小分子肽应用综述

范延超 任晓辉 段亚培 李志红

摘要：肽是蛋白质的功能性片段，是一类涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质。小分子肽因其结构简单、分子量小，更易被机体消化与吸收，正在被重点开发并逐渐应用于提高人类健康水平和改善生活品质的诸多生产和生活领域。本文归纳总结了小分子肽在食品保健、医药、畜牧、化妆品等行业应用的主要作用和应用情况,为小分子肽的开发和应用研究提供参考。

关键词：小分子肽；蛋白； 应用

中图分类号:Q599，Q819  文献标识码:B

1.小分子肽概述

小分子肽又叫小肽OCO，是蛋白质片段，一般由2—10个氨基酸组成，相对分子质量介于氨基酸与蛋白质之间，其在生命体内具有众多优异的生理活性，是活性较高的一类化合物。

2.小分子肽分类

市场上小分子肽产品有大豆肽、玉米低聚肽、小麦低聚肽、胶原蛋白肽、白蛋白肽、绿豆肽、豌豆肽、牡蛎肽、核桃肽、海参肠肽、L-肌肽、鹅肌肽、蛇肌肽、力肽、谷胱甘肽、棕榈酰三肽-5、促甲状腺素释放激素、蓝铜胜肽、亮抑蛋白酶肽等。

从来源分类，可分为有动物来源小分子肽、植物来源小分子肽和微生物来源小分子肽。从获取方式分类，可以通过天然生物体直接提取、人工合成、体外蛋白酶解等多种形式获得。

由动植物提取的小分子多肽主要指从海洋软体动物、陆地动物、海洋植物、陆地植物中提取的小分子肽。

微生物小分子肽主要是指源自部分真菌或藻类等的酶解小分子肽。利用DNA重组技术，通过重组 DNA分子产生的工程菌，高效率、大规模合成不同类型的小分子肽，主要物质的原核表达、真核表达的方式进行基因合成。

体外蛋白降解的小分子肽主要是在动植物生物体外，利用蛋白酶水解的方式，在纯净环境中，将获得体外蛋白经过提取纯化，同时进行修饰处理得到目的小分子肽。

3.小分子肽的应用

美国著名华裔科学家、诺贝尔奖获得者朱隶文博士说:“二十一世纪的生物工程就是研究基因工程与蛋白质工程，研究蛋白质，某种意义上讲，就是研究多肽。”中国肽专家邹远东认为:“生物活性肽具有极强的活性和多样性，这类强大的化合物优于任何营养和药品，是21世纪人类健康的法宝。”

小分子肽具有促进机体新陈代谢和生理调节，促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用。现已被应用于食品、保健、医药、畜牧、化妆品等多个领域。

小分子肽作为生物活性肽产品已列入《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录（2016版）》，国家发展改革委与工业和信息化部2017年联合发布的《关于促进食品工业健康发展的指导意见》明确指出“支持发展生物活性肽等保健和健康食品”，小分子肽的研究和应用已经得到了国家层面的高度认可和支持。

3.1小分子肽在食品保健行业的应用

食源性活性肽因其易消化吸收、有促进免疫、激素调节等作用逐渐被产业化用于食品、饮料等行业，利用小分子肽作为保健食品的基础底料，辅以其他功能活性物质，可达到调节功能的同时补充营养物质。

以大豆肽、卵白蛋白肽、乳清蛋白肽等由完全蛋白质制得的小分子肽为原料开发的蛋白粉类保健食品,已广泛应用于婴幼儿、老年人、病人等弱势群体中，对于提升身体机能、提高精神状态、改善身体素质有很大的帮助，受到广大消费者的认可。

20世纪60年代，从牛乳中获得的酪蛋白磷酸肽作为促进钙吸收的功能小分子肽开始在幼儿食品中应用，酪蛋白磷酸肽可以使螯合矿物质的阳离子保持在肠道中的溶解状态，从而促进人体对矿物质吸收。

1997年，日本将乳清中分离的乳蛋白小分子肽添加到婴儿奶粉中，用于调节婴幼儿对奶粉的不适反应。乳酸菌中提取小分子肽制成的天然无毒可食性防腐剂，被广泛应用于酸菜腌渍等行业。

