲勞.因此補充BCAA可以改善血液中氨基酸平衡，改善運動后骨骼肌線粒體功能，改善運動性疲勞.張鐵華等通過玉米高F值寡肽對小鼠游泳時間、血清尿素氮、肝糖原和肌糖原和血乳酸的影響結(jié)果表明高F值具有調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝和抗疲勞作用.郭玉榮，蒲新秀等通過動物實驗證明，白鼠飲用富含支鏈氨基酸飲料后，體重顯著增加，運動能力增強，抗疲勞能力明顯提高.

4.4 解酒醉功能

酒精在人體內(nèi)氧化和排泄速度緩慢，其氧化的主要場所是肝臟.在肝內(nèi)通過2個以NAD+為輔酶的乙醛脫氫酶和乙醇脫氫酶的作用，分別將乙醇轉(zhuǎn)化為乙酸和乙醛.因此穩(wěn)定的NAD+能加速酒精的轉(zhuǎn)化.研究證明，高F值寡肽可以提高血液中的丙氨酸和亮氨酸進而產(chǎn)生穩(wěn)定的NAD+來降低血中的乙醇濃度，達到解酒的作用.

4.5 緩解苯丙酮尿癥對神經(jīng)系統(tǒng)的損害

所謂苯丙酮尿癥就是由于患者體內(nèi)缺失苯丙氨酸羥化酶而不能正常的將苯丙氨酸氧化為酪氨酸，最終苯丙氨酸會在轉(zhuǎn)氨酶的作用下形成苯酮酸，進一步氧化成苯乙酸.研究證實，苯乙酸會對神經(jīng)系統(tǒng)造成一定的損害，而高F值制劑可以大大降低苯丙氨酸的攝入，改善苯丙酮尿癥，從一定程度上緩解苯乙酸對神經(jīng)系統(tǒng)的損害、

4.6 富含亮氨酸肽可降低血清膽固醇濃度

富含亮氨酸的寡肽能夠刺激腸高血糖素和甲狀腺素分泌，加速內(nèi)源性膽固醇的代謝，加快糞便中類甾醇的排泄，從而有效降低血清種膽固醇的含量.當前，國內(nèi)外市場上大部分的高F值制品，如國內(nèi)的六合氨基酸靜脈輸入液、肝醒靈、國外的A622、F080等，都是用結(jié)晶氨基酸配制而成的，這些產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)功效顯著還可靜脈注射，但是價格也是非常昂貴，普通收入家庭承擔不起.我國人口眾多，重體力勞動者.得癥病人總量隨之也多.甚至肝病患者之量也是數(shù)以億計.價格低廉，當有功效的高F值食品和保健品推向市場時，不僅可取得良好的經(jīng)濟效益，也是造福百姓的舉措.

5 利用玉米蛋白粉制取高F值寡肽

通過酶解法水解玉米蛋白粉的一般流程為：玉米蛋白粉→粉碎→預(yù)處理→酶解→滅酶→分離純化→濃縮→干燥→成品.預(yù)處理玉米蛋白粉的主要步驟包括：脫色→脫淀粉→增溶，目的是使酶解時酶充分發(fā)揮作用，并有利于后提取.黃粉的脫色主要采用有機溶劑浸提法，有機溶劑主要為乙醇.浸提后采用正己烷進行液液萃取.脫色后的黃粉利用酶解法去除淀粉，純化后，可獲得蛋白含量在90%以上的玉米蛋白粉.常用的玉米蛋白粉酶解蛋白酶包括堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶.堿性蛋白酶是一種內(nèi)切酶，分子量為27300.木瓜蛋白酶屬于外切酶，在酸性、中性、堿性環(huán)境下均能分解蛋白質(zhì)的蛋白酶.中性蛋白酶是一種內(nèi)切酶.堿性蛋白酶水解物中蘇氨酸、纈氨酸、組氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸的含量高于木瓜蛋白酶和中性蛋白酶.堿性蛋白酶中的疏水氨基酸的總量高于其他氨基酸.水解玉米蛋白質(zhì)一般采用二次酶解生產(chǎn)工藝，第一次是將蛋白質(zhì)水解成苯丙氨酸在肽鏈末端的肽，第二次是用另一種酶脫下肽鏈末端的苯丙氨酸，使其游離，然后用吸附法將脫下來的芳香族氨基酸除去，剩下支鏈氨基酸，經(jīng)過超濾→吸附，→濃縮→加熱滅菌，最后得到產(chǎn)品.所得的產(chǎn)品由于吸附條件和活性炭的添加量不同而有不同的F值.當提取率約為15%時，產(chǎn)品的F值大于20，含氮量的平均分子量為200～600d.采用復(fù)合酶水解玉米蛋白可以節(jié)省投入，縮短生產(chǎn)流程，大大節(jié)省成本.是當今酶解玉米蛋白粉制備高F值寡肽的一種趨勢.

6 展望

我國玉米產(chǎn)量很大，如果對玉米產(chǎn)淀粉后的福產(chǎn)物玉米黃粉進行二次開發(fā)，變廢為寶，增加農(nóng)產(chǎn)品加工的附加值.開發(fā)高F值功能性食品或藥物是純天然、無毒副作用，符合未來藥物的發(fā)展.我國人口眾多，需求量大，開發(fā)高F值制品必將為企業(yè)社會帶來巨大的經(jīng)濟和社會效益，前景十分廣闊.

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TS213.4

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1673-260X（2015）04-0072-02