高蛋白肽奶粉的研制.pdf

华东师范大学湖南亚华种业股份有限公司企业博士后研究工作报告高蛋白肽奶粉的研制R E S E A R C H A N DP R E P A R A T I O NO FH I G HP R O T E I NA N DP E P l l D EM I L KP O W D E Ry 8 9 8 7 3 f l博士后姓名：任国谱指导教师：瞿伟菁教授，罗峰研究员流动站(一级学科)：生物学专业(二级学科)：生物化学与分子生物学企业工，作站：湖南亚华种业股份有限公司流动站：华东师范大学生命科学院研究工作开始时间：2 0 0 2 年0 7 月研究工作结束时间：2 0 0 5 年0 7 月所在单位：华东师范大学生命科学院华东师范大学2 0 0 5 年0 7 月博士后论文中文摘要中文摘要从营养素的角度来看，“高蛋白、高纤维、低糖、低脂肪”一直是营养学家提倡的膳食结构：从市场的角度说，消费者虽然都知道“高蛋白、高纤维、低糖、低脂肪”的好处，市场上却买不到相应的高蛋白产品，这或许是安利公司2 0 0 0 年推出蛋白质粉后能迅速成功的原因之一。一般所谓高蛋白，有几层含义，(1)绝对“高蛋白”：要求产品中的蛋白质含量在5 0 以上；(2)相对“高蛋白”：在所有的营养成分中，蛋白质的含量是最高的；(3)比较“高蛋白”：与原产品相比，新产品中的蛋白质含量有所提高，如从1 0 提高到2 0。乳制品是补充各种营养素的最佳载体，但普通奶粉的蛋白质含量在2 0 左右，由于溶解度等指标的严格限制，“高蛋白肽乳粉”项目的蛋白质含量设定为3 0，并且其中3 以上为肽，因此，高蛋白肽乳粉的研制成功，将为消费者提供可快速吸收、快速补充蛋白质的高蛋白营养食品。衡量全面小康的标准有1 6 个，其中与营养素有关的指标只有一项，就是蛋白质的人均曰摄入量要达到7 5 克，而目前在6 8 克左右，因此，“高蛋白肽乳粉”项目既符合社会发展需求，又具有重要的经济意义。牛乳中的B 乳球蛋白常常引起一些人群的过敏反应，全世界有2 7 的婴幼儿对牛乳蛋白过敏，表现为呕吐、湿疹、胃肠分泌和消化紊乱、甚至损伤小肠粘膜和引起过敏性休克。牛乳中的as l 一酪蛋白进入胃后，在凝乳酶及胃酸的作用下，容易在胃中形成不易消化的的凝块，影响蛋白的消化吸收，并进而引起胃部不适、腹部胀气等。本文首次对高蛋白肽奶粉进行立项研究，通过合理的配方调整和控制酶解处理，既充分体现了牛乳的营养特点，又可避免因蛋白质而引起的上述上火现象。控制酶解不仅可使过敏成分B 一乳球蛋白降解，也能使as l-酪蛋白部分降解，从而达到抗过敏、防结块的作用，而且酶解后的乳蛋白容易消化和吸收，具有降低胆固醇和增强免疫力等功效。在进行工艺研究之前，建立准确快速的测定奶粉中肽含量的方法，是首要的工作，也是本课题的核，心内容之一，同时是指导生产、制定企业标准的必要步骤。本文首次利用双缩脲法建立了快速测定奶粉中肽含量的方法，标样回收率9 9 5 07 5-9 3 8 13，精密度0 0 4 7 9，标准偏差1 2，适用范围0 2 1 8 m g m l。在实际应用时，未经水解的不同蛋白质溶液，用本法所测O D 值虽不为零，但数据较小，对结果影响不大；原料中含有钙铁锌离子时，会使测定结果偏小，并且铁离子的影响比钙和锌离子稍显著。博士后论文中文摘要高蛋白乳粉的生产工艺包括：全脂乳粉、乳清浓缩蛋白一加水还原一一胶体磨一一控制酶解一一杀菌灭酶一一配料(加乳清肽、甜味剂和营养素)一一均质一浓缩一一喷雾干燥一一成品。增加蛋白质含量可以通过添加乳清浓缩蛋白(W P C)、乳清分离蛋白(W P I)、酪蛋E t(C P)、大豆浓缩蛋白(S P C)和大豆分离蛋白(S P I)等富含蛋白质的原料来实现：而肽含量的增加则需要通过酶解来达到，因此本课题的核心内容之一就是蛋白酶的选择。所选择的酶既要对目标底物有较好的水解，同时产生的苦味程度又要较低。通过研究不同蛋白酶对乳蛋白的水解情况，在比较水解度和风味的基础上，确定用二次酶解工艺。第一次水解用酶为复合酶A，用于乳清蛋白肽的制备；第二次水解用酶为复合酶B，用于高蛋白乳粉体系的酶解，即在控制风味的前提下，对乳粉体系中的蛋白进行水解。奶粉的感官评定中，气滋味是最重要的指标之一，但蛋白质水解后会产生苦味、涩味、辛辣味、氨味等不良风味，因此，需要控制好水解度，既要达到肽的含量要求，又要有较好的风味。单一的酶解脱脂乳粉来达到设定指标，风味难以控制。