胶原蛋白肽可用于开发增强人体骨密度的食品，可以促进钙、维生素的吸收利用，具有壮骨和升血补血效果，可增强低钙水平下的骨胶原结构，提高骨强度，达到预防骨疏松的作用。

小分子肽在运动饮料中可与微量元素和金属离子形成配合物，使微量元素处于良好的可溶状态，保证其可溶性和稳定性，促进金属离子和其他微量元素的吸收，从而恢复正常的水、电解质平衡，提高运动能力。Maria等证实肉类水解产生的小分子肽使铁可以与某些矿物质（如钙、铜、锌、铁等）结合，从而促进其被动转运及在体内的储存[1]。

3.2小分子肽在医药行业应用

医药行业是《中国制造2025》的重点发展领域，随着中国人口基数不断增加、人口老龄化问题加剧、城市化进程加快以及国家医疗卫生体制改革的不断深化，医药行业的市场规模日益扩大。小分子肽因为具有迟缓衰老、捕捉氧自由基、增加血清胰岛素、减少高血糖等功能，还可制备降压药，也可用于治疗血清疾病等，在新型医药产品中的应用越来越广。

大豆小分子肽是大豆蛋白经蛋白酶切后,再经过特殊处理而得到的蛋白质片段组合,通常由3—6个氨基酸组成,平均分子量在1000Da左右。大豆小分子肽具有多种生理功能,如降胆固醇、促进脂肪代谢和控制体重、降血压、增强运动员肌肉和恢复疲劳、促进矿物质吸收、抗氧化、促进双歧杆菌和乳酸菌增殖等。小麦谷物蛋白的胃蛋白酶水解物中存在阿片肽的前体可完整地进入血液循环作为神经递质而发挥生理活性作用

[2]。谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成的三肽，是需氧生物体内主要的非蛋白巯基化合物，主要以还原型 (GSH) 和氧化型 (GSSG) 两种形式存在。在生理情况下谷胱甘肽还原酶可快速将GSSG 还原成GSH。谷胱甘肽的生理功能主要是抗氧化和解毒，Ballatori N等研究发现 GSH胆汁外排是生成非胆汁酸依赖型胆汁流重要的驱动力，可以通过促进胆汁排泄来清除体内的有害物质 [3]。谷胱甘肽制剂是中国保肝护肝类用药市场中最主要的用药品种，注射用还原型谷胱甘肽是谷胱甘肽制剂的主要产品，在促进黄疸的消退和ALT恢复方面效果明显，且无副作用，已在肝病高发区临床广泛应用。

3.3小分子肽在畜牧业的应用

小分子肽应用于畜禽及水产动物饲料中,具有促进动物生长、提高生产性能、改善产品品质和动物健康状态的作用。

3.3.1提高动物机体免疫力

小分子肽能够加强动物消化道内有益菌群的繁殖，提高菌体蛋白的合成，同时小分子肽可以提高动物自身免疫力增强抗病力。由β－酪蛋白水解产生的三肽和六肽可促进巨噬细胞的吞噬作用。β－酪蛋白的胃蛋白酶－糜蛋白酶消化产物中的小分子肽可促进大鼠成熟的淋巴细胞和未成熟的脾细胞增殖[4]。

3.3.2对瘤胃微生物的作用

小分子肽是反刍动物瘤胃微生物蛋白质合成的重要底物，也是瘤胃微生物达到最大生长效率的关键因子。小分子肽对瘤胃微生物生长的主要效应是加快微生物的繁殖速度缩短细胞分裂周期。小分子肽促进微生物生长主要取决于作为能源的碳水化合物的发酵速度。对发酵速度快的可溶性糖小分子肽能促进微生物生长而对发酵速度慢的纤维素类物质则不能促进微生物生长。在以可溶性糖(如葡萄糖和纤维二糖)作能源时小分子肽促进可溶性糖分解菌的生长速度是氨基酸的促进作用的1.5倍。

3.4小分子肽在化妆品行业应用

随着社会的发展、科技的进步，人们的生活水平不断提高，人均可支配收入进一步提高，越来越多的人开始追求时尚追求美，从而带动了化妆品领域市场规模的持续增加。据Euromonitor统计数据，2011-2022年我国化妆品的市场规模呈现逐年递增的趋势，市场规模从2011年的2309.44亿元增长到了2022年的6164.33亿元，年均复合增长率约为9.3%。

传统的化妆品功能原料多为化学合成或植物提取，而近几年以来明显的发展趋势为生物美容和基因美容，而肽类的原料和成品是化妆品中最活跃、最受消费者青睐的成分。小分子肽应用在化妆品中具有抗皱、美白、修复、保湿、净化、改善皮肤弹性等作用，为化妆品原料和产品提供了全新的方向和指导思路。国内外在这一领域研究开发小分子肽化妆品的厂商及研究机构也越来越多，其功能除了常规的抗衰和修复作用以外，在美白、祛斑、抗皱等功效方面也有明显的改进。

