《食品科學(xué)》：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)賈才華副教授等：亞麻環(huán)肽性質(zhì)及呈苦機(jī)理相關(guān)研究進(jìn)展

亞麻（

Linum usitatissimum L.

目前的研究表明，亞麻籽制品會(huì)在加工貯藏中產(chǎn)生苦味，亞麻籽制品的苦味程度與含有的環(huán)肽濃度有關(guān)，最關(guān)鍵的苦味化合物為[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院的張卿怡、郭蕊蕊、賈才華*等人主要圍繞結(jié)構(gòu)、編碼基因、分析方法、生物活性、呈苦機(jī)理以及脫苦方法對(duì)亞麻籽環(huán)肽進(jìn)行系統(tǒng)闡述，以期為亞麻環(huán)肽的綜合調(diào)控提供參考，促進(jìn)其在多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用。

1 亞麻環(huán)肽的結(jié)構(gòu)

植物環(huán)肽是一類(lèi)從植物中分離得到的環(huán)狀含氮化合物，由2～37 個(gè)編碼或非編碼氨基酸組成，根據(jù)結(jié)構(gòu)骨架不同，可以分為兩大類(lèi)：均環(huán)肽和雜環(huán)肽。亞麻環(huán)肽是一種天然存在的疏水環(huán)肽，屬于雙環(huán)雜環(huán)肽，每個(gè)環(huán)肽包含8 個(gè)或者9 個(gè)氨基酸，分子質(zhì)量約為1 000 Da，存在于亞麻籽以及亞麻根中。Kaufmann等在1959年首次分離出[1-9-NαC]-linusorb B2，也是迄今為止發(fā)現(xiàn)的在亞麻籽中含量最高的環(huán)肽。目前，已分析鑒定出21 種亞麻環(huán)肽。按照發(fā)現(xiàn)日期的先后，以字母表的順序命名。Shim等團(tuán)隊(duì)又根據(jù)編碼亞麻籽環(huán)肽的前體基因序列以及氨基酸殘基的排列順序提出了新的系統(tǒng)命名，新的命名方法及21 種環(huán)肽的氨基酸結(jié)構(gòu)如表1所示，亞麻籽環(huán)肽的N端氨基酸序列及其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

Dev等對(duì)構(gòu)成環(huán)肽的氨基酸組成進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，亞麻蛋白中的氨基酸組成與大豆蛋白類(lèi)似，而且天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、精氨酸的含量較高。根據(jù)圖1可以清楚地發(fā)現(xiàn)，有些氨基酸序列相同，但蛋氨酸殘基的氧化態(tài)不同，絕大多數(shù)亞麻籽環(huán)肽的首位氨基酸為Met或者其氧化產(chǎn)物，表明某些環(huán)肽之間可以通過(guò)氧化還原相互轉(zhuǎn)化。結(jié)合圖1發(fā)現(xiàn)可以逐步氧化的有[1-9-NαC]-linusorb B2、[1-8-NαC]-linusorb A2以及[1-8-NαC]-linusorb B1，Met被氧化為MetO，可以使其轉(zhuǎn)化為[1-9-NαC],[1-MetO]-linusorb B2、[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A2和[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1，MetO進(jìn)一步氧化為MetO2，環(huán)肽進(jìn)一步發(fā)生轉(zhuǎn)化，變?yōu)閇1-9-NαC],[1-MetO2]-linusorb B2、1-Msn-CLD以及[1-8-NαC],[1-MetO2]-linusorb B1；[1-8-NαC]-linusorb A3和[1-8-NαC]-linusorb A1具有兩個(gè)Met位點(diǎn)，所以其含有Met的氧化產(chǎn)物有3 種；[1-9-NαC]-linusorb C1的氧化產(chǎn)物為[1-9-NαC],[1-MetO]-linusorb C1，并未發(fā)現(xiàn)其含有MetO2的氧化產(chǎn)物；[1-9-NαC]-linusorb B2和[1-9-NαC]-linusorb D1不具有Met結(jié)構(gòu)，相對(duì)而言較為穩(wěn)定。在新鮮亞麻籽中，MetO和MetO2的含量普遍較低，并且存儲(chǔ)過(guò)程中會(huì)在亞麻籽油中不斷積累。由于環(huán)肽的環(huán)狀結(jié)構(gòu)具有一定的構(gòu)象約束作用，相較于線(xiàn)性肽具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，并且其抗酶解能力強(qiáng)于線(xiàn)性肽，在體內(nèi)不會(huì)很快被降解，這一特點(diǎn)使環(huán)肽具有更豐富的功能性，具有多種生理功能和醫(yī)藥價(jià)值。環(huán)肽化合物首尾相連，沒(méi)有極化的N端和C端，此特性使得環(huán)肽更易穿透生物膜，再加上不易降解，故其可以達(dá)到更高的生物利用率。