利用复合酶A 制备乳清蛋白肽的过程中，重点关注了各种因素对风味的影响，如水解度与风味的关系、水解顺序对风味的影响、空间位阻的影响、氧化还原作用的影响、加热变性的影响等，最后通过脱苦、掩盖和风昧调配等技术，使酶解蛋白或肽的风味进一步得到了改善。复合酶A 水解W P C 8 0，通过正交实验选择其反应条件为 S 1 1 2，T 5 0，f E l 3，p H 85，在此条件下水解1h f，其水解液苦味程度中等，肽得率为4 7 2 4。复合酶A 水解完成后，选用截留分子量为1 0 0 0 0 的磺化聚砜膜，对水解液进行超滤处理，其工作压差为02 5 M P a。随后选用树脂H z 0 0 x 对水解液进行脱苦处理，肽的回收率为9 0 2 0，处理液无明显的苦涩味，只有轻微的蛋腥味。H P L C法测得的最终产品的分子量分布以二、三和四肽的数量最多，分副占2 7 4 5、3 4 8 8 和2 6 0 5，其它为1 1 0 2，是比较理想的分布模式。复合酶B 的二次酶解条件为：I S】1 2、【E S】1、p H6 3 8(为配料原有p H)、T5 0、t3 0 r a i n。复合酶B 水解完成后，采用双效浓缩工艺，一效分离器真空度为一0 0 6 一0 0 7 M P a，蒸发温度为6 8 7 2；二效分离器真空度为一0 0 8 8 一0 0 9 4 M P a，蒸发温度为4 8 5 2。C，出料浓度为2 1 波美度。最后经过喷雾干燥，制得的产品风味良好，总蛋白质含量为3 6 1 6，肽含量为3 0 8，达到了产品的预期要求。关键词：蛋白质、肽、乳粉、酶解、苦味、风味、水解度、营养素博上后论文英文摘要P i i i P i VR E S E A R C HA N DP R E P A R A T I O NO FH I G HP R O T E I NA N DP E P T I D EM I L KP O W D E R(H P P M P)A b s t r a c lF r o mt h ep o i n to fn u t n t i o n，i t sr e c o m m e n dt h a tt h er a t i o n a lm e a ls t r u c t u r ei s4 h i g hp r o t e i n，h i g hd i e t a r yf i b e r，l o ws u g a ra n dl o wf a t ，b u tt h ec o n s u m e rc a n n o tg e tt h ec o r r e s p o n d i n gp r o d u c t sf r o mt h ef o o dm a r k e t a n dm a y b et h a t l St h er e a s o nw h yt h ep r o d u c to fp r o t e i np o w d e r_ f r O mA m w a yC o m p a n yw a ss Os u c c e s s f u li n2 0 0 0y e a nG e n e r a l l ys p e a k i n g，h i g hp r o t e i nm e a n st h ep r o t e i nc o n t e n ti nt h ep r o d u c ti sm o r et h a n5 0，o rc o m p a r e dt ot h ec o n t e n to fa l lt h ec o m p o n e n t s 1 h ep r o t e i ni st h eh i g h e s to n e，a n d o rc o m p a r e dt ot h eo r i g i n a lp r o d u c t st h ep r o t e i nc o n t e n ti nt h en e wp r o d u c ti sh i g h e rt h a nt h a to ft h eo l do n e，f o re x a m p l e，f r o mt 0 t o2 0 D a i r yp r o d u c t si st h eb e s tc a r r i e rf o rn u t r i t i o ns u p p l e m e n t s，b u tt h