卵黄高磷蛋白磷酸肽的功能性质及其研究现状
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摘要：卵黄高磷蛋白磷酸肽是卵黄高磷蛋白部分水解的产物。其主要功能团磷酸酞丝氨酸能与钙形成可溶性络合物，可以促进钙、铁和锌等金属离子的吸收，是一种优良的钙强化的辅助剂，在促钙功能食品的开发中具有良好的应用前景。
关键词：卵黄高磷蛋白磷酸肽；功能性质；钙吸收
卵黄高磷蛋白磷酸肽(Phosvitin Phospho peptfdes，简称PPPs)是卵黄高磷蛋白部分水解的产物。由于卵黄高磷蛋白与钙、铁等金属离子结合后生物学效价很低，因此在营养学上被认为是不利的。而与其相类似的酪蛋白经水解后得到的磷酸肽，即酪蛋白磷酸肽(CPP)则能增加小肠对钙吸收及其在体内的蓄积。此外，这些生物活性肽还能与其它微量元素如铁、铜及硒等形成磷酸盐络合物，其在功能食品中得到广泛的应用。现已证实，能与钙形成可溶性络合物的主要功能团是磷酸酞丝氨酸。那么作为磷酸酞丝氨酸残基资源库的卵黄高磷蛋白，其本身或水解产物都有可能作为优良的钙强化的辅助剂。
1 卵黄高磷蛋白磷酸肽的生物学功能
卵黄高磷蛋白磷酸肽的生物学功能主要是促进钙、铁和锌等金属离子的吸收。矿物质一般必须在小肠内呈可溶状态才能被吸收。目前，认为肠道吸收钙有两套完全不同的机制，一是可饱和的能动运输，由维生素通过其分子产物――钙结合蛋白(caBP)来调节；二是不饱和的受动运输。后者不直接受机体功能、营养状况、年龄等的影响，而与肠腔内钙离子浓度和渗透压有关。由于小肠上段pH较低，钙离子可溶能够被吸收，但小肠下段是中性到弱碱性，钙与磷形成不溶性的盐(磷酸钙)，因此小肠粘膜的吸收下降。
在十二指肠的上端，在VD存在时，促使钙以主动方式被吸收，在回肠及小肠末端则以被动方式被吸收。卵黄高磷蛋白磷酸肽促进钙的吸收以后一种方式为主。钙必须以离子的形式才能被吸收，但它在中性和弱碱性(在小肠下端pH成中性和弱碱性)环境下容易与酸根离子形成不溶性盐而流失。卵黄高磷蛋白磷酸肽对钙的吸收促进作用主要表现为在中性和弱碱性环境下能与钙结合，抑制不溶性沉淀的产生，避免钙的流失，增加矿物质的溶解性，使肠内矿物质的溶解量大大增加，同时有效地增加矿物质在体内的滞留时间，最终由于矿物质离子浓度的提高而促进矿物质的被动吸收。
2 卵黄高磷蛋白磷酸肽促钙吸收机理
对卵黄高磷蛋白磷酸肽抑制磷酸钙沉淀的机理可以用结晶理论解释：磷酸钙在初始形成时是无定形态的，之后逐渐转变成晶体形式，卵黄高磷蛋白磷酸肽粘附在其表面，阻止晶体长大。大量的肠内溶解钙以很高的频率与卵黄高磷蛋白磷酸肽不断接触，这些离子在不受磷酸根离子作用的状态下被带到肠粘膜。因此，卵黄高磷蛋白磷酸肽起着调节晶体成长的作用。它不仅抑制或延迟晶体成长，而且在骨质化的后期起着加速晶体成长的作用，其结晶理论如图2所示。
半个世纪前，Mellander及其同事首次利用胃蛋白酶和胰酶作用于酪蛋白得到了酪蛋白磷酸肽，并且发现在生理pH值下，酪蛋白磷酸肽的钙盐具有非常好的溶解性，又证明了无论正常婴儿还是佝偻病患儿对酪蛋白磷酸肽的钙盐比自然状态下的钙都能更好的吸收。
1958年Reeve从酪蛋白的水解物中分离得到卵黄高磷蛋白磷酸肽，并且证明其具有防止磷酸钙沉淀的功能。
Peterson也从β-酪蛋白的胰蛋白酶水解物中分离得到一种纯的磷酸肽，并且测定了其氨基酸组成。
Berrocal等用胰蛋白酶水解酪蛋白制备酪蛋白磷酸肽，发现酪蛋白磷酸肽具有结合钙的能力，而脱磷酸基肽则对钙没有结合能力。
sato等用放射性标记的钙饲喂大鼠，发现钙在大鼠股骨中沉积而脱磷的肽则没有促进钙沉积的能力。
通过对酪蛋白磷酸肽一级结构的分析，发现不同制备方法的磷酸肽具有相同的核心部分，即-Ser(P)-Ser(P)-Ser(P)-Giu-Glu-片断，所以成簇的磷酸丝氨酸残基是酪蛋白磷酸肽发挥钙促进剂作用的原因。
1949年MECHAM DK等人研究含磷蛋白质对蛋白酶有拮抗作用，不易被蛋白酶所水解，若将卯黄高磷蛋白进行酶改性，所得胰蛋白酶和胃蛋白酶对它的水解程度不如无磷或低磷蛋白质。
1986年GERBER H W等人得出结论若将卵黄高磷蛋白进行酶改性，所得到的水解产物卵黄高磷蛋白磷酸肽，是一种优良的促进钙吸收的天然辅助剂，同时能够提高对Ca22+、Fe2+等的吸收。