2 亞麻籽環(huán)肽的編碼基因

Wang Zhiwen等于2012年發(fā)布了亞麻屬的全基因組。Gui Bo等對(duì)由其序列產(chǎn)生的注釋數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行搜索，結(jié)果顯示，[1-9-NαC]-linusorb B2、[1-9-NαC],[1-MetO]-linusorb B2和[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1的氨基酸序列包含于一個(gè)由單個(gè)基因（AFSQ01016651.1）編碼的前體蛋白，[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A2、[1-8-NαC],[1,3-MetO]-linusorb A3和[1-8-NαC],[1,3-MetO]-linusorb A1的氨基酸序列包含于另一個(gè)由單個(gè)基因（AFSQ01025165.1.）編碼形成的前體蛋白中。Gui Bo等在研究中提議將AFSQ01016651.1控制編碼的產(chǎn)物[1-9-NαC]-linusorb B2、[1-9-NαC]-linusorb B2、[1-9-NαC],[1-MetO]-linusorb B2和[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1稱(chēng)為環(huán)肽-51，將AFSQ01025165.1.控制編碼的產(chǎn)物[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A2、[1-8-NαC],[1,3-MetO]-linusorb A3、[1-8-NαC],[1,3-MetO]-linusorb A1、[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A1和[1-8-NαC],[3-MetO]-linusorb A3稱(chēng)為環(huán)肽-65。環(huán)肽-51中[1-9-NαC]-linusorb B2、[1-9-NαC],[1-MetO]-linusorb B2和[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1序列都只出現(xiàn)了1 次，環(huán)肽-65中[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A2和[1-8-NαC],[1,3-MetO]-linusorb A3的序列同樣只出現(xiàn)了1 次，但[1-8-NαC],[1,3-MetO]-linusorb A1的序列共出現(xiàn)了3 次。通過(guò)比較同一亞麻品種中上述環(huán)肽之間的數(shù)量關(guān)系，Gui Bo等發(fā)現(xiàn)每一種環(huán)肽的含量都與環(huán)肽總量有良好的線(xiàn)性關(guān)系，同一基因編碼的環(huán)肽之間含量關(guān)系密切，不同基因編碼的環(huán)肽含量相關(guān)性不明顯。同時(shí)還比較了在不同年份、不同地理位置、不同品種環(huán)肽-51和環(huán)肽-65含量的差異，發(fā)現(xiàn)亞麻環(huán)肽的產(chǎn)生受到這些因素及其交互作用的影響。品種對(duì)環(huán)肽含量的影響可能是遺傳的差異，而年份和環(huán)境因素方面極有可能是生態(tài)環(huán)境和種子活力狀態(tài)影響了植物內(nèi)源激素對(duì)特定基因的調(diào)控。鄭偉還發(fā)現(xiàn)，外源的脫落酸和赤霉素對(duì)太子參環(huán)肽前體蛋白基因的表達(dá)有一定影響，但效果并不顯著，這一方法有待應(yīng)用到亞麻籽環(huán)肽的合成中。另外，目前對(duì)亞麻籽環(huán)肽的研究還停留在基因預(yù)測(cè)和表達(dá)產(chǎn)物的差異上，還未開(kāi)展對(duì)亞麻籽環(huán)肽相關(guān)代謝通路以及關(guān)鍵酶的調(diào)控作用機(jī)理研究，這些都有待于進(jìn)一步系統(tǒng)研究。

亞麻籽環(huán)肽的編碼基因能夠揭示環(huán)肽的生物合成路徑。通過(guò)深入探究亞麻環(huán)肽編碼基因的特性，能夠獲得對(duì)這些環(huán)肽生物合成途徑的深刻理解，進(jìn)而闡明其潛在的分子機(jī)制，這對(duì)于理解亞麻植物中特定環(huán)肽的產(chǎn)生過(guò)程及其調(diào)控機(jī)制具有至關(guān)重要的意義。

3 亞麻籽環(huán)肽的檢測(cè)及分析方法

亞麻籽環(huán)肽作為亞麻籽油中的關(guān)鍵組分，具有優(yōu)良的生理活性功能，并且與亞麻籽油的感官評(píng)估指標(biāo)之間存在密切關(guān)聯(lián)性。具體而言，亞麻籽環(huán)肽的含量直接影響油品的苦味強(qiáng)度。因此，對(duì)其含量進(jìn)行精確檢測(cè)與深入分析對(duì)于綜合評(píng)價(jià)亞麻籽油的質(zhì)量等級(jí)與挖掘環(huán)肽潛在的利用價(jià)值具有至關(guān)重要的意義。

