《食品科學(xué)》：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)趙卿宇副教授等：小麥低聚肽的功能及加工研究進(jìn)展

小麥低聚肽是由小麥蛋白經(jīng)過酶解而成的一種具有生物活性的小分子質(zhì)量肽混合物。通常由2～6 個(gè)氨基酸組成，分子質(zhì)量主要分布在1 000 Da以下。小麥低聚肽由于具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，深受廣大消費(fèi)者的喜愛。近年來，小麥低聚肽在制備、營(yíng)養(yǎng)功能、產(chǎn)品加工等方面受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，并取得了一定的進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)，小麥低聚肽具有多種生物活性功能，如抗氧化、抗炎、降血糖等，充分了解小麥低聚肽的功能和作用機(jī)制，才能合理加工和利用小麥低聚肽。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院的王子熙、沈群、趙卿宇*等人綜述了小麥低聚肽在抗氧化、抗炎、調(diào)節(jié)免疫、降血壓、降血糖、保護(hù)神經(jīng)等功能和相關(guān)作用機(jī)制，以及在食品添加劑、功能性食品、醫(yī)藥和化學(xué)產(chǎn)品等方面的加工應(yīng)用，并展望小麥低聚肽的發(fā)展前景，旨在為未來小麥低聚肽的開發(fā)和利用提供參考。

1 小麥低聚肽的制備

小麥低聚肽的制備方法主要包括蛋白酶酶解法、微生物發(fā)酵法等，目前最常用的制備方法是蛋白酶酶解法。酶解法制備小麥低聚肽通常以小麥蛋白為原料，經(jīng)過前處理（溫度、pH值調(diào)節(jié)等）、酶解、滅酶、分離、純化、噴霧干燥制得小分子肽混合物。常用于水解小麥蛋白的酶包括堿性蛋白酶、中性蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶等，不同蛋白酶作用于小麥蛋白的作用位點(diǎn)不同，水解程度也不同，因此得到的小麥低聚肽種類不同。An Guangjie等采用堿性蛋白酶水解小麥蛋白制備小麥低聚肽，發(fā)現(xiàn)固液比1∶7（g/mL）、酶解時(shí)間2 h、酶添加量1.2%的條件下小麥蛋白水解度最高（19.4%），且分子質(zhì)量低于1 kDa的小麥低聚肽比例最高（78.8%）。于笛等采用單一酶水解和雙酶復(fù)合水解兩種方法制備小麥低聚肽，發(fā)現(xiàn)由5種蛋白酶（堿性蛋白酶、中性蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶）單獨(dú)制備的小麥低聚肽水解度不同，其中堿性蛋白酶水解度最高（18.3%），而采用堿性蛋白酶和胰蛋白酶復(fù)合水解小麥蛋白后水解度提升至37.72%，得到的小麥低聚肽分子質(zhì)量更低（445～1 374 Da）。由此可見，采用復(fù)合酶法制備小麥低聚肽可顯著提高小麥蛋白的水解度，但是小麥低聚肽的生產(chǎn)仍存在利用率低等問題，因此進(jìn)一步提升小麥蛋白的水解度、提高小麥低聚肽的產(chǎn)出率具有重要的研究意義。

除蛋白酶酶解法外，微生物發(fā)酵法也是一種有效的制備小麥低聚肽的方法，微生物（如乳酸菌、曲霉等）會(huì)產(chǎn)生和利用蛋白酶催化小麥蛋白水解，生成分子質(zhì)量較小的低聚肽和氨基酸。彭睆睆采用米曲霉和乳酸菌混合制曲結(jié)合發(fā)酵技術(shù)處理小麥蛋白制備得到呈味肽Asp-Cys-Gly，該肽能夠顯著增強(qiáng)鮮味。Niu Liya等利用枯草芽孢桿菌B1發(fā)酵小麥蛋白，在最佳條件下小麥低聚肽的最大產(chǎn)量為8.69 mg/mL，分子質(zhì)量主要分布在1 000 Da以下。但值得注意的是，采用微生物發(fā)酵法制備小麥低聚肽的相關(guān)研究較少，發(fā)酵過程中可能會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸、揮發(fā)性化合物以及其他次生代謝副產(chǎn)物，發(fā)酵工藝需優(yōu)化，發(fā)酵機(jī)制也有待進(jìn)一步探究。

2 小麥低聚肽的功能

近年來研究發(fā)現(xiàn)，小麥低聚肽具有抗氧化、抗炎、調(diào)節(jié)免疫、降血壓、降血糖、保護(hù)神經(jīng)等功能，圖1展示了小麥低聚肽對(duì)人體各組織的常見功能以及其體內(nèi)外相關(guān)作用機(jī)制。