ep r o t e i nc o n t e n ti sa b o u t2 0 i nt h ec u r r e n t l ym i l kp o w d e r T h ep r o t e i nc o n t e n ti nt h eH P P M Pi sm o r et h a n3 0 a n dt h ep e p t i d ec o n t e n ti sm o r et h a n3 S Ot h eH P P M Pi st h eb e s tc h o i c ef o rc o n s u m e rt os u p p l yf a s ta b s o r b i n gh i g hp r o t e i nn u t r i t i o n a lf o o d T h e r ea r e16i n d i c e st oe v a l u a t et h ec o m f o r t a b l el i f ei nC h i n a b u to n l yo n ei sr e l a t et ot h en u t r i t i o ni n g r e d i e n t，t h a ti st h eR D Ao fp r o t e i nm u s tb er e a c h e d7 5g r a m，c o m p a r e dt ot h ea m o u n to f6 8g r a ma tp r e s e n t I nc o n c l u s i o n t h ep r o d u c to fH P P M Pi st h en e e do fs o c i a la n de c o n o m i c a ld e v e l o p m e n ti nC h i n a T h e r ea r e2t o7 o fi n f a n t nf h ew o d da r es e n s i t i v et o3-l a c t o g l o b u l i ni nt h em i l k，v o m i t，e c z e m a，t u r b u l e n c eo fg a s t r o e n t e r,d a m n i f i c a t i o no fs m a l li n t e s t i n em u c o s a，a n da l l e r g i cs h o c ka r e t h ec o m m o ns y m p t o m so ft h eh y p e r s u s c e p l m i|i f y A n dw h e na s l 一c a s i nw a se a t e d，i tc a nb ec u r e db yt h e a c i di ns t o m a c h B yr a t i o n a lf o r m u l aa n dp r o c e s s i n g，f o re x a m p l e，e n z y m a t i ch y d r o l y s i s，t h ep r o d u c tc o u l db ean u t r i t i o n a l a n dn oa b o v eh e a tp h e n o m e n am i l kp o w d e rI tw a sv e r yi m p o d a n tt oe s t a b l i s ht h ef a s tm e t h o dt od e t e r m i n et h ep e p t i d ec o n t e n ti nt h em i l kp o w d e r,a n di tw a st h ef i r s tt i m et of i n i s ht h em e t h o db yu s i n gB i u r e tR e a c t i o ni nt h i sp a p e r R e c o v e r i e so ft h es t a n d a r ds a m p l er a n g e d 仃o m9 9 5+0 7 5 t o9 3 8 1 3 m e t h o dp r e c i s i o nw a