3.1 環(huán)肽的提取分離及定量分析

亞麻籽環(huán)肽的提取通常采用溶劑萃取和固相萃取法（SPE）。溶劑萃取法需要使用大量的溶劑，過(guò)程昂貴、費(fèi)力耗時(shí)。SPE法只在洗脫時(shí)使用有機(jī)溶劑，相對(duì)而言溶劑消耗量較少，在起到富集作用的同時(shí)，又可起到凈化作用，但不同的有機(jī)試劑分離需要多次洗脫，操作繁瑣。關(guān)于這兩種方法對(duì)亞麻籽環(huán)肽的提取效果，已經(jīng)展開(kāi)了很多的研究，利嘉祥等分別采用乙醇萃取與正相SPE硅膠柱富集亞麻籽油中的[1-9-NαC]-linusorb B2、[1-9-NαC],[1-MetO]-linusorb B2、[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A2與[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1，兩種前處理方法在后續(xù)的分離中均顯現(xiàn)出較好的效果，但就不同環(huán)肽的富集情況而言，乙醇萃取法對(duì)于亞麻籽油中[1-9-NαC]-linusorb B2、[1-9-NαC],[1-MetO]-linusorb B2和[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1的富集更有優(yōu)勢(shì)，但對(duì)[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A2的富集效果卻不如正相SPE硅膠柱法，同時(shí)乙醇萃取法的樣品消耗量更低、萃取時(shí)間更短。李田楠更為全面地比較了溶劑萃取法和SPE柱純化富集[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1的效果，發(fā)現(xiàn)溶劑萃取法提取出的環(huán)肽存在較多雜質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致最終色譜圖中存在大量雜峰；就提取率而言，乙醇萃取法提取出的[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1量低于SPE，使用甲醇萃取也無(wú)法比SPE法提取出的[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1含量多，綜上得出SPE硅膠小柱更適合進(jìn)行[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1測(cè)定前的純化富集。在SPE小柱的研究中，Olivia等將反相整體柱和灌注柱進(jìn)行色譜性能比較，以評(píng)估其分離亞麻環(huán)肽混合物和高通量高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）分析的能力。在這些分析中，整體柱的表現(xiàn)均優(yōu)于灌注柱。溶劑萃取和SPE也可以結(jié)合使用，孫浩冉等采取溶劑萃取與分配、柱層析和薄層層析等分離方法，從脫脂亞麻籽的乙醇提取物中分離出[1-9-NαC],[1-MetO]-linusorb B2，這是首次從國(guó)產(chǎn)亞麻籽中提取出[1-9-NαC],[1-MetO]-linusorb B2。

環(huán)肽的定量分析一般通過(guò)內(nèi)標(biāo)法或外標(biāo)法使用HPLC法進(jìn)行。Brühl等建立了HPLC外標(biāo)法測(cè)定[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1的含量，并通過(guò)紅外光譜、液相色譜-質(zhì)譜、核磁共振（NMR）波譜和氨基酸分析，確定其結(jié)構(gòu)為含MetO的環(huán)狀八肽。此方法測(cè)定[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1含量的相關(guān)系數(shù)≥0.998。Gui Bo等從低溫壓榨的亞麻籽油中提取環(huán)肽，通過(guò)水質(zhì)均化與離心富集環(huán)肽，梯度洗脫后分離出環(huán)肽，發(fā)現(xiàn)環(huán)肽主要集中分布在子葉，種皮中分布較少，黏液中則沒(méi)檢測(cè)到環(huán)肽的存在。Gui Bo等建立了HPLC內(nèi)標(biāo)法，采用王不留行環(huán)肽A作為內(nèi)標(biāo)物建立標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，測(cè)定亞麻籽中環(huán)肽的含量。連瑩君等參考Gui Bo等分離環(huán)肽的方法，建立了可以在30 min內(nèi)分離檢測(cè)[1-9-NαC]-linusorb B2、[1-9-NαC],[1-MetO]-linusorb B2、[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A2、[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1的HPLC外標(biāo)法。許趁心等以14 種亞麻籽環(huán)肽色譜峰平均分離度和分離指標(biāo)確定HPLC分析亞麻籽環(huán)肽的最優(yōu)條件：采用Kinetex色譜柱，流動(dòng)相乙腈-水初始體積分?jǐn)?shù)為40%/60%，乙腈以5%/min速率升至乙腈-水體積分?jǐn)?shù)為90%/10%，流速1 mL/min，進(jìn)樣量5 μL。

雖然HPLC分析環(huán)肽的最優(yōu)條件已經(jīng)確定，但環(huán)肽的提取仍然沒(méi)有一個(gè)最優(yōu)方案，實(shí)驗(yàn)中多采取SPE，但SPE操作繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)，不適用于工業(yè)化的大量提取，也不能實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)。利嘉祥等提出的乙醇萃取法操作簡(jiǎn)單、節(jié)省溶劑，但對(duì)于[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1的提取效果不如SPE的效果。成本低、耗時(shí)短、精確度高、對(duì)所有亞麻籽環(huán)肽提取效果普遍較好的提取方式有待更新。

3.2 環(huán)肽的定性分析

多肽類(lèi)物質(zhì)的分析技術(shù)目前已經(jīng)較為成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)氨基酸序列及其高級(jí)結(jié)構(gòu)的精確測(cè)定。首要步驟是確定多肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)，一般先采用薄層層析、凝膠色譜層析或者反相HPLC等技術(shù)，將肽的粗提物質(zhì)分離并純化至純度＞97%。然后采用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳法、超速離心法、滲透壓法或?qū)游龇ǖ葴y(cè)定蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量。緊接著，通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行水解，以確定氨基酸組成。利用丹黃酰氯法或Edman降解技術(shù)可以進(jìn)一步測(cè)定N端氨基酸，結(jié)合質(zhì)譜以及對(duì)應(yīng)基因cDNA的核酸序列確定其一級(jí)結(jié)構(gòu)。最后用NMR、紅外光譜等方法分析高級(jí)結(jié)構(gòu)。劉靜泊結(jié)合基質(zhì)輔助激光解析電離-飛行時(shí)間質(zhì)譜儀、氨基酸組成分析儀和傅里葉變換紅外光譜儀分析風(fēng)干武昌魚(yú)的鮮味肽，準(zhǔn)確得出了其結(jié)構(gòu)和呈鮮機(jī)理。但亞麻環(huán)肽在亞麻籽中的含量很低，分析應(yīng)盡量避免樣品的損失。杜天鵬用液體NMR技術(shù)分析了流感病毒融合肽、芋螺毒素、蝎毒素及其突變體，都非常精確地得出了它們的氨基酸序列和二級(jí)結(jié)構(gòu)；左洋提出了一種適合亞麻環(huán)肽的分析方法：首先采用1H-NMR和13C-NMR大致測(cè)得氨基酸殘基質(zhì)子和碳的化學(xué)位移，這一步不會(huì)損失樣品；其次，用高分辨快原子轟擊質(zhì)譜法和快原子轟擊質(zhì)譜法得出環(huán)肽精確的分子質(zhì)量和分子組成、氨基酸殘基組成，此步驟僅損失微克級(jí)的樣品；接著應(yīng)用二維核磁技術(shù)，結(jié)合質(zhì)譜提供的信息，可以確定氨基酸的連接順序；最后采用氨基酸自動(dòng)分析儀進(jìn)一步準(zhǔn)確分析，確定其結(jié)構(gòu)和組成。