2.1 小麥低聚肽的抗氧化功能

小麥蛋白經(jīng)過不同蛋白酶水解后得到的小麥低聚肽末端氨基酸殘基主要含有苯酚基團(tuán)、NH-基團(tuán)和咪唑等特殊結(jié)構(gòu)，可以為自由基提供氫原子使其還原為穩(wěn)定的分子，對(duì)抗氧化活性有積極的影響。體外研究表明，小麥低聚肽具有1,1-二苯基-2-苦基苯肼（DPPH）自由基、2,2’-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)（ABTS）陽離子自由基、羥自由基等的清除能力（表1）。Zhang Jixian等研究發(fā)現(xiàn)堿性蛋白酶水解制備分子質(zhì)量＜1 kDa的小麥低聚肽具有較強(qiáng)的DPPH自由基清除能力，半數(shù)抑制濃度（IC50）為2.77 mg/mL，經(jīng)過分離發(fā)現(xiàn)，由Gly-Pro-Phe、Gly-Pro-Glu、Phe-Gly-Glu組成的小麥低聚肽抗氧化活性最高，IC50為1.17 mg/mL。Wang Fang等發(fā)現(xiàn)中性蛋白酶水解小麥蛋白得到分子質(zhì)量為948 Da的小麥低聚肽（ADWGGPLPH）也具有較好的DPPH自由基清除能力，IC50為3.76 mmol/L。凌空等發(fā)現(xiàn)采用胃腸液消化小麥低聚肽，消化前后的DPPH自由基、羥自由基、總抗氧化能力（T-AOC）沒有顯著差異。以上研究可見，不同蛋白酶水解小麥蛋白得到的小麥低聚肽肽段不同，體外抗氧化能力也不同，中性蛋白酶和堿性蛋白酶復(fù)合水解得到的小麥低聚肽抗氧化能力更強(qiáng)。

體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)解釋了小麥低聚肽抗氧化能力的作用機(jī)制。Liu Wenying等研究了小麥低聚肽中分離出的5種肽段（Leu-Tyr、Pro-Tyr、Tyr-Gln、Ala-Pro-Ser-Tyr、Arg-Gly-Gly-Tyr）對(duì)2,2’-偶氮二異丁基脒二鹽酸鹽（AAPH）處理下氧化應(yīng)激的人胚胎腎細(xì)胞HEK-293的影響。5種小麥肽能與胞質(zhì)接頭蛋白Keap1抗體活性位點(diǎn)結(jié)合，阻止Keap1與Nrf2結(jié)合，因此激活的Nrf2能夠進(jìn)入細(xì)胞核促進(jìn)抗氧化酶相關(guān)蛋白的表達(dá)，提高了超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的活性，顯著降低AAPH誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生的脂肪過氧化產(chǎn)物MDA的水平。張羽等研究了小麥低聚肽LNYPPY（分子質(zhì)量為765 Da）對(duì)H2O2誘導(dǎo)的人肝腫瘤細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞氧化應(yīng)激模型的影響，發(fā)現(xiàn)LNYPPY能顯著降低細(xì)胞內(nèi)ROS的水平，提高細(xì)胞的存活率，有效緩解細(xì)胞的氧化應(yīng)激。張亞卓等使用1、5、10 mg/mL的小麥低聚肽對(duì)氧化損傷后的腸上皮細(xì)胞（Caco-2）進(jìn)行修復(fù)，可顯著提高細(xì)胞內(nèi)SOD活性，降低MDA水平。綜上，小麥低聚肽可以對(duì)氧化應(yīng)激損傷的細(xì)胞起到修復(fù)作用，主要通過促進(jìn)抗氧化酶蛋白表達(dá)，提升抗氧化酶活性，從而起到抗氧化作用。

體內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了小麥低聚肽的抗氧化作用。于蘭蘭等采用低、中、高（0.4、0.8、1.6 g/（kg·d））3 個(gè)劑量組的小麥低聚肽（分子質(zhì)量200～1 000 Da）灌胃一次性乙醇處理引起的急性酒精性肝損傷ICR小鼠，結(jié)果顯示，低劑量小麥低聚肽處理能夠顯著提高小鼠肝臟的總SOD活力、血清和肝臟的谷胱甘肽（GSH）水平，以及降低肝臟中蛋白質(zhì)羰基含量，高劑量小麥低聚肽灌胃能夠顯著降低小鼠血清中MDA水平，這可能歸因于小麥低聚肽片段中谷氨酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為肝臟合成GSH提供了來源，也為機(jī)體補(bǔ)充了由于氧化應(yīng)激損傷的氨基酸，從而起到抗氧化作用。Feng Zhiyuan等采用純度為92.6%小麥低聚肽低中高劑量組（0.3、0.6、0.9 g/（kg·d））灌胃昆明雄性小鼠14 d，發(fā)現(xiàn)高劑量組能夠有效緩解雙氯芬酸鈉導(dǎo)致的腸道黏膜損傷，其作用機(jī)制是通過提高SOD活性降低氧化應(yīng)激水平（MDA和一氧化氮），以及增加腎上腺素E2水平和促進(jìn)小鼠腸道緊密連接蛋白ZO-1和Occludin的表達(dá)，減輕腸道屏障受損和增加腸道黏膜的修復(fù)性，有效緩解氧化應(yīng)激帶來的腸黏膜損傷。由此可見，小麥低聚肽通過提升血清和肝臟中抗氧化酶活性、補(bǔ)充損傷氨基酸以及修復(fù)氧化應(yīng)激導(dǎo)致的腸黏膜損傷，從而在體內(nèi)起到抗氧化作用。

