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水解乳清蛋白产品在营养食品领域的应用

乳清蛋白可以被各种蛋白酶水解而生产水解乳清蛋白产品(水解乳清蛋白,WPH)。很多水解乳清蛋白作为食品的一种组分。尽管通常水解后的蛋白质在功能特性上相比未水解的蛋白质有所改变,如:热稳定性,水溶性,凝胶性和乳化性,但乳清蛋白的水解通常是以增强营养为目的的。水解乳清蛋白可以改善乳清蛋白在人体消化系统中的吸收。乳清蛋白被认为是快速蛋白质(快速消化和吸收)。WPH中,特别是那些含量较高的小肽,能够被快速吸收。水解乳清蛋白的这一特性使其成为运动营养食品的理想原料。
尽管WPH的生产在水解阶段是间歇进行的,但蛋白质的连续水解已被研究。在设计水解步骤中最为关键的因素是蛋白酶的选择,这关系到最终产品的特性。Nnanna & Wu (2005)已经就水解蛋白生产的很多其他方面的影响因素以及与终产品品质特性的关系进行了讨论。由于WPH可能是使用不同的蛋白酶进行水解,以及在不同的水解条件下进行水解而得到的混合物,因而不同的厂家生产的产品即使水解程度相同仍然会存在很大差异,因为其使用的蛋白酶种类可能各不相同。
作为一种食品原料,各种WPH一般被应用在营养食品中。许多婴儿配方奶粉添加水解蛋白以减少婴儿过敏反应的发生以改善耐受性。由于WPH具有易消化/吸收特性以及更好的耐受性,已经被应用于多种医疗营养产品中。各种WPH由于其在训练恢复以及肌肉蛋白质合成方面的积极作用,也被广泛的应用于运动营养产品中。
许多乳清蛋白含有生物活性肽。无疑,乳铁蛋白中的抗菌肽在过去十年中吸引了最多的关注(Exposito & Ricio, 2006)。据报道,乳铁蛋白活性多肽具有比乳铁蛋白更强的抗菌活力,其同时也具有抗病毒活性,尽管其活性不及乳铁蛋白(Pan , 2006)。在α-乳白蛋白中几种抗菌肽已经被发现。在α-乳白蛋白和β-乳球蛋白中都发现有血管紧张素转移酶(ACE)抑制活性(Lopez-Fandino , 2006)。随着适当的蛋白酶以及水解条件的使用,特定肽段或生物活性都可以在乳清蛋白水解过程中得到。这使得生产具有特定生物活性的水解乳清蛋白配料成为可能。近些年,一些具有特定生物活性的WPH产品已经出现在市场上。最为显著的例子是含有ACE抑制肽的水解产物已经用于高血压患者的血压控制。
使用现代分析技术——如HPLCHPLC-MS可以定性/定量分析特定的肽段,得到了对释放动力学和消失肽的认识。这种认识使我们能够更系统地开发和水解生产具有特定生物活性的肽。只要得到一种具有独特性质的新的蛋白酶,就可以生产出具有前所未有特定性质的水解产物。使用各种分离技术,可以分离乳清蛋白水解产物,进而用来生产特定肽段的浓缩产物。
乳清蛋白产品作为营养食品配料具有很多优点。这些优点得益于乳清蛋白组分除高营养外的多种生物活性。因此,分离乳清蛋白产品由于其生物活性在营养食品领域也有所应用。水解乳清蛋白使得他们更容易消化和吸收。更重要的是,可以选择性的释放具有生物活性的肽段。乳清蛋白组分的新的生物活性,改性的乳清蛋白组分以及肽段将会被陆续发现。随着蛋白质分离和水解新工艺的不断发展,我们将会看到分级更细、水解程度更高的具有特定生物活性的乳清蛋白产品,以及这些产品在营养食品领域更为广泛的应用。
 
Exposito, I. L., and Recio, I. 2006.   Antibacterial activity of peptides and holding variants from milk proteins.  International Dairy Journal, 16:1294-1305.
Lopez-Frandino, R., Otte, J., and van Camp, J. 2006. Physiological, chemical and technological aspects of milk-protein-derived peptides with antihypertensive and ACE-inhibitory activity. International Dairy Journal 16:1277-1293.
Nnanna, I. A., and Wu, C. 2005. Dairy protein hydrolysates. In: Handbook of Food Products Manufacturing. Y. H. Hui (Ed.), p 537 – 556, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey.
Pan, Y., Lee, A., Wan, J., Coventry, M. J., Michalski, W. P., Shiell, B., and Roginski, H. 2006. Antiviral properties of milk proteins and peptides. International Dairy Journal, 16: 1252-1261.
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