4 亞麻籽環(huán)肽的生物活性

亞麻籽環(huán)肽憑借抗癌、免疫抑制、抗瘧疾等活性及耐水解、酶解和高溫特性，展現(xiàn)出制藥應(yīng)用潛力。隨著亞麻籽環(huán)肽生物活性的進(jìn)一步挖掘以及近年來(lái)人們對(duì)于功能性食品需求的提升，發(fā)展亞麻籽功能食品成為可能。但目前對(duì)亞麻籽環(huán)肽生物活性機(jī)理的研究還較少，亟待更深入的研究促進(jìn)亞麻籽環(huán)肽充分利用。

4.1 免疫抑制活性

不同環(huán)肽具有不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因而其生理活性也有差別。Reaney等研究比較了[1-9-NαC]-linusorb B2、[1-9-NαC],[1-MetO]-linusorb B2和[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1對(duì)肺癌的抗腫瘤活性，發(fā)現(xiàn)[1-9-NαC]-linusorb B2的抗腫瘤活性較強(qiáng)。鄒仙果基于細(xì)胞凋亡的兩大主要信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制——線(xiàn)粒體介導(dǎo)的內(nèi)在途徑與死亡受體介導(dǎo)的外在途徑，從細(xì)胞凋亡角度研究不同濃度[1-9-NαC]-linusorb B2和[1-9-NαC]-linusorb B3的抗腫瘤作用及分子機(jī)制。研究結(jié)果顯示，兩種環(huán)肽均可以降低細(xì)胞存活率，且濃度和時(shí)間呈依賴(lài)關(guān)系，且研究表明[1-9-NαC]-linusorb B3的效果最好。其中環(huán)肽[1-9-NαC]-linusorb B3通過(guò)線(xiàn)粒體和死亡受體信號(hào)通路誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；[1-9-NαC]-linusorb B2僅通過(guò)死亡受體信號(hào)通路誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

此外，大量研究表明[1-9-NαC]-linusorb B2還可提高人體免疫抑制作用。Wieczorek等發(fā)現(xiàn)[1-9-NαC]-linusorb B2有抑制淋巴細(xì)胞增殖的作用。Górski等通過(guò)比較[1-9-NαC]-linusorb B2和免疫抑制劑環(huán)孢霉素A對(duì)白細(xì)胞介素的抑制作用，發(fā)現(xiàn)[1-9-NαC]-linusorb B2可以發(fā)揮與免疫抑制劑環(huán)孢霉素A相似的免疫抑制藥效。Gaymes等發(fā)現(xiàn)[1-9-NαC]-linusorb B2具有抑制鈣離子依賴(lài)的T淋巴細(xì)胞激活的功效。Picur等經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)具有-Pro-Xxx-Phe-（Xxx為疏水氨基酸或者芳香氨基酸）序列的環(huán)肽類(lèi)似物均可表現(xiàn)出不同程度的免疫抑制作用，揭示了亞麻環(huán)肽能發(fā)揮免疫抑制作用的關(guān)鍵序列，并且提出免疫抑制作用的強(qiáng)度可能與其他氨基酸的排列順序及環(huán)肽結(jié)構(gòu)有關(guān)。Shim等研究發(fā)現(xiàn)[1-9-NαC]-linusorb B3具有免疫抑制效果，可以抑制T淋巴細(xì)胞增殖，并且在人上皮癌細(xì)胞系（Calu-3）中誘導(dǎo)凋亡，[1-9-NαC]-linusorb B3及其類(lèi)似物的生物活性受其肽序列的影響，特別是-Pro-Xxx-Phe-序列的存在。除[1-9-NαC]-linusorb B2外，Jadhav等還報(bào)道了兩種新型有效的免疫抑制多肽：[1-8-NαC],[1-MetO 2 ]-linusorb B1和[1-9-NαC],[1-MetO 2 ]-linusorb B2。

4.2 抑制破骨細(xì)胞分化

破骨細(xì)胞可以將周?chē)鷫乃阑蚶匣墓墙M織細(xì)胞分解成骨的原料，形成新的骨頭。破骨細(xì)胞偏高會(huì)導(dǎo)致人體出現(xiàn)骨質(zhì)疏松、骨密度下降、骨骼礦物質(zhì)含量降低等骨病。Kaneda等研究了9 種亞麻籽環(huán)肽，發(fā)現(xiàn)[1-9-NαC]-linusorb D1可以抑制骨細(xì)胞分化，并且Met可以氧化為MetO，亞麻籽環(huán)肽具有抑制破骨細(xì)胞分化的作用。