綜上，小麥低聚肽的末端大部分含有疏水性和芳香族氨基酸，可以作為氫供體體外清除自由基，也可以在體內(nèi)提供豐富的谷氨酸等氨基酸來源促進(jìn)GSH的合成、減少自由基對(duì)蛋白質(zhì)的損傷，以及通過抑制Keap1-Nrf2通路提升抗氧化酶的活性起到抗氧化作用。

2.2 小麥低聚肽的抗炎活性

炎癥往往是由微生物污染、物理或化學(xué)損傷引起，通過刺激炎癥介質(zhì)如細(xì)胞因子、趨化因子和前列腺素的釋放，激活NF-κB、MAPK等多種炎癥信號(hào)傳遞途徑，增強(qiáng)炎癥反應(yīng)使得血管舒張、血管滲透性增加，并且引起巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等趨向病原體和損傷的細(xì)胞，通過釋放自由基對(duì)病原體和受損細(xì)胞進(jìn)行清除，但過量的炎癥介質(zhì)和自由基會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙和組織損傷，進(jìn)一步引發(fā)心血管疾病、糖尿病等慢性疾病。小麥低聚肽能夠在體外和體內(nèi)抑制炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生、抑制炎癥相關(guān)信號(hào)通路、減緩氧化應(yīng)激水平從而起到抗炎作用（表2）。

Feng Zhiyuan等研究了小麥低聚肽對(duì)脂多糖（LPS）刺激Caco-2細(xì)胞的影響，發(fā)現(xiàn)將刺激后的細(xì)胞暴露于小麥低聚肽24 h后，顯著增加細(xì)胞內(nèi)SOD、CAT的活性，降低MDA水平，緩解細(xì)胞氧化應(yīng)激水平，同時(shí)降低細(xì)胞內(nèi)白細(xì)胞介素（IL）-1β、IL-6和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的表達(dá)，抑制MAPK和NF-κB p65炎癥相關(guān)信號(hào)通路的磷酸化水平，因此起到緩解炎癥的作用。

隨著年齡增長(zhǎng)，體內(nèi)氧化應(yīng)激水平上升，炎癥逐漸增加，且機(jī)體抗炎能力下降。Yang Xian等研究了分子質(zhì)量集中在140～1 000 Da的小麥低聚肽對(duì)C57BL/6老年小鼠體內(nèi)炎癥和氧化應(yīng)激狀況的影響，發(fā)現(xiàn)給老年小鼠連續(xù)灌胃小麥低聚肽30 d，能夠顯著增加小鼠血清內(nèi)SOD等抗氧化酶的活性，降低MDA水平，從而起到減輕氧化應(yīng)激的作用，還可以減少TNF-α、TGF-β、IL-1β等促炎因子的釋放，以及抑制TLR4、髓樣分化因子88（Myd88）和MAPK蛋白的表達(dá)，有效阻斷了TLR4/Myd88/MAPK炎癥通路。因此，小麥低聚肽起到抗氧化和緩解炎癥的作用。Sui Huilin等研究了小麥低聚肽（YDWPGGRN）對(duì)傷口創(chuàng)傷引起的炎癥影響，小麥低聚肽處理能顯著降低SD雄性大鼠傷口創(chuàng)面IL-1β、IL-6等多種促炎因子的水平，并且促進(jìn)抗炎因子IL-10的釋放。小麥低聚肽還能夠刺激成纖維細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖和分化，刺激血管生成和膠原沉積，促進(jìn)傷口愈合，有效緩解炎癥水平。Yu Lanlan等研究發(fā)現(xiàn)對(duì)乙醇誘導(dǎo)的急性胃黏膜損傷SD大鼠灌胃小麥低聚肽4 周可以通過抑制乙醇觸發(fā)的NF-κB信號(hào)通路p65蛋白表達(dá)，顯著降低誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）和TNF-α、IL-6等促炎因子的水平，且灌胃低劑量小麥低聚肽的效果最優(yōu)。Yang Xian等研究同樣發(fā)現(xiàn)，使用小麥低聚肽對(duì)SD雄性大鼠進(jìn)行30 d治療，可以有效緩解無水乙醇導(dǎo)致的胃黏膜損傷，減少大鼠體內(nèi)TNF-α、IL-6、IL-1β等促炎因子的水平，同時(shí)降低TLR4、MAPK和細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK）蛋白表達(dá)，阻斷TLR4/MAPK/ERK信號(hào)通路。汪芳等研究了小麥低聚肽ADWGGPLPH對(duì)老化導(dǎo)致的SD大鼠肝臟損傷的影響，發(fā)現(xiàn)采用小麥低聚肽灌胃老年大鼠12 個(gè)月可以顯著增加大鼠血清和肝臟中SOD、CAT等抗氧化酶的活性，降低MDA含量，以及減少IL-6、IL-1β等促炎因子的水平，增加抗炎因子IL-10的分泌，緩解老化導(dǎo)致的肝臟炎癥。

綜上，小麥低聚肽可以降低IL-1β、IL-6等促炎因子水平，促進(jìn)抗氧化酶的活性，有效緩解氧化應(yīng)激水平，抑制氧化應(yīng)激導(dǎo)致的炎癥損傷，以及抑制NF-κB、MAPK等炎癥相關(guān)通路的蛋白表達(dá)，在體內(nèi)外對(duì)炎癥起到調(diào)控作用，因此，小麥低聚肽具有加工成抗炎藥物的潛在應(yīng)用價(jià)值。