s0 0 4 7 9，s t a n d a r dd e v i a t i o nw a s12，t e s ts c o p er a n g e df o m0 2t o1 8m g m 1 T h er e s u l to ft h en o-e n z y m eh y d r o l y z e ds a m p l ew a sn o tr e m a r k a b l e，b u tw a sr e d u c e db yC a 2+，F e 3 ia n dZ n 2+,a n dt h eF e 3+w a st h em o s ti n f l u e n c i n gf a c t o ra m o n gt h e m T h ep r e p a r a t i o np r o c e s so fH P P M Pw a sa sf o l l o w s w h o l em i l kp o w d e ra n dw h e yp r o t e i nc o n c e n t r a t e 二,d i s s o l v e di nw a t e r m i f e d-,e n z y m a t i ch y d r o l y s i s s t e r i l i z e da n de n z y m ed e s t r o y e d p e p t i d e，s u g a r,n u t r i t i o na d d e d-,h o m o g e n i z e d-,c o n d e n s e d-,s p r a yd r i e d博士后论文英文摘要P i i i P i v-H P P M P,I tc o u l db eu s e dw h e yp r o t e i nc o n c e n t r a t e，w h e yp r o t e i ni s o a t e，c a s e i n，s o y b e a np r o t e i nc o n c e n t r a t e，a n ds o y b e a np r o t e i ni s o l a t et of o r t i f yp r o t e i n，b u tt h ep e p t i d ec o n t e n ts h o u l db eg o t t e nb yc o n t r o le n z y m a t i ch y d r o l y s i s S oo n eo ft h em a i nw o r k so ft h ep r o j e c tw a se n z y m es c r e e n i n g s u i t a b l eD Ha n dn ob i t t e rs u b s t a n c e sw e r er e q u i r e dw h e nt h es e l e c t e de n z y m e sw e r eu s e d T w oe n z y m e sw e r en e e d e di nt h ep r o c e s so fH P P M P T h et i n te n z y m ew a sp r o z y m eA u s e df o rt h ep r e p a r a t i o no fm i l kp e p t i d e，a n dt h es e c o n de n z y m ew a sp r o z y m eB，u s e df o rt h eh y d r o l y s i so fw h o l em i l k F l a v o rw a so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tI n d i c e o fs e n s ee v a l u a t i o ni nm i l kp o w d e r b u tb i t t e ra c e r b i t y,a c r i d n e s s a m m o n i at a s t ew e r ep r o d u c e dw h e nt h em i l kw a se n z y m a t i ch