3.4.1神经递质肽

神经递质肽的作用机制是：其在神经细胞外与受体结合，减少乙酰胆碱的释放，关闭钙离子通道，导致无法产生动作电位，抑制肌肉细胞收缩，进而减少皱纹的产生［6］。

面部肌肉的持续收缩逐渐形成细纹和皱纹。这个过程需要囊泡释放神经递质并与靶细胞膜受体结合，神经递质肽可以影响干扰乙酰胆碱的释放，减少面部皱纹，尤其是额头和眼睛周围的皱纹。已经应用的神经递质肽有乙酰六肽-1、乙酰六肽-8和A型肉毒杆菌神经毒素，乙酰六肽-1还可以促进胶原蛋白合成和脂肪组织再生。

3.4.2信号肽

信号肽的作用机制为通过减少胶原酶的分解，刺激人体真皮成纤维细胞的生长，增加胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白多糖等细胞外基质的合成，从而达到收紧皮肤，有效改善皮肤的宽度和长度。广泛使用的信号肽有棕榈酰四肽-7、棕榈酰三肽-1、棕榈酰五肽-4、六肽-10等。

3.4.3载体肽

载体肽是指能够将生物活性分子输送到皮肤中的肽，它可以清除自由基、促进细胞外基质各种组分的表达。蓝铜胜肽，又称三肽-1铜，由铜离子与三肽-1络合而成，是一种优良的双功能载体肽。铜离子是人体所需要的微量元素，能够降低自由基对皮肤结构的破坏，进而达到抗炎的作用。蓝铜胜肽既可以将铜离子输送至皮肤细胞中起到抗氧化的作用，又可以促进胶原蛋白的产生，维持细胞外基质弹性。三胜肽，序列：甘氨酰-L-组氨酰-L-赖氨酸，它可以结合细胞新陈代谢和抗氧化所必需的微量元素（Cu，Mn），达到促进伤口愈合、毛发生长、修复老化皮肤的功效。

3.4.4其他功能肽

四肽-30主要通过减少酪氨酸酶数量以及抑制黑色素细胞生长来减少黑色素产生。其作用机制为：降低白细胞介素-6/-8，抑制α-促黑色素细胞激素和肿瘤坏死因子的表达，减少因炎症产生的黑色素。

二肽-2和乙酰四肽-5的作用机制是：通过抑制血管紧张素转化酶的活性，减少血管紧张素Ⅰ向 血管紧张素Ⅱ转化，降低毛细血管通透性及血浆渗透压，舒缓眼部压力消除水肿。

此外，小分子肽还具有丰胸、减脂、生发等功能。乙酰六肽-38可以激活过氧化物增殖物活化受体-γ的辅活因子-1α的表达，促进脂肪的快速生成，增加胸部脂肪含量。乙酰六肽-39可以抑制脂肪生成，达到局部减脂的功效。肉豆蔻酰五肽-17和肉豆蔻酰六肽-16可以促进毛囊干细胞增殖分化，刺激角质蛋白生成和真皮毛乳头发育，从而促进毛发生长。

4.结语

当前，全球对小分子肽的研究和利用发展迅速，美国和日本等国家已用小分子肽开发出各种功能保健食品、生物医药、功能饲料等系列产品，并将小分子肽应用于附加值更高的化妆品中，深受消费者青睐。因此，在小分子肽应用研究过程中，研究人员应依托现有小分子肽研究理论，在神经递质抑制类、承载类、信号类小分子肽研发的基础上，从小分子肽特殊功能入手，加强小分子肽多功能研制，充分发挥小分子肽优良效果，带动食品、医药、饲料、化妆品等下游行业技术进步，促进人类生命健康，满足人们对美好生活的不断需求。

参考文献：

[1] 陈宝江.小分子肽的营养与应用.中国饲料，2004(05):34-36.

[2] 乐国伟.活性肽的营养作用与应用.饲料工业，2006(27):7-10.

[3] 杜登学,王姗姗,周磊.山东轻工业学院学报,2012，26(1):35-39.

[4] 廖燕燕,孟娇龙,姜雪峰.化妆品中的肽化学.化学教育（中英文）,2022,43（22）:

1-10.

(作者简介：范延超，男，河南新野人，高级工程师，研究方向为生物化工。)