2.3 小麥低聚肽的免疫調(diào)節(jié)活性

人體的免疫系統(tǒng)可以識(shí)別和清除體內(nèi)的各種有害物質(zhì)，起到抗炎、抗癌、修復(fù)組織損傷等作用。小麥低聚肽可以通過增加免疫細(xì)胞活性、調(diào)節(jié)炎癥因子等調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫系統(tǒng)。Wu Wenjia等研究了小麥低聚肽對(duì)免疫細(xì)胞的影響，發(fā)現(xiàn)相比于中性蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶等水解酶，堿性蛋白酶水解得到的分子質(zhì)量集中在300～1 450 Da的小麥低聚肽對(duì)淋巴細(xì)胞增殖、巨噬細(xì)胞吞噬作用和促炎細(xì)胞因子分泌的免疫調(diào)節(jié)活性最強(qiáng)。Wu Wenjia等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)堿性蛋白酶水解小麥蛋白得到的小麥肽ECFSTA（Glu-Cys-Phe-Ser-Thr-Ala）可通過與TLRs結(jié)合，激活RAW264.7巨噬細(xì)胞對(duì)病原體進(jìn)行清除和吞噬，并顯著促進(jìn)炎癥因子NO、IL-6、TNF-α和ROS的分泌，起到免疫調(diào)節(jié)的作用。以上研究表明，不同的酶解方法導(dǎo)致小麥低聚肽的免疫調(diào)節(jié)活性差異顯著，其中堿性蛋白酶水解得到的小麥低聚肽調(diào)節(jié)免疫功能更強(qiáng)。小麥低聚肽通過結(jié)合TLRs激活免疫細(xì)胞對(duì)微生物進(jìn)行清除，促進(jìn)促炎因子和自由基的釋放從而調(diào)控免疫功能。但近年來小麥低聚肽免疫調(diào)節(jié)活性相關(guān)研究較少，其激活免疫細(xì)胞的作用機(jī)制還有待深入研究。

2.4 小麥低聚肽的降血壓活性

ACE是一種鋅蛋白酶，廣泛分布于人體的各個(gè)組織，可以通過調(diào)節(jié)腎素-血管緊張素系統(tǒng)起到調(diào)節(jié)血壓的作用。ACE可以催化血管緊張素I轉(zhuǎn)化為血管緊張素II。血管緊張素II可以結(jié)合血管壁的受體促進(jìn)血管收縮，以及促進(jìn)腎上腺皮質(zhì)釋放醛固酮提高血壓。ACE還可以催化具有降壓作用的緩激肽水解失活，進(jìn)一步增加高血壓的風(fēng)險(xiǎn)。小麥低聚肽是一種ACE抑制肽，通過靜電、疏水、氫鍵和范德華力作用于ACE的活性位點(diǎn)，阻止血管轉(zhuǎn)化素I和ACE的相互作用，進(jìn)而阻止血管緊張素I轉(zhuǎn)化為血管緊張素II，作為ACE的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑起到降血壓的作用。

Liu Wenying等研究了從小麥低聚肽混合物中分離出的5種肽段（Leu-Tyr、Leu-Val-Ser、Tyr-Gln、Ala-Pro-Ser-Tyr、Arg-Gly-Gly-Tyr）的ACE抑制活性，5種ACE抑制肽的IC50分別為0.09、0.19、0.62、0.64、0.67 mg/mL，小麥低聚肽混合物ACE抑制活性（IC50＝0.68 mg/mL）分別是5種ACE抑制肽IC50的7.56、3.58、1.10、1.06、1.01 倍。Zhang Peng等研究發(fā)現(xiàn)，通過銅綠假單胞菌蛋白酶和堿性蛋白酶協(xié)同作用水解小麥蛋白（谷朊粉），得到分子質(zhì)量＜1 kDa的小麥低聚肽具有較高的ACE抑制活性（IC50＝0.21 mg/mL）。從小麥低聚肽中分離得到的7種具有不同ACE抑制活性的組分，其中，兩種羧基末端含有色氨酸的ACE抑制肽（SAGGYIW、APATPSFW）抑制活性最高，IC50分別為0.002 mg/mL和0.036 mg/mL。因此，小麥低聚肽肽段C末端的色氨酸可能適當(dāng)增強(qiáng)了ACE抑制作用，起到降血壓的作用。Zou Zhipeng等研究表明，在堿性蛋白酶水解小麥蛋白（谷朊粉）后得到的不同分子質(zhì)量的肽段中，分子質(zhì)量＜1 kDa的肽段對(duì)ACE抑制活性最高，抑制率為84.25%，其較高的降血壓活性可能歸因于小麥低聚肽中N和C末端疏水和芳香族殘基的存在，可以與ACE活性位點(diǎn)相結(jié)合。Zou Zhipeng等還通過體內(nèi)研究證明，給高血壓大鼠灌胃小麥低聚肽（100 mg/（kg·d））可以有效降低其收縮壓，且與卡托普利這類降壓藥起到的效果相似，進(jìn)一步證實(shí)了體外實(shí)驗(yàn)得到的小麥低聚肽ACE抑制活性，證明了小麥低聚肽的降血壓功能。