y d r o l y z e d I tw a si m p o r t a n tt oc o n t r o lt h eD Hi no r d e rt og e tab e t t e rf l a v o ra n ds u f f i c i e n tp e p t i d ec o n t e n tp r o d u c t T h eo p t i m u mc o n d i t i o n so fp r o z y m eAf o rW P C 8 0w e r es u b s t r a t ec o n c e n t r a t i o n1 2 t e m p e r a t u r e5 0 e n z y m ed o s a g e3，p H 8 5 T h ep e p t i d ey i e l dw a s4 7 2 4 w h e nt h ew P c a 0h y d r o l y e s di nt h ea b o v ec o n d i t i o n sf o r1h o u r A f t e rh y d r o l y z e db yp r o z y m eA，t h eh y d r o l y z a t es a m p l ew a su l t r a f i l t r a t e db ym e m b r a n eo fc u tM W l 0 0 0 0u n d e r0 2 5M P a A n dt h e nd e b i t t e d z e db yr e s i nH z O O x t h er e c o v e r yo fp e p i d ew a s9 0 2 0 a n dt h ep e p t i d eo b t a i n e dw a sb i t t e r l e s s T h eM Wd i s t r i b u t i o no ft h ep r o d u c tb yH P L Co ng e lc o l u m nw a sj d e a l，w h i c hf r o m2t o4a m i n oa c i dr e s i d u e，a n dt h ec o n t e n tw e r e2 7 4 5，3 4 8 8，6 6 5r e s p e c t i v e l y T h eo p t i m u mc o n d i t i o n so fp r o z y m eBf o rw h o l em i l kw e r es u b s t r a t ec o n c e n t r a t i o n1 2 t e m p e r a t u r e5 0。C，e n z y m ed o s a g e1，p H 6 3 8，t i m e0 5h o u r，A f t e rh y d r o l y z e db yp r o z y m eB。t h eh y d r o l y z a t ew a sc o n c e n t r a t e db yd o u b l ec o n c e n t r a t o r,t h ec o n d i t i o n sf o rt h ef i r s tc o n c e n t r a t o rw e r ea sf o l l o w s：v a c u u md e g r e e O 0 6t o-O 0 7 M P a e v a p o r a t i o nt e m p e r a t u r e6 8t o7 2：a n dt h ec o n d i t i o n sf o rt h es e c o n dc o n c e n t r a t o rw e r ea sf o l l o w s：v a c u u md e g r e e-0 0 8 8t o 一0 p 9 4 M P a e v a p o r a t i o nt e m p e r a t u r e4 8t o5 2。