4.3 其他

Rossi等發(fā)現(xiàn)環(huán)肽中存在與蕈環(huán)十肽和生長(zhǎng)激素抑制素類(lèi)似的-Phe-Phe-Pro-三肽連接體，推測(cè)該三聯(lián)體序列是影響肝細(xì)胞輸送功能的主要基團(tuán)，與免疫作用機(jī)制類(lèi)似。[1-9-NαC]-linusorb B2是目前發(fā)現(xiàn)的活性最高的亞麻環(huán)肽，除了免疫抑制活性外，[1-9-NαC]-linusorb B2還具有抗瘧疾、抑制膽酸鹽進(jìn)入肝臟以及抑制機(jī)體炎癥的生理作用。除[1-9-NαC]-linusorb B2外，[1-9-NαC],[1-MetO]-linusorb B2、[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1、[1-8-NαC],[1-MetO2]-linusorb B1也表現(xiàn)出不同程度的抗炎效果，Kessler等研究了環(huán)肽[1-9-NαC]-linusorb B3對(duì)膽酸鹽進(jìn)入肝臟的抑制作用。劉尊等通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)亞麻環(huán)肽混合物可以有效抑制宛氏擬青霉以及黃曲霉的生長(zhǎng)，且環(huán)肽與現(xiàn)有抗菌肽相比高溫耐受性較強(qiáng)，可以耐受食品的熱加工。另外，[1-9-NαC]-linusorb D具有生物活性、疏水性和可能形成包含性復(fù)合物的特性，使得環(huán)肽能作為藥物或藥物替代物。例如，環(huán)肽的疏水性對(duì)細(xì)胞膜之間的運(yùn)輸以及組織和器官之間的分散起著非常重要的作用，并且環(huán)肽可以與血清蛋白結(jié)合。[1-9-NαC]-linusorb D1還與金屬離子如Tb形成包合物，并與醇形成結(jié)晶溶劑化物，左洋探索了環(huán)肽與鋅離子、鉛離子和鎘離子的螯合能力，發(fā)現(xiàn)環(huán)肽只能在離子濃度低的情況下才能發(fā)揮有效作用，并認(rèn)為環(huán)肽有重金屬解毒的功能，但有待于進(jìn)一步研究。天然環(huán)肽具有溶血活性，這是將亞麻籽環(huán)肽運(yùn)用于制藥行業(yè)的一個(gè)阻礙，實(shí)際生產(chǎn)環(huán)肽類(lèi)藥物時(shí)，常采用點(diǎn)突變替換某個(gè)氨基酸的方式在保留其他生物活性的前提下消除溶血活性。

5 亞麻籽環(huán)肽的呈苦機(jī)理和脫苦方法

5.1 亞麻籽環(huán)肽的呈苦機(jī)理

現(xiàn)榨的亞麻油具有清新的堅(jiān)果味道和淡淡的烘烤味，但貯存1 d后就會(huì)開(kāi)始產(chǎn)生一種令人不快的苦味，雖然輕微的苦味是亞麻油的正常味道，但過(guò)度的苦味會(huì)影響食用。Arai等認(rèn)為某些油脂的苦味是由酚類(lèi)成分導(dǎo)致，但是亞麻籽中發(fā)現(xiàn)的酚類(lèi)化合物主要是木酚素、羥甲基戊二酸、阿魏酸葡萄糖苷和對(duì)香豆酸葡萄糖苷組成的復(fù)合物，這些物質(zhì)極少存在于植物油中。先是內(nèi)源性生氰糖苷和木酚素被證實(shí)與亞麻籽油的苦味有關(guān)，后來(lái)Brühl等首次從冷榨亞麻籽油中分離出了導(dǎo)致亞麻籽油苦味最關(guān)鍵的化合物，鑒定發(fā)現(xiàn)此化合物為[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1。在新鮮壓榨的亞麻籽油中[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1的量通常很少，但由于[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1的前體[1-8-NαC]-linusorb B1中硫的氧化，[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1的含量在存儲(chǔ)過(guò)程中逐漸增加。

目前就環(huán)肽的氧化開(kāi)展了較多具體研究。含有環(huán)肽的亞麻籽產(chǎn)品如亞麻籽油、亞麻籽餅粕等，在較短的儲(chǔ)存時(shí)間內(nèi)會(huì)快速氧化變苦。Aladedunye等測(cè)定了亞麻籽油或亞麻籽粉末在存儲(chǔ)過(guò)程中的氧化穩(wěn)定性，結(jié)果表明含有Met的環(huán)肽含量明顯降低，包括[1-9-NαC]-linusorb B2、[1-8-NαC],[1-MetO 2 ]-linusorb B1、[1-8-NαC]-linusorb A3、[1-8-NαC]-linusorb A1和[1-9-NαC],[1-MetO 2 ]-linusorb B2；隨之增加的是含有MetO和MetO 2 的環(huán)肽，包括[1-9-NαC],[1-MetO]-linusorb B2、[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A2、[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1、[1-8-NαC],[1,3-MetO]-linusorb A3和[1-8-NαC],[1,3-MetO]-linusorb A1；而[1-9-NαC]-linusorb B2、[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A1、[1-8-NαC],[3-MetO]-linusorb A3和[1-8-NαC],[3-MetO]-linusorb A1保持不變。Zou Xianguo等采用無(wú)光照的烘箱使環(huán)肽氧化，氧化過(guò)程中發(fā)現(xiàn)[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1含量先增加，之后減少，而[1-8-NαC],[1-MetO 2 ]-linusorb B1逐漸增加，證實(shí)了苦味的出現(xiàn)與氧化導(dǎo)致的環(huán)肽結(jié)構(gòu)變化有關(guān)，說(shuō)明在亞麻籽油貯藏過(guò)程中，含有Met的[1-8-NαC]-linusorb B1會(huì)被氧化成含有MetO的苦味肽[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1，[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1還可以繼續(xù)被氧化，成為含有MetO 2 的[1-8-NαC],[1-MetO 2 ]-linusorb B1（圖2）。