1996年Goulas等报道用胰蛋白酶水解卵黄高磷蛋白得到的一个肽链片断(Gln49～Arg212)较大，说明该蛋白质的核心部位仍不能被蛋白酶作用。其原因或许是由于磷酸基团上的负电荷使得相邻肽键很难被酶作用。
2005年，Inwook C1211等研究发现，经纯化过的卵黄高磷蛋白在胰蛋白酶的水解作用下有促进钙的吸收和蓄积作用。添加浓度为0.125％～0.5％卵黄高磷蛋白磷酸肽的日常饮食中，在肠道内钙的吸收和蓄积作用明显升高，相当于在日常食谱中添加25％～100％的钙。尽管在骨骼中的重量和灰分没有明显差别，但在灰分比值、骨矿物质密度、股骨中的矿物质以及胫骨方面，钙的利用价值增加。说明卵黄高磷蛋白磷酸肽能提高钙的生物利用率和增强钙与骨骼的结合作用。
2008年刘静波、徐彩娜等人为了研究开发持钙特性显著的卵黄高磷蛋白磷酸肽，以蛋黄粗蛋白为实验原料，优化双酶分步水解制备卵黄高磷蛋白磷酸肽的3种酶系组合方式的最佳技术参数。刘静波、王飞等人借助营养成分常规检测方法和原子吸收检测法对三种卵黄高磷蛋白磷酸肽一钙样品进行样品纯度检测和含钙量的分析。结果表明，卵黄高磷蛋白磷酸肽钙对小鼠的体重没有影响；在钙的表观吸收率方面，其中PPP3-钙高剂量组的钙的表观吸收率最高，这组数据表现为对空白组和对照组均有显著差异(p
2009年吉林大学徐彩娜等人通过对蛋白酶水解技术的研究筛选最佳酶系组合和最优的水解条件，制备卵黄高磷蛋白磷酸肽，对产品进行营养成分分析和氨基酸分析，并分别进行了体内和体外功能特性研究，最后制得卵黄高磷蛋白磷酸肽咀嚼片。
目前，国外有人对含磷酸基17.5％～96.3％的卵黄高磷蛋白磷酸肽进行体外研究，并与商品化产品酪蛋白磷酸肽进行比较，结果表明含有35％磷酸基的卵黄高磷蛋白磷酸肽对抑制钙离子形成沉淀非常有效。其机理为：磷酸根与钙离子相结合放出氢离子，形成可被吸收的钙。因此卵黄高磷蛋白磷酸肽
可作为潜在的促进钙吸收的食品添加剂。
而关于卵黄高磷蛋白磷酸肽工艺的研究国内外都比较少，澳大利亚Y.mine和江南大学江波等人用胰蛋白酶对卵黄高磷蛋白进行水解制备卵黄高磷蛋白磷酸肽，而胰蛋白酶属于动物性蛋白酶，因而生产成本较高，仅能作为实验室研究；西北大学的张小燕等人利用两种工业化微生物蛋白酶复合水解卵黄高磷蛋白来制备卵黄高磷蛋白磷酸肽。吉林大学的刘静波等人重点研究以水解度为衡量指标，采用二次回归正交组合设计法和多元线性回归正交试验等方法，优化酶法制备卵黄高磷蛋白磷酸肽的工艺路线及其最佳技术参数。
4 卵黄高磷蛋白磷酸肽的应用前景
钙是人体中含量最多的微量元素，约占体重的1.5％～2.0％。对所有生物体而言钙都是必需的，它既是生物体内重要的结构组织成分，又作为生理作用离子参与调节细胞的多种生理过程。人体中99％的钙以羟磷灰石形式存在于牙齿和骨骼当中，以维持其正常的生理功能，另外1％存在于软组织、细胞间隙和血液中，称为混溶钙池，与骨钙保持着动态平衡，对体内的生理、生化反应起调节作用。长期缺钙会导致一系列的疾病，如骨骼和牙齿发育不全、骨质疏松症、贫血，甚至于高血压和冠心病等。
人体内的钙主要来自食物，但并非食物中所有的钙都能被人体吸收利用，一般情况下的吸收率仅为20％～30％。研究结果表明，食物中以复合钙形式存在的钙在肠道中的吸收过程主要发生在酸性较强的小肠上部。目前，认为肠道吸收钙有两套完全不同的机制，一是可饱和的主动运输，由钙结合蛋白来调节；二是不饱和的被动运输。后者不直接受到机体功能、营养状况、年龄等的影响，而与肠腔内钙离子浓度和渗透压密切相关。在酸性条件下，钙盐的溶解度一般较大，但到小肠远端，管腔内的pH值为中性和弱碱性，钙离子往往与磷酸根离子形成不溶性的磷酸钙沉淀，阻止了钙的吸收。
中国营养学会推荐的每日膳食中钙的供给量(RDA)为成人800mg、儿童和青少年600mg～1200rag、孕妇1000rag～1500rag、乳母1500rag，而我国居民平均每日钙摄入量只有405.4mg，只占每日推荐量的50％左右。据调查，我国大城市中60％以上的孕妇，80％以上的幼儿，90％以上的老年人都有不同程度的缺钙现象。由此可见，要保证以上人群的身体健康，合理补钙是非常必要的。卵黄高磷蛋白磷酸肽含有成簇的磷酸酞丝氨酸残基，可与钙离子形成可溶性络合物，阻止其形成沉淀。因此，卵黄高磷蛋白磷酸肽具有潜在的促进钙吸收的能力，它的开发和利用具有很重要的现实意义。