C，t h e nt h ec o n c e n t r a t e dm i l kw a ss p r a yd r i e da tt h ec o n c e n t r a t i o no f2 1B a u m eD e g r e e T h ep r o t e i na n dp e p t i d ei nt h ee n dp r o d u c tw e r e3 61 6 a n d3,0 8 r e s p e c t i v e l y，a n di th a dag o o df l a v o r,a l lm e tt h er e q u i r e ds t a n d a r d so ft h ep r o d u c ts p e c i f i c a t i o n K e y w o r d s：p r o t e i n p e p t i d e m i l kp o w d e r,e n z y m eh y d r o l y s i s，b i t t e r,f l a v o r,d e g r e eo fh y d r o l y s i sn u t r i t i o n博士后论文第一章绪论第一章绪论1 1 乳粉的市场现状及发展趋势2 0 0 4 年的统计数据表明，我国目前人均年消费乳品已经超过1 8 公斤，但离全球平均1 0 0 公斤左右、欧美国家如波兰、匈牙利等人均3 0 0 公斤左右，还有很大的差距，这说明中国乳业的前景一片光明。按平均2 0 的速度递增，达到全球平均1 0 0 公斤的水平，需要1 0 年的时间；达到3 0 0 公斤的水平，需要1 9 年的时间，因此，乳业是一个朝阳行业。在快速消费品领域，乳制品的主要品种有液态奶、酸奶、奶酪和奶粉。根据国家统计局的统计，2 0 0 4 年全国城镇居民乳制品消费比2 0 0 3 年略有增长。从乳品消费结构上来看，人均全年消费鲜乳品1 8 7 9 公斤，酸奶2 9 0 公斤，奶粉0 5 l 公斤。鲜乳品和酸奶均比上一年有小幅增长，其中鲜乳品增长1 2，酸奶增长1 2 7，而奶粉销量处于下降趋势，比上年销量下降7 8。毫无疑问，液态奶将是市场的主流产品。酸奶因为发酵后，乳糖和蛋白质等成分发生部分降解，加上乳酸菌对肠道的保健作用，市场会越来越大。干酪生产主要分布在欧洲、美洲等国家和地区，种类达8 0 0 种阻上：欧盟2 0 0 1 年人均干酪消费1 8 6 k g，法国为2 4 3 吣，冰岛为2 2 8 k g，而中国年人均消费量只有O 1 9；因为消费习惯等方面的原因，奶酪在中国市场的启动将是一个艰苦和漫长的过程。虽然从2 0 0 4 年的统计数据上来看，乳粉的销售量呈明显的下降趋势，但乳粉仍然占据着全国乳品市场近5 0 亿元的份额。而且我国人口众多，结合具体国情分析，可以预料在很长一段时间里乳粉都将占据我国乳品市场的半壁江山。作者认为，未来的乳粉市场将会形成一个寡头式的结构，能成为这个寡头组织中的成员必然是那些在“营养和安全”方面做的优秀的企业。1 2 蛋白质在营养素中的地位食物的精华是营养素，三种产热营养素中，糖是主要的日常调味品，市场化很早；脂肪主要用来烹调，市场化也早，唯有蛋白质，因为不是日常用品等原因，市场处于成长期。早在1 9 4 1 年，美国食品和药品管理局(F D A)就将蛋白质、维生素和矿物质等必需营养素作为膳食补充剂的成分。在1 9 9 4 年通过的美国膳食补充剂健康与教育法把膳食补充剂正式定义为-S 0 旨在补充膳食的产品，它可能含有一种或多种如下膳食成分：一种维生素、一种矿物质、一种草本(草药)或其他植物、一种氨基酸，或以上成分的一种浓缩品、代谢物、成分、提取物或组合产品等；博士后论文第一章绪论产品形式可为丸剂、胶囊、片剂或液体状；不能代替普通食物或作为膳食的唯一品种；标识为“膳食补充剂”。营养素补充剂，一是可以弥补天然食品中的某些营养素的不足，使营养趋于平衡；二是能弥补食品在加工过程中的营养素损失，维持食品的天然营养特性；三是提高食品的营养价值，增补不同人群对特定营养素的需要，防止因缺乏天然营养素而导致的各种特定疾病。营养素补充剂在增强体质、改善机体生理机能和提高免疫力等方面发挥着重要的作用。近年来，营养素补充剂的消费呈上升趋势，据统计，日本功能食品1 9 9 7 年销售额为1 1 亿美元；中国1 9 9 8 年为3 6 亿美元，在市场混乱的情况下，2 0 0 1中国的营养素补充剂的市场销售额为1 8 1 亿元人民币。目前市场颇为看好的营养素是蛋白质，其次是抗氧化成分，第三为益生菌。