綜上，小麥低聚肽可以作為ACE競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑起到降血壓功能，且經(jīng)過分離后得到的有效肽段的抑制活性更高，這可能是由于其含有的疏水性和芳香族氨基酸殘基能更好的作用于ACE的活性位點(diǎn)。但是，大多數(shù)研究為體外實(shí)驗(yàn)，因此不能確定小麥低聚肽的ACE抑制活性能否會(huì)受到人體消化吸收的影響。

2.5 小麥低聚肽的降血糖活性

α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶可以將碳水化合物分解為葡萄糖，葡萄糖通過小腸上皮細(xì)胞吸收進(jìn)入血液，因此提升了餐后的血糖水平。小麥低聚肽可以作用于這兩種酶的活性位點(diǎn)，阻止其與底物結(jié)合，減緩葡萄糖的生成和吸收，從而控制餐后血糖水平。Liu Weiwei等發(fā)現(xiàn)胰蛋白酶水解小麥蛋白得到分子質(zhì)量＜1、1～3、3～5、5～10 kDa和＞10 kDa的小麥肽中，分子質(zhì)量＜1 kDa的小麥低聚肽α-葡萄糖苷酶抑制活性最高，IC50為2.1 mg/mL。通過外翻腸囊模型法也測(cè)得小麥低聚肽可以顯著抑制腸道葡萄糖的生成，且具有劑量依賴性。此外，經(jīng)過活性肽段分析得出，LDLQR、AGGFR、LDNFR肽段具有較強(qiáng)的α-葡萄糖苷酶抑制活性（IC50＝8.59、8.66、9.21 mmol/L），它們的C末端氨基酸殘基大多為精氨酸，可以與α-葡萄糖苷酶活性位點(diǎn)上的關(guān)鍵氨基酸殘基（ASP203、THR205、ASP542、ARG526）結(jié)合，起到競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。Mousavi等使用獼猴桃酶水解小麥蛋白（谷朊粉）得到小麥肽，通過體外實(shí)驗(yàn)得出小麥低聚肽具有抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的活性，相比于分子質(zhì)量為1～10、10～100 kDa和＞100 kDa的小麥肽，分子質(zhì)量＜1 kDa的小麥低聚肽（WGLYH）抑制活性最高，抑制率分別為18.4%和53.3%，經(jīng)過肽段分析得出，小麥低聚肽的α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制活性可能歸因于它們含有較高的羥基氨基酸（酪氨酸、蘇氨酸、絲氨酸）、堿性氨基酸（精氨酸）和脯氨酸，在酶活性位點(diǎn)存在競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，起到降血糖功能。以上研究證明，小麥肽可以作為α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑起到降血糖作用，且分子質(zhì)量＜1 kDa的小麥低聚肽降血糖效果最為明顯，這可能歸因于小麥低聚肽含有更多能與酶活性關(guān)鍵位點(diǎn)結(jié)合的氨基酸殘基，但是不同研究得到的小麥低聚肽酶抑制活性不同，這與使用的水解蛋白酶、得到的氨基酸殘基不同有關(guān)，具有精氨酸殘基的肽段與酶活性位點(diǎn)作用力可能更強(qiáng)，抑制效果更好。

DPP-IV是一種絲氨酸蛋白酶，可以在人體多個(gè)組織如腸道、肝臟和胰腺等表達(dá)。胰高血糖素樣態(tài)-1（GLP-1）作為一種調(diào)節(jié)血糖的激素可以促進(jìn)胰島素分泌，抑制胰高血糖素分泌以及抑制胃排空，起到降血糖的作用。DPP-IV會(huì)引起GLP-1降解，從而提高餐后血糖水平，進(jìn)而引發(fā)糖尿病。先前研究表明小麥低聚肽可以作為DPP-IV競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑起到調(diào)控血糖的作用。Ding Long等研究了不同蛋白酶水解小麥蛋白（谷朊粉）得到的分子質(zhì)量＜1 kDa小麥低聚肽的DPP-IV抑制活性，發(fā)現(xiàn)風(fēng)味蛋白酶水解得到的小麥低聚肽對(duì)DPP-IV抑制活性最高，IC50為1.25 mg/mL，進(jìn)一步分離后發(fā)現(xiàn)MPF和VAVPV肽段的抑制活性最高（抑制率分別為57.33%、56.08%）。Taga等研究了生姜蛋白酶水解小麥蛋白（谷朊粉）得到的三肽（Gln-Pro-Gln、Gln-Pro-Gly、Gln-Pro-Phe、Leu-Pro-Gln、Ser-Pro-Gln）具有較好的DPP-IV抑制活性，IC50為20～30 μg/mL。此外，研究均發(fā)現(xiàn)小麥低聚肽N端的倒數(shù)第2個(gè)氨基酸（脯氨酸）通過與DPP-IV的S1和S2活性口袋的氨基酸殘基（Tyr631、Val656、Trp659、Tyr662、Tyr666、Val711、Arg125、Glu205、Glu206、Ser 209、Phe357、Arg358）形成氫鍵、電荷吸引和疏水相互作用，起到競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。由此可見，N端的倒數(shù)第2個(gè)氨基酸（脯氨酸）具有DPP-IV抑制活性。

