第六讲乳中生物活性物质

第六讲乳中生物活性物质一、生物活性乳蛋白1．免疫球蛋白IgG2．乳铁蛋白Lf及水解产物3．溶解酶4．乳过氧化物歧化酶（SOD）1．牛初乳中免疫球蛋白免疫球蛋白一般分为IgG1、IgG2、IgA、IgD、和IgM五大类，人乳以IgA为主，牛乳则主要以IgG含量最高。免疫球蛋白的生物学功能主要是活化补体、溶解细胞、中和细菌酶素，通过凝集反应防止微生物对细胞的侵蚀。目前分离免疫球蛋白的方法分为色谱法和超滤法。2．乳中的乳铁蛋白牛初乳中乳铁蛋白有两种分子形态，分子量分别为86000和82000，其主要差别在于它们所含糖类不同。乳铁蛋白可以结合2个Fe3+，或2个Cu2+。乳铁蛋白对铁的结合，促进了铁的吸收，避免了人体内-OH这种有害物质的的生成。另外，乳铁蛋白还有抑菌、免疫激活的作用，并是双岐杆菌和肠道上皮细胞的增殖因子。目前分离乳铁蛋白的方法有很多种，如吸附色谱法、超滤法，其中超滤法操作简单，费用相对较低，易于形成工业化规模，但纯度较低。3．牛初乳中的刺激生长因子牛初乳中含有很多种肽类生长因子，如血小板衍生生长因子、类胰岛素生长因子、转移生长因子等，而常乳中则没有。这些生长因子与动物生长、代谢和营养素的吸收密切相关。牛初乳中的过氧化物酶过氧化物酶是氢受体存在的情况下能分解过氧化物的酶，其分子量在82000，含铁，是一种金属蛋白。乳过氧化物酶是一种参与抑菌的碱性蛋白质二、乳中生物活性肽1．作为生长激素的肽（1）表皮生长因子（EGF）牛奶中含344ng/mL，加工过程受破坏。可促进新生儿消化道发育。（2）促胃酸释放肽（GRP）（3）铃蟾肽具有免疫反应的肽，可提高胃酸和胃肠激素水平。（4）降钙素2．作为铁代谢促进剂的肽（Ergthropoietin）3．作为镇静和饱腹因子的肽4．吗啡样活性肽（Opioidpeptide）具有镇静、催眠、抑制呼吸、调节胃肠蠕动、调节免疫系统作用。B-酪蛋白水解物（60-70氨基酸楚）中分离-5、-7、-4肽。asi-酪蛋白（90-96）氨基酸水解得到。a-乳白蛋白得到a-乳类吗啡，B-吗啡。5．抗高血压肽（Antihypertensivepeptide）6．免疫调节肽（Immunomdodulatingpeptide）7．抗血栓肽（Antihrombotlepeptide）8．促进钙吸收的酪蛋白磷酸肽（Phosohopeptide）9．促进DNA合成和细胞生长的肽10．抗菌肽（Antibacterialpeptide）11．抗癌细胞肽（Anticancerpeptide）12．促进双歧杆菌生长的肽三、多不饱和脂肪酸1．LCP2．CLA牛初乳加工利用一、牛初乳成分及生物学功能牛初乳平均总干物质含量为14.4%，其中蛋白质5.0%，脂肪4.3%，灰分0.9%，并且含有丰富的VA、VD、VE、VB12和铁。除此而外，牛初乳突出的方面是它含有多种生物活性蛋白，包括免疫球蛋白（Ig）、乳铁蛋白（Lf）、溶菌酶（Lz）、乳过氧化物酶（Lp）、血清白蛋白（BSA）、-乳球蛋白（-Lg）、-乳白蛋白（-La）、VB12结合蛋白（VB12-bindingproteins）、叶酸结合蛋白、胰蛋白酶抑制剂和各种生长刺激因子，其含量见表15-1。表15-1牛各种物质中生物活性物质的浓度（mg/ml）活性物质血清牛乳人乳初乳常乳末乳β-Lg无-3.2~4.05.0无α-La无-1.2~2.02.11.6~2.8IgG110.5~11.629.9~84.00.35~1.1532.3IgG:0.4(初乳)0.04(常乳)1.0IgG27.91.9~2.90.06~0.022.0IgA0.08~0.32.0~4.40.05~0.253.3117.4(初乳)1.0(常乳)IgM2.5~2.83.2~4.90.04~0.058.601.6(初乳)0.1(常乳)Lf无2.000.02~0.3520.002.0Lz0.10.00150.4BSA28.001.000.29~0.48.000.6Tf4.500.400.10这些活性蛋白的功能特性如下：1．。二、牛初乳的加工利用（一）初乳的贮藏过剩的牛初乳可用来继续喂小牛犊或加工利用，这往往涉及到贮藏，贮藏不当则牛初乳发生分层、变味、pH值下降（酸度升高），免疫球蛋白消化吸收率下降（饲喂小牛犊的结果）。