特别是蛋白质，自从确认了其营养地位后，营养专家和医生都建议人们多吃蛋白质含量高的食物，但在市场上却找不到专门用于补充蛋白质的高蛋白产品，因而2 0 0 0 年安立公司推出蛋白质粉后，迅速打开了市场，并成为2 0 0 1 年营养补充剂类销售额第一的产品。1 3 肽的吸收和营养特征在对蛋白质的深入研究过程中，人们发现了一类由氨基酸残基构成但又不同于蛋白质的中间物质。这类具有蛋白质特性，但比蛋白质分子结构简单，分子量小，由氨基酸残基通过肽键相连的一类化合物就叫做肽。通常情况下，含有氨基酸残基数少于1 0 个的称为寡肽；超过1 0 个但少于5 0 个的称为多肽；氨基酸残基数在5 0 个以上的就是人们熟悉的蛋白质。1 3 1 肽的吸收转运机制早在1 0 0 多年前，学者们就注意到了肽吸收转运的可能性，但是D o g m a 提出的蛋白质必须完全水解为游离氨基酸(F A A)才能为肠粘膜细胞吸收的观点影响了对其它吸收方式的认识和接受。1 9 5 9 年，N e w e y 等人第一次提出了强有力的证据。1，证实了完整的双甘肽的转运，随后经过很多学者的努力，得到了越来越多的证据，到2 0 世纪8 0 年代，肽可被直接吸收的观点才被科学界所肯定。蛋白质的水解产物是在小肠中被粘膜细胞吸收的。小肠的刷状缘上存在着肽的转运系统，小肽(尤其是二肽和三肽)可完整地被小肠粘膜细胞吸收，而且肽转运系统的吸收速率比F A A 的更高。U g o l e v 等人概括了小肽在小肠中能被完整吸收的证据。3：(1)在肠细胞、浆膜液及血液中有完整的小肽存在；(2)在肠细胞中存在没有被完全水解的肽的主动积累：(3)与相当量的F A A 相比，肽的吸收速度快；(4)小肽和氨基酸之间没有对转运机制的竞争，而不同的小肽之间对吸收载体有明显的竞争；(5)在组成肽的氨基酸残基之间没有或很少有对转运机制的竞争；(6)具有氨基酸转运缺陷的H a r t n u p 病和C y s 尿病病人中，小肽可以正博士后论文第一章绪论常被吸收；(7)在二硝基苯酚存在或缺氧时，完整的粘膜细胞中肽的主动转运和水解受到抑制，均质的粘膜细胞则不受抑制；(8)0 1-0 2 m g m l 的L 一氨基酸氧化酶可使游离M e t 的吸收受到抑制，但对小肽中的M e t 的转运没有影响；(9)介质酸化后，二肽吸收的降低和转运的减少有关，但和水解无关；(1 0)C o+的存在可使均质后的粘膜细胞水解二肽的速度加快，完整的粘膜细胞则没有这种现象；(1 1)在小肠中氨基酸和肽有不同的吸收部位：(1 2)肠细胞刷状缘上的二肽酶活性比胞中的要低，等等。小肽与F M 的吸收存在着两种相互独立的转运机制，F A A 的肠细胞主动转运，在动物体内有中性、碱性、酸性和亚氨酸4 种系统，逆浓度梯度转运并通过N a+泵或非N a+泵转运体系进行。而小肽的吸收是逆浓度迸行的，小肽在动物体内可能有以下3 种转运机制”5 6 1：(1)具有p H 值依赖性的H+N a+交换转运体系，不消耗A T P。小肽转运的动力来自质子的电化学梯度，质子向细胞内转运的动力驱使小肽向细胞内运动，小肽从而以易化扩散的形式进入细胞，引起细胞的p H 值下降，H*N a+通道被活化，H+被释放出细胞，细胞p H 值得以恢复到原始水平。当缺少H+梯度时，依靠膜外的底物浓度进行；当存在细胞外高内低的H+浓度时，则以逆底物的生电共转运进行。(2)依赖H+或C a”浓度的主动转运过程，需要消耗A T P，但它完全不同于细胞对F A A 的主动转运，是一个独立的过程，这种转运方式在缺氧或存在代射抑制剂时被抑制。某些哺乳动物的小肽载体基因已被克隆表达，并己证明体内存在两种肽载体，B D P E P T l 和P E P T 2 型，二者能转运二、三肽，并以转运膜上的 梯度作为驱动力。(3)谷胱甘肽(G S H)转运系统，即谷胱甘肽(G S H)转运子，由于谷胱甘肽在细胞膜内具有重要的抗氧化功能，人们推测其可能具有独特的生理功能。G S H 的机制目前并不十分清楚，但G S H 的跨膜转运系统与N a+、K+、L i+、c a”、M n”的浓度梯度有关，而与H+的浓度无关，其中受c a”影响最大。早期的研究显示，二肽经P E P T l 转运与N a+有关，但在缺N a+时仍可观察N-肽转运引起刷状缘膜的除极化，导致正电荷净转运，提示二肽转运与N a+无直接关系。随后提出二肽转运依赖H+；但H+依赖H+N a+交换出细胞以维持H+电位梯度，而N a+的出细胞又消耗A T P，故称此转运系统为“第三动态转运系统”。