β細(xì)胞可以通過感知血糖濃度，調(diào)節(jié)離子通道釋放胰島素，促進(jìn)組織對(duì)葡萄糖的攝取和利用，從而調(diào)節(jié)人體血糖水平。而炎癥的發(fā)生和氧化應(yīng)激可能會(huì)導(dǎo)致β細(xì)胞功能障礙和凋亡，從而引發(fā)糖尿病。MIN-6細(xì)胞是從糖尿病小鼠胰島素瘤細(xì)胞中提取出來，保持了正常β細(xì)胞的生理特性。Sun Suling等研究了32種混合小麥低聚肽（Ala-Ala-Pro、Glu-Glu-Pro-Lys、Leu-Ala-Leu-Leu等）對(duì)非肥胖糖尿病（NOD）小鼠β細(xì)胞功能的影響，給NOD小鼠灌胃小麥低聚肽20 周，隨后提取其MIN-6細(xì)胞，并通過LPS刺激使其發(fā)生炎癥反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)，小麥低聚肽可以顯著抑制小鼠MIN-6細(xì)胞IL-6 mRNA的表達(dá)，減少小鼠血清中IL-6的水平，并顯著提高小鼠體內(nèi)的胰島素水平。因此，小麥低聚肽可以通過抑制β細(xì)胞的炎癥水平，維持正常的生理功能，促進(jìn)胰島素的分泌，起到降低血糖的作用。

綜上，小麥低聚肽可以作為α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶和DPP-IV的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑起到降血糖的功效，也可以通過緩解β細(xì)胞的炎癥水平間接調(diào)控血糖平衡。值得注意的是，對(duì)于不同蛋白酶水解得到的小麥低聚肽降血糖活性不同，今后可以進(jìn)一步研究肽段結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與降糖效果的關(guān)系。

2.6 小麥低聚肽的保護(hù)神經(jīng)活性

5-HT是一種重要的神經(jīng)遞質(zhì)，參與神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)，AchE主要具有水解乙酰膽堿、終止突觸膜上神經(jīng)遞質(zhì)的興奮性功能，較低水平的5-HT和AchE容易出現(xiàn)焦慮、抑郁等疾病。小麥低聚肽可以調(diào)控多種神經(jīng)遞質(zhì)起到保護(hù)神經(jīng)的作用。

Zheng Zhiqiang等研究表明，補(bǔ)充小麥肽顯著增強(qiáng)了4 個(gè)月增量游泳訓(xùn)練下SD大鼠骨骼肌GSH-Px、SOD的活性，降低了MDA水平。同時(shí)增加腦組織中5-HT和AchE的水平，緩解大鼠疲勞帶來的壓力情緒。劉輝等研究了小麥低聚肽對(duì)慢性疲勞綜合癥引起的認(rèn)知障礙影響，發(fā)現(xiàn)給慢性疲勞綜合癥的SD雄性大鼠灌胃小麥低聚肽8 周后可以顯著提升大鼠海馬組織的SOD活力和降低MDA水平，降低大鼠腦組織中5-HT含量，以及提高腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和神經(jīng)生長(zhǎng)因子的水平，緩解大鼠的認(rèn)知功能障礙。

小麥低聚肽可以促進(jìn)抗氧化酶活性從而抑制氧化應(yīng)激水平、調(diào)控神經(jīng)遞質(zhì)等因子緩解疲勞帶來的神經(jīng)系統(tǒng)紊亂，起到保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)的作用。但神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病不同，對(duì)神經(jīng)遞質(zhì)起到的調(diào)節(jié)作用不同，且涉及到的研究較少，因此小麥低聚肽的神經(jīng)保護(hù)功能還需要大量研究的驗(yàn)證。

2.7 小麥低聚肽在其他方面的活性

隨著年齡的增長(zhǎng)，機(jī)體代謝功能和抗氧化能力下降，肌肉蛋白質(zhì)吸收和合成功能下降，以及產(chǎn)生大量的ROS自由基，造成氧化應(yīng)激、脂肪過氧化等問題，會(huì)導(dǎo)致肌肉衰減、萎縮。Pan Da等研究了小麥低聚肽的攝入對(duì)肌肉老化和萎縮的影響，發(fā)現(xiàn)給SD老年大鼠灌胃小麥低聚肽（100、200、400 mg/（kg·d））可以顯著上調(diào)吡咯啉-5-羧酸還原酶3、前纖維蛋白1的表達(dá)，抑制骨骼肌肉的萎縮，上調(diào)RNA結(jié)合基序蛋白3、蛋白激酶B的表達(dá)，促進(jìn)肌肉中蛋白質(zhì)的合成以及骨骼肌的重組，以及上調(diào)肌球蛋白和骨骼肌慢肌肌鈣蛋白T的表達(dá)，增強(qiáng)老年大鼠的骨骼肌力量。同時(shí)，小麥低聚肽還可以顯著降低大鼠體內(nèi)ROS、MDA的水平，并提高SOD活性，有效抑制老年大鼠體內(nèi)氧化應(yīng)激水平，以及降低IL-6、TNF-α等促炎因子的釋放，抑制肌肉炎癥，提升肌肉的質(zhì)量和功能，證明了小麥低聚肽緩解肌肉老化萎縮的潛力。