1971年Ney等首次報(bào)道，疏水性值＞1 400 cal/mol、分子質(zhì)量＜6 kDa的多肽具有較強(qiáng)的苦味，其發(fā)現(xiàn)多肽的苦味與某些特定氨基酸有關(guān)，含有亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、異亮氨酸和色氨酸的肽會(huì)具有苦味，而Ishibashi等發(fā)現(xiàn)脯氨酸殘基的存在是肽苦味產(chǎn)生的重要原因。Matoba等研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)疏水性氨基酸出現(xiàn)在N端或C端都會(huì)導(dǎo)致苦味增強(qiáng)，Ishibashi等則發(fā)現(xiàn)當(dāng)疏水性氨基酸出現(xiàn)在C末端時(shí)，苦味會(huì)表現(xiàn)得更強(qiáng)，這表明苦味強(qiáng)度還與多肽的氨基酸序列有關(guān)。Kim等結(jié)合之前的報(bào)道及研究發(fā)現(xiàn)，多肽的苦味及其強(qiáng)度可能與多肽中極性氨基酸和疏水氨基酸的存在與否、疏水區(qū)域的氨基酸構(gòu)成、極性基團(tuán)和疏水區(qū)域之間的距離有關(guān)。蛋白質(zhì)中的疏水性氨基酸大多被包裹在內(nèi)部，而結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的多肽、疏水性氨基酸則被暴露在外。疏水性氨基酸暴露越多，苦味也就越強(qiáng)。即影響多肽疏水性的因素有疏水性氨基酸的數(shù)量、氨基酸序列與空間結(jié)構(gòu)。環(huán)肽的氧化會(huì)改變其空間結(jié)構(gòu)，使疏水性氨基酸暴露，產(chǎn)生苦味，同時(shí)Met的氧化會(huì)改變蛋白質(zhì)和肽段的疏水性。

除此之外，Lang等研究發(fā)現(xiàn)25 種人類(lèi)苦味受體（TAS2Rs）中只有TAS2R14和TAS2R43是亞麻環(huán)肽的主要苦味受體，且TAS2R14、TAS2R43僅對(duì)[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A1有反應(yīng)，而[1-9-NαC]-linusorb B3、[1-9-NαC],[1-MetO]-linusorb B2、[1-9-NαC],[1-MetO 2 ]-linusorb B2、[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A2、[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1、[1-8-NαC],[1-MetO 2 ]-linusorb B1、[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A1、[1-8-NαC],[1,3-MetO]-linusorb A3和[1-8-NαC],[1,3-MetO]-linusorb A1均活化了TAS2R14轉(zhuǎn)染的細(xì)胞。盡管在1 μmol/L閾值條件下，[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A2和[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A1能夠分別激活TAS2R14和TAS2R43受體，但所觀察到的最大信號(hào)幅度較低，因此推測(cè)這些環(huán)肽可能不會(huì)被感知為苦味。環(huán)肽[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1在表達(dá)TAS2R14的細(xì)胞中引起高信號(hào)振幅，并在陳年亞麻籽油中濃度較高，故認(rèn)為其是苦味的主要決定因素，這一發(fā)現(xiàn)與Brühl等之前的報(bào)道一致。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Met氧化為MetO形式的環(huán)肽表現(xiàn)出破骨細(xì)胞抑制活性，表明亞麻環(huán)肽及其衍生物具有抗瘧活性和免疫抑制活性。但是這些功能特性的實(shí)現(xiàn)亦常伴隨著苦味，即苦味受體不僅在味覺(jué)系統(tǒng)中表達(dá)，還會(huì)在包括白細(xì)胞在內(nèi)的許多口腔外組織中發(fā)揮作用，因此Malki等認(rèn)為一些TAS2Rs受體很可能直接參與這些復(fù)雜生理反應(yīng)。

綜上，亞麻籽油貯藏中苦味源于氧化導(dǎo)致的[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1結(jié)構(gòu)變化，這些產(chǎn)物激活人類(lèi)苦味受體。苦味主要由[1-8-NαC]-linusorb B1中Met氧化增加環(huán)肽疏水性所致，而疏水氨基酸的數(shù)量、序列和空間結(jié)構(gòu)等特性影響其苦味強(qiáng)度。亞麻環(huán)肽雖具抗癌、免疫抑制、抗瘧疾等活性，但攝入時(shí)會(huì)伴有苦味，故脫苦處理至關(guān)重要。