冷藏或冻藏可以有效地延长初乳保质期，而营养成分、pH值、酸度基本不发生变化。（二）初乳的加工利用1。牛乳免疫球蛋白浓缩物（MIC）制取牛乳免疫球蛋白浓缩物是基于低体重早产儿需要特殊营养，即需要较高的蛋白质和能量，尤其是需要补充免疫球蛋白而提出的。牛初乳免疫球蛋白浓缩物制作流程如图15-1。处理方法工艺作用冷却乳离心除去细胞、血细胞、灰尘及其他杂质加热乳离心（40℃）除去乳脂肪冷冻贮藏（-25℃）加热56℃,30min肠道致病菌、病毒失活酸或酶凝固除去酪蛋白过滤除去细小的酪蛋白颗粒反渗透或超滤除去乳糖、矿物质、水无菌过滤除去细菌蒸发除水冷干除水图15-1制做牛乳免疫球蛋白浓缩物的一般工艺流程原料乳尤其是牛初乳常含有血细胞和其他体细胞状物质或粗杂质，为了除去这类物质，将乳冷却到8~12℃，用常用牛乳离心机分离。然后将牛乳加热再离心除去乳脂肪。得到的脱脂乳冷冻至-25℃贮藏，其抗体活性不会有任何损失。脱脂乳在板式换热器被加热到56℃，在保温罐中保持30min，可灭活污染的病细菌，然后冷却到37℃，添加酸到pH4.5或添加凝乳酶使酪蛋白凝固，随后再加热到56℃，保持10min，就会倾出乳清。将酪蛋白凝块用去离子水冲洗两次，并用澄清离心机离心除去酪蛋白而得到澄清液。将乳清和澄清液分别用Seitz型或Filtrox型过滤器过滤以除去细小的酪蛋白粒，防止随后超滤时堵塞设备。将乳清经正压通过超滤器，在超滤器中水、乳糖、盐等小分子透过膜而除去。超滤过程分三个步骤：第一步是预浓缩（Preconcentration），是将乳清干物质浓缩到3～4倍；第二步是稀释过滤(Diafiltration)，通过连续添加两次冲洗酪蛋白粒得到的澄清液保持截留液恒定；第三步是终浓缩（Finalconcentration），在此步将截留液浓缩至原体积的1/2。最终浓缩物干物质含量为10%，总蛋白为7%～8%，免疫球蛋白为2%～3%。然后经Seitz或Filtrox过滤，并用孔经0.45μm的膜无菌过滤。在降压蒸发器中低温减压条件无菌蒸发，最高温度40℃，得到干物质1倍的浓缩物，最后在无菌条件下冻干，该产品成分见表15-3。这种免疫球蛋白浓缩物很容易与乳粉混合，并易溶在水中或液体乳中。乳活性肽及CPP生产一、乳活性肽种类乳蛋白是人类膳食优质蛋白质的重要来源，自1979年以来，越来越多的研究证实乳蛋白的分子中存在着具有多种生物活性的片段。这些在母体蛋白中并无活性的多肽，能经特定的蛋白酶水解释放，在人体内显示出不同的生物活性。现已证明来源于乳蛋白的生理活性肽包括：类吗啡肽（OpioidPeptids）、免疫活性肽（Immunopeptids）、降血压肽（AntihypertensivePeptids）、抗血栓肽（AntithroboticPeptides）、矿物质结合肽——酪蛋白磷酸肽（CaseinPhosphopeptides，CPP）等。乳蛋白活性肽因其源于天然食物蛋白以及生理功能的多样性，在膳食补充剂、保健食品及医药等领域显示出良好的发展趋势。二、酪蛋白磷酸肽的制备（一）酪蛋白磷酸肽定义、种类、结构酪蛋白磷酸肽（CPP）是牛乳酪蛋白经蛋白酶水解后分离提纯而得到的富含磷酸丝氨酸的多肽制品。CPP能在动物的小肠中与钙、铁等二价矿物质离子结合，防止产生沉淀，增强肠内可溶性矿物质的浓度，从而促进吸收利用。CPP来源于αS1-、αS2-、β-酪蛋白分子中磷酸丝氨酸簇集的区域。目前从动物体内分离和体外蛋白酶水解得到的CPP主要有：αS1（43～58）：4P、αS1（59～79）：5P、αS2（46～70）：4P、β（1～25）：4P、β（1～28）：4P、β（33～48）：1P等。它们共同特点是具有相同的核心结构：－Ser－Ser－Ser－Glu－Glu－│││PPP有趣的是CPP核心结构的磷酸肽能因抵抗蛋白酶的攻击而免遭破坏。（二）酪蛋白磷酸肽的制备工业上用酪蛋白为原料，通过胰蛋白酶水解生成CPP。由于水解液具有苦味，故需要通过分离和分解等方法除去苦味成分。之后，在水解液上清液加入Ca2＋等金属离子和乙醇CPP沉淀下来，最后可通过离子交换、凝胶色谱或膜分离等方法加以精制。日本明治制药株式会社CPP的工艺流程如下：→喷雾干燥→CPP-1酪蛋白→胰蛋白酶水解→热灭活—→脱苦味→喷雾干燥→CPP-2→离心上清液→添加Ca2+、乙醇→离心沉淀部分→干燥→CPP-3