Liu Wenying等研究了小麥低聚肽對(duì)血管疾病的影響，發(fā)現(xiàn)堿性蛋白酶和中性蛋白酶水解后得到的15種小麥低聚肽肽段具有抗血栓、血管舒張和降膽固醇活性，其中，Ile-Leu-Arg和Ile-Leu-Pro-Arg通過抑制凝血酶活性起到抗血栓的作用，Val-Asn、Phe-Pro-Gln和Phe-Arg通過增加NOx濃度起到促進(jìn)血管舒張活性，而Gln-Arg-Gln、Ile-Leu-Arg、Phe-Pro-Gln和Ile-Leu-Pro-Arg通過促進(jìn)膽固醇7α羥化酶的mRNA表達(dá)有效抑制膽固醇的合成，起到降低膽固醇的作用。

劇烈運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致肌肉中肌糖原被消耗生成乳酸，蛋白質(zhì)被消耗引起尿素含量升高，同時(shí)肌肉會(huì)產(chǎn)生大量的ROS自由基，進(jìn)而引起炎癥、肌肉酸痛等問題，導(dǎo)致疲勞的產(chǎn)生。錢平等研究了小麥低聚肽對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的SD大鼠疲勞的影響，發(fā)現(xiàn)通過灌胃4 周20 mg/（kg·d）和100 mg/（kg·d）的小麥低聚肽能夠顯著縮短大鼠力竭游泳時(shí)間，增加大鼠骨骼肌糖原的含量，以及增強(qiáng)大鼠骨骼肌SOD和GSH-Px的活性，降低骨骼肌MDA的水平，發(fā)揮抗疲勞的作用。

3 小麥低聚肽的應(yīng)用

小麥低聚肽富含人體必要氨基酸，是日常飲食中優(yōu)質(zhì)蛋白的來源，且小麥低聚肽具有抗氧化、抗炎、增加免疫力等生物活性，受到人們的喜愛，并被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化學(xué)產(chǎn)品的加工應(yīng)用中。

3.1 食品添加劑

小麥低聚肽富含大量的谷氨酸以及親水性氨基酸殘基，可以與面制品中的淀粉分子以及水分子結(jié)合，因此可以作為一種天然食品添加劑改善面制品的流變特性和面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高面制品的質(zhì)地和口感。Liu Hongyan等研究了添加（0.5%、1%、1.5%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）小麥低聚肽制成的面團(tuán)品質(zhì)和特性，發(fā)現(xiàn)小麥低聚肽與淀粉分子通過分子間氫鍵交聯(lián)，形成較強(qiáng)的谷蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（淀粉-淀粉、淀粉-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)），降低了面團(tuán)中水的流動(dòng)性，顯著增強(qiáng)面團(tuán)的黏彈性、穩(wěn)定性、延伸性和強(qiáng)度，提高面團(tuán)的發(fā)酵高度和持氣率，降低面團(tuán)的峰值黏度、崩解值和消減值，抑制淀粉的糊化，提升了面團(tuán)產(chǎn)品的品質(zhì)。Zhang Yuting等研究發(fā)現(xiàn)，添加1%的小麥低聚肽制成的面包卷品質(zhì)更好，這主要也歸因于小麥低聚肽與面粉形成的谷蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改善了面包卷的比容和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，小麥低聚肽還阻礙了淀粉的雙螺旋結(jié)構(gòu)形成，降低了淀粉結(jié)晶度等，從而有效抑制了面包卷的變質(zhì)。單傳龍等研究發(fā)現(xiàn)，堿性蛋白酶水解得到的小麥低聚肽加入酸奶中可以有效減少其發(fā)酵周期，改善酸奶的感官和結(jié)構(gòu)特征，且富含的亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸豐富了酸奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。以上研究為今后更好地將小麥低聚肽應(yīng)用于食品質(zhì)量改善和加工提供了良好的理論基礎(chǔ)，并進(jìn)一步拓展了其作為新型食品添加劑的應(yīng)用領(lǐng)域。