5.2 環(huán)肽的提取分離及定量分析

苦味肽的脫除方法主要分為理化脫苦、酶法脫苦兩大類(lèi)，理化脫苦又包括掩蓋、分離、提取、吸附等（圖3）。石珊珊等在亞麻籽油制備過(guò)程中加入活性炭吸附劑并不斷攪拌，最后得到脫苦亞麻籽油，脫苦亞麻籽油營(yíng)養(yǎng)成分保持不變，風(fēng)味得到顯著改善和提高。除此之外，微生物發(fā)酵法對(duì)于大豆肽的脫苦也具有顯著的作用，豆康寧利用乳酸菌和酵母菌對(duì)大豆進(jìn)行二次發(fā)酵，顯著消除大豆肽的苦味和腥味。食品中解決苦味主要采取掩蓋法、環(huán)糊精包結(jié)法、添加苦味抑制劑和脫除法。Brühl等發(fā)現(xiàn)在-18 ℃條件下吸附冷凍處理可以顯著減少亞麻籽油中[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1的生成。工業(yè)生產(chǎn)中多采用食用乙醇進(jìn)行萃取、油醇旋液分離器提取、乙醇與亞麻籽油多級(jí)逆流萃取去除亞麻籽油中的苦味。胡曉軍等分別采用酸性蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶對(duì)亞麻油中[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1進(jìn)行水解，降低胡麻油中[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1的含量和苦味強(qiáng)度，結(jié)果顯示中性蛋白酶脫苦效果最優(yōu)，但在實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有測(cè)定其他環(huán)肽含量的變化。趙娟研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)堿化的活性白土吸附劑能夠很好地降低亞麻籽油苦味，此方法的優(yōu)勢(shì)在于去除苦味的同時(shí)可以有效保留亞麻籽油特有的香氣。

針對(duì)[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1形成是氧化所致，因此對(duì)亞麻環(huán)肽進(jìn)行還原反應(yīng)也可以有效去除[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致其他含有MetO的環(huán)肽被還原。采用還原的方法純化混合環(huán)肽中環(huán)肽的種類(lèi)，可有效減少至4 種環(huán)肽。在強(qiáng)酸條件下，用二甲基硫醚可以還原含有MetO的環(huán)肽，但因其酸性過(guò)高導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，會(huì)對(duì)環(huán)亞麻肽的品質(zhì)造成一定程度的影響，相較而言，用硼氫化鈉和碘作還原劑則可以避免這一問(wèn)題。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb A1 HPLC曲線(xiàn)對(duì)比，經(jīng)該還原方法對(duì)混合環(huán)肽進(jìn)行還原反應(yīng)之后得到的產(chǎn)物分別為[1-9-NαC]-linusorb B2、[1-8-NαC]-linusorb A3、[1-9-NαC]-linusorb B2、[1-8-NαC]-linusorb A1，可有效去除[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1。

Gui Bo使用堿精制和酸脫膠兩種方法去除亞麻籽環(huán)肽。通過(guò)對(duì)亞麻籽油中的游離脂肪酸進(jìn)行堿處理，發(fā)現(xiàn)堿精制可以有效降低亞麻籽油中環(huán)肽的含量，且去除效果與不同的堿度和堿的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，實(shí)驗(yàn)中的所有堿性溶液都除去了大量的亞麻環(huán)肽，但沒(méi)有一種可以去除所有的肽。此方法主要對(duì)含有色氨酸的環(huán)肽起作用，對(duì)不含色氨酸的[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1作用較小。在亞麻籽油中加入體積分?jǐn)?shù)分別為1%、2%或10%的75%磷酸溶液進(jìn)行酸脫膠可以去除所有的環(huán)肽，加入體積分?jǐn)?shù)為1%的50%磷酸溶液可以去除亞麻籽油中除了[1-9-NαC]-linusorb B2外所有環(huán)肽。

此外，眾多研究表明萌發(fā)是一種改善食品品質(zhì)以及提高食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的有效方法，能夠改變種子中多種成分的含量，也是減輕某些食物苦味的一種途徑。Wang Hong等探究了萌發(fā)亞麻籽種子對(duì)于木質(zhì)素生物合成的轉(zhuǎn)錄水平變化以及細(xì)胞抗氧化活性和抗增殖活性變化的影響，發(fā)現(xiàn)在萌發(fā)過(guò)程中，酚類(lèi)物質(zhì)、黃酮類(lèi)化合物以及木質(zhì)素含量顯著提高。表明萌發(fā)后的亞麻籽比不萌發(fā)的亞麻籽具有更高的生物活性?xún)r(jià)值，并發(fā)現(xiàn)萌發(fā)時(shí)間為8～10 d時(shí)，亞麻籽功能價(jià)值最豐富。王笑園等研究了萌發(fā)對(duì)于亞麻籽中氨基酸、蛋白質(zhì)、脂肪等多種組分的含量變化，以探究萌發(fā)是否能使亞麻籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)得到提升，結(jié)果發(fā)現(xiàn)多種營(yíng)養(yǎng)成分的含量有所提高，尤其是蛋白質(zhì)和氨基酸總量大幅度增加。Johnston等通過(guò)控制萌發(fā)狀態(tài)以探究萌發(fā)對(duì)小麥質(zhì)量及小麥制品口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響，并證實(shí)小麥籽粒協(xié)同發(fā)芽技術(shù)確實(shí)可以用來(lái)提高面包的口感、減輕苦味。陸晨浩等利用氣相色譜-質(zhì)譜和電子感官技術(shù)對(duì)發(fā)芽后的黑麥茶中風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)苦味隨著萌發(fā)時(shí)間延長(zhǎng)有較為明顯的下降趨勢(shì)。張虹則從萌發(fā)的大豆中提取出了可以脫苦的豆芽蛋白酶，通過(guò)切除大豆苦肽A中支鏈末端的疏水氨基酸使其苦味降低或者消失。以上研究表明，適度的萌發(fā)可以使種子內(nèi)部各組分含量發(fā)生變化，使亞麻籽品質(zhì)得到提升。在萌發(fā)階段，種子生命活力旺盛，各種酶的活性較強(qiáng)，對(duì)亞麻籽進(jìn)行適度萌發(fā)，可能會(huì)對(duì)其中環(huán)肽的含量產(chǎn)生一定影響，使苦味減輕或消失，但具體的影響還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