因为氨基酸依赖N a+转运的机制己经非常明确，人们曾认为肽的转运也是N a+依赖型的。但G a n a p t h y 用分离的刷状缘泡囊明确地表明肽的转运不是N a+依赖型。1，随后他根据肽转运过程中的p H 效应推断质子可能是和肽共同转运的，而质子的梯度可能是肽逆浓度梯度转运(浓缩转运)的驱动力。1 9 8 5 年”3，T a k u w a等人证实，H+梯度存在时，肽会在刷状缘膜泡囊中主动积累。同年，M i y a m o t o等人证实“，肽的转运与质子有直接的联系，并且肽的转运是通过电子获得能量。通过研究完整的肽在细胞膜透过酶作用下的吸收过程，证明肽的转运可由一个外高内低的H+梯度(H+伴随转运)所带动，向内传导的质子流在没有N a+存博士后论文第一章绪论在对也能增加肽的吸收。1 9 8 2 年，B o y d 等人证实1，肽的转运是个依赖于过膜电位而形成电子的过程，细胞内肽浓度的增加是伴随着膜去极化作用的增加丽增加的，这一结论和H+肽伴随转运模型的假设是一致的，当一个正电荷质子穿过一个相对负电荷的膜区域，电荷差值就减少了(去极化)。肽的转运包括完整的但又是分别起作用的二部分，即盯肽共同载体(s y m p o r t e r s)和N a+H+交换器，这可能就是A T P 驱动的H 堞换器和N a+H A T P 酶“。当胞内p H 下降，N a+H+交换器就会受到刺激和胞外的N a+交换H+。胞内p H 和透膜电位就回到基础水平，底侧膜上的N a+W A T P 酶然后将转移进去的N a+泵出细胞重建外高的N a+梯度，其代价是A T P 水解。在老鼠空肠组织中已测定出存在一个对数量级p H 梯度“，从而使肽的转运得以实现。在鼠、兔和人的小肠刷状缘细胞中已经证明存在着N a+H+交换器，当胞内出现高H+浓度时，能够泵出H+而变换迸N a+。小肽的逆浓度梯度转运主要是由H+驱动的，但这也是有物种专一性的，不是对所有肽的载体转运体系都适用。例如，兔的刷状缘膜囊对谷胱甘肽的转运已鉴定为一种依赖p H 的转运，最佳p H在7 5，由一价或二价阳离子特别是C f+而不是H+供能，且其它肽无法与谷胱甘肽竞争“。因此，至少有二类载体作为介质转运肽，它们都依赖于过膜形成电子的电位，其中一类为H 旆度供能，另一类由H+和N a 以外的阳离子供能。近期离体和在体的实验研究均表明“5。”1，二肽的摄取是质子(H+)依电化学梯度流动(内流)，经 f 十肽共同载体(H+P e p t i d eC o t r a n s p o r t e r)完成的。进一步的研究表明“”，绒毛顶部存在酸性微环境，强化了H+的内流作用。另外，两性离子(净电荷为零)型二肽(女N G l y-8 e r、G l y-P r o 等)与P E P T l 的亲和力最高，在胞外p H 5 5 6 O 时，两性离子的浓度最高，故此时二肽吸收最佳。但进一步酸化，则反而减少两性离子浓度，从而减少二肽的吸收，二肽与H+协同转运的数量比例有不同的结果，A b e 等早期得出的结果是l：p，但T h w a i t s、F e i 等的结果分别是1：3 和1：1 1 7“。不同的结果可能是由于实验设计不同，或可能存在多种载体所致。g a c k e n z i e 等用表达h P E P T I 的爪蟾卵母细胞进行G 1 y-S e r _ _ 二肽的转运研究，介质中加入2 0 m m o l LG l y S e r，在p H 5 O 时可激起短时内流电流，细胞外H+浓度增加，则内流电流值也增加；同时发现载体与H+的亲和力高于二肽，提示载体在转运二肽时，需先与H+结合。进步研究证实H+的变化虽可影响二肽转运的速度，但并不影响二肽与P e pT 1 的亲和力。由此可见，二肽的摄取过程是依赖于H+电位梯度，并与H+共同转运的过程。肽吸收的动力学和氨基酸不同，肽的吸收速度是氨基酸的l O 倍以上。在老鼠空肠中，酪蛋白、自蛋自、溶菌酶和乳蛋自的胰液水解物比等当量的F A A 有更高的吸收率。1 9 8 2 年，H a r a 等人用“氨基酸吸收强度”(综合了吸收速度和程度)这个指标。，比较了鸡蛋白酶解产物和相应氨基酸混合物的吸收情况，表明4博士后论文第一章绪论肽的吸收强度比F A A 要高7 0 8 0。因此，肽可在肠道或刷状缘上被直接吸收而不必首先被水解成游离酸，因此，小肽和氨基酸在肠道中存在不同的转运机制，小肽可被完整地