3.2 功能性食品

小麥低聚肽具有抗氧化、抗炎以及調(diào)控免疫系統(tǒng)等功能，將小麥低聚肽作為原料加工成功能性保健食品，在市場(chǎng)上具有廣闊應(yīng)用前景。袁媛等根據(jù)小麥低聚肽的免疫調(diào)節(jié)活性研制出3種不同劑量的小麥低聚肽（1.0、2.5、5.0 g/kg）固體飲料，體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)可以通過增強(qiáng)細(xì)胞免疫、體液免疫以及自然殺傷細(xì)胞活性從而增強(qiáng)ICR小鼠的免疫功能。高暢等根據(jù)小麥低聚肽抗疲勞活性研究發(fā)明了牛磺酸-小麥肽復(fù)合飲料（0.9%牛磺酸、1.0%小麥低聚肽、1.8%木糖醇、0.4%菊粉），并通過體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明該飲料可以顯著降低小鼠血液乳酸、MDA及尿素氮的含量，增加SOD活力及糖原含量，能有效地促進(jìn)小鼠體能恢復(fù)，起到抗疲勞的作用。小麥低聚肽與金屬螯合也可以作為一種功能性食品。Liu Wenying等研究制備了鈣螯合小麥低聚肽產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)14種小麥低聚肽螯合鈣肽段的生物利用率較高，在強(qiáng)酸環(huán)境下具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，可以作為有效的鈣補(bǔ)充劑。關(guān)樺楠等研究了一種小麥低聚肽-納米二氧化硅蛋白冠復(fù)合物，發(fā)現(xiàn)小麥低聚肽中氨基酸殘基作為氫供體可以起到抗氧化作用，以及與金屬螯合形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有利于泡沫的形成和穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的抗氧化性、起泡性和乳化性，可以添加到?jīng)_調(diào)類粉末狀食物中等。由此可見，小麥低聚肽的功能和相關(guān)作用機(jī)制為研發(fā)小麥低聚肽功能性產(chǎn)品提供了重要依據(jù)，以小麥低聚肽為基礎(chǔ)原料制備功能性食品，在未來具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。

3.3 藥物載體

小麥低聚肽的水溶性、抗氧化性等特點(diǎn)，使其具有加工為藥物載體的應(yīng)用價(jià)值，劉睿等將小麥低聚肽作為微膠囊壁材，VD作為芯材，制備小麥肽-VD微膠囊，小麥低聚肽中脯氨酸的存在可以有效提高微膠囊的穩(wěn)定性，谷氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和亮氨酸等提供了抗氧化功能，保護(hù)VD活性和延長(zhǎng)貨架期。盧知浩等也發(fā)現(xiàn)小麥低聚肽作為壁材，VD3作為芯材制作出的微膠囊具有較高的熱穩(wěn)定性、溶解性以及胃環(huán)境穩(wěn)定性。

3.4 化學(xué)產(chǎn)品加工

Li Wanchun等通過小麥低聚肽和月桂酰氯反應(yīng)，研發(fā)了一種新型表面活性劑（月桂酰小麥肽鉀），其具有較強(qiáng)的發(fā)泡性能且無刺激性，被證明在洗發(fā)水、洗面奶等產(chǎn)品中具有潛在的應(yīng)用前景。

綜上，小麥低聚肽可以加工為功能性添加劑應(yīng)用到食品和化學(xué)產(chǎn)品中；加工成保健品起到抗疲勞、提高免疫力等作用；加工成藥物載體起到抗氧化作用。盡管小麥低聚肽在多種產(chǎn)品的研發(fā)中具有廣泛的應(yīng)用潛力，但是小麥低聚肽的多種加工產(chǎn)品目前還沒有廣泛應(yīng)用于市場(chǎng)，這需要進(jìn)一步拓展應(yīng)用場(chǎng)景，并加強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣。

4 結(jié)語

小麥低聚肽可以作為氫供體起到清除自由基的作用，激活抗氧化酶的活性，起到抗氧化作用；阻礙炎癥相關(guān)通路，降低促炎因子水平，有效抑制炎癥的發(fā)生；激活免疫細(xì)胞調(diào)控免疫系統(tǒng)清除病原體；作為ACE抑制肽起到降血壓的作用、抑制碳水化合物消化吸收相關(guān)酶活性，起到降血糖活性；通過調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的水平起到保護(hù)神經(jīng)的作用。由于小麥低聚肽具有多種生物活性功能，可以充分應(yīng)用于食品的加工中，作為食品添加劑改善加工食品的品質(zhì)和保質(zhì)期，作為功能性食品起到相應(yīng)的生物活性作用，以及作為藥物載體幫助藥物更好的儲(chǔ)存和吸收。總體來說，小麥低聚肽具有廣闊的發(fā)展前景和加工應(yīng)用方向，但是在未來應(yīng)從以下方面進(jìn)行深入研究：1）小麥低聚肽功能研究涉及的實(shí)驗(yàn)大多為體外和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，很少應(yīng)用到人體實(shí)驗(yàn)中，很難保證小麥低聚肽在人體消化吸收后是否還具有相應(yīng)的功能。因此，未來應(yīng)將小麥低聚肽應(yīng)用于人群膳食干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)一步檢測(cè)其生物活性功能。2）小麥低聚肽功能相關(guān)研究主要通過測(cè)量相對(duì)應(yīng)的生物指標(biāo)進(jìn)行判斷，但具體機(jī)理仍需要進(jìn)一步的深入研究。3）小麥低聚肽的產(chǎn)品加工目前仍處于研發(fā)和探索中，未來應(yīng)進(jìn)一步研究產(chǎn)品的生物活性機(jī)制，更好地加工和利用小麥低聚肽資源，進(jìn)一步擴(kuò)大消費(fèi)市場(chǎng)。

引文格式：

王子熙, 沈群, 王超, 等. 小麥低聚肽的功能及加工研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(7): 337-345. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240828-206.

WANG Zixi, SHEN Qun, WANG Chao, et al. Research progress in function and processing of wheat oligopeptides[J].Food Science, 2025, 46(7): 337-345. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240828-206.

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

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