亞麻籽環(huán)肽具有良好的生物活性，但是貯藏過(guò)程中會(huì)氧化生成[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1導(dǎo)致環(huán)肽產(chǎn)生苦味，從而降低其加工品的食用價(jià)值。如何抑制氧化過(guò)程以及如何專(zhuān)一性地去除[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1而保留亞麻籽環(huán)肽的大部分生物活性，還需更深入地研究。目前理化脫苦和酶法脫苦受到人們的廣泛關(guān)注，但是脫苦過(guò)程中其他環(huán)肽和生物活性物質(zhì)也會(huì)受到影響。萌發(fā)可以影響亞麻籽中很多營(yíng)養(yǎng)成分的含量，減少苦味物質(zhì)、增加風(fēng)味物質(zhì)含量，且萌發(fā)脫苦安全環(huán)保、不涉及化學(xué)試劑和復(fù)雜的處理工藝，但萌發(fā)亞麻籽對(duì)于亞麻籽環(huán)肽的影響鮮見(jiàn)系統(tǒng)報(bào)道，這可能為亞麻籽油脫苦方法提供新的思路，為亞麻籽更廣泛的食品化利用提供參考。

6 結(jié) 語(yǔ)

亞麻籽作為我國(guó)主要的油料作物之一，其關(guān)鍵組分環(huán)肽因其多種生物活性而在制藥和食品等行業(yè)受到廣泛關(guān)注。深入研究亞麻環(huán)肽的生物活性機(jī)理，將為環(huán)肽的廣泛應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的理論支撐。目前肽類(lèi)物質(zhì)的分析檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但針對(duì)亞麻籽中微量亞麻環(huán)肽的檢測(cè)方法還需進(jìn)一步篩選和優(yōu)化，以有效減少實(shí)驗(yàn)誤差、精準(zhǔn)分析環(huán)肽在處理過(guò)程中由于氧化還原反應(yīng)而造成的含量變化。亞麻產(chǎn)品的苦味是限制其廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要因素，含有Met的環(huán)肽容易氧化產(chǎn)生苦味，目前已報(bào)道幾種脫苦方法，但各有不足，研究萌發(fā)和亞麻環(huán)肽的基因表達(dá)可能為亞麻籽制品去除苦味提供理論依據(jù)，從而促進(jìn)亞麻環(huán)肽更廣泛地應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。

作者簡(jiǎn)介

第一作者：

張卿怡，2003年出生，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院食品科學(xué)專(zhuān)業(yè)，全日制碩士研究生。主要研究方向?yàn)槭称反蠓肿咏Y(jié)構(gòu)及功能特性。

通信作者：

賈才華，1983年出生，博士，副教授，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院碩士生導(dǎo)師。環(huán)境食品學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)糧油學(xué)會(huì)會(huì)員、湖北省農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)會(huì)員。圍繞脂質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能、油料加工與品質(zhì)調(diào)控展開(kāi)研究，主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的子任務(wù)、湖北省糧食科技創(chuàng)新項(xiàng)目、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)基金等5 項(xiàng)課題；第一或者通訊作者發(fā)表和接收18 篇學(xué)術(shù)論文，其中署名教育部環(huán)境食品學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為第一完成單位SCI論文6 篇、CSCD論文12 篇；第一完成人授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利1 項(xiàng)，授權(quán)軟件著作權(quán)2 項(xiàng)，參與完成成果鑒定多項(xiàng)。主持教改項(xiàng)目1 項(xiàng)，發(fā)表教改論文1 篇。指導(dǎo)本科生開(kāi)展“國(guó)創(chuàng)”、SRF項(xiàng)目多項(xiàng)，獲第五屆“攀登杯”青年教師講課競(jìng)賽院級(jí)三等獎(jiǎng)，畢業(yè)實(shí)習(xí)優(yōu)秀指導(dǎo)教師等。

引文格式：

張卿怡, 郭蕊蕊, 賈才華, 等. 亞麻環(huán)肽性質(zhì)及呈苦機(jī)理相關(guān)研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(5): 319-327. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240724-246.

ZHANG Qingyi, GUO Ruirui, JIA Caihua, et al. Recent progress in understanding the properties of linseed cyclic peptides and the mechanism underlying their bitter taste[J]. Food Science, 2025, 46(5): 319-327. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240724-246.

實(shí)習(xí)編輯：李杭生；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來(lái)源于文章原文及攝圖網(wǎng)

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