张梅秀，郑明洋
（滨州学院，山东 滨州 256600）
摘 要：本文主要介绍了我国玉米蛋白质的利用状况，玉米蛋白粉的组成，高F值寡肽的概念和功能，从玉米蛋白粉中提取高F值玉米寡肽的酶解提取工艺.从玉米黄粉的粉碎、预处理、配制水解液、酶解、灭酶、分离纯化、浓缩、干燥、成品.最后对玉米寡肽开发的前景进行了阐述了.
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关键词 ：高F值；玉米黄粉；酶解；活性多肽
中图分类号：TS213.4文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）04-0072-02
玉米是我国传统的农作物，其产量约占谷物产量的五分之一，利用玉米蛋白质提取高F值寡肽，是一种增加玉米加工经济价值，促进玉米的种植业及加工业健康发展的一种有力措施.
1 玉米蛋白提取的状况
玉米是世界上三大粮食作物之一，在我国的产量更是达到1.1亿吨左右，排在世界第三位.在工业上主要用于生产淀粉，我国玉米加工初具规模，年产淀粉380吨，但是加工深度同发达国家美国相比较，差距很大，表现在：加工产品单一、工艺落后；生产总产低，经济效益不高等.如今，种植业产业结构在我国又进行调整，因此加速玉米的深加工势在必行.玉米蛋白粉又称玉米黄粉是湿法生产玉米淀粉过程中的主要副产物，年产量达20万吨以上.，其含有近60%的蛋白质，具有特殊的气味和色泽，口感粗糙，严重缺乏Lys和Trp等必须氨基酸，在玉米中蛋白体往往与淀粉粒紧紧相连，所以很难直接利用.其中较差的水溶性是制约玉米蛋白质利用的一个重要因素.目前，大部分国家对玉米蛋白质的利用有两条基本利用路线；第一条是作为工业副产物产出的玉米蛋白粉应用于生产饲料；第二条是开发其中的玉米胚蛋白再应用于饲料添加剂或食品.玉米蛋白的提取主要分为以下几个方面：（1）提取玉米醇溶性蛋白，（2）制取玉米食品添加剂蛋白发泡粉，（3）制取玉米中脂溶性色素，（4）制备氨基酸，（5）提取玉米黄色素.作为天然色素的玉米黄色素被欧美国家批准为可食用色素，而且玉米蛋白作为一种植物蛋白也具有重要的营养保健功能，例如可降低患老年性白内障，眼部黄斑退化的风险，能有效抑制肿瘤的生长等.2000年8月，酶解玉米蛋白粉制备高F值寡肽通过了国家轻工业局组织的专家验收.
2 玉米蛋白粉的组成
玉米黄粉中蛋白质主要含蛋白质（50%~65%）、淀粉（15%~25%）、脂肪（7%），水分（<10%）、纤维（2%）、灰分（1%）、类胡萝卜素（100~300mg/kg）玉米醇溶蛋白（60%）、谷蛋白（22%）、球蛋白（1.2%）和白蛋白[9].醇溶蛋白不溶于水，也不溶于无水乙醇，却溶于60%~90%的乙醇水溶液，还能溶于十二烷硫酸钠（SDS）、丙二醇、强碱和醋酸等有机溶剂.中性及碱性条件下不稳定，酸性条件下稳定.亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸的含量高于苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的量，由此可知玉米蛋白粉的氨基酸存在不平衡现象，这也是制约蛋白粉利用的一个方面，同时也是一个有利方面.
3 高F值低聚肽
德国医学博士Fischer等人在20世纪70年代，发现肝病病人血液中支链氨基酸（Val、Leu、Ile）对于芳香族氨基酸（Tyr、Phe、Trp）摩尔数之比对于正常人要低3~3.5倍或更低.支链氨基酸对于芳香族氨基酸的摩尔比称为F值（Fischer ratio），高F值寡肽是蛋白质水解得到的有3~6个氨基酸组成的寡肽，其支链氨基酸与芳香族氨基酸的比值在20以上.即：
研究证明：肝脏是芳香族氨基酸代谢分解的主要场所，当肝功衰竭时，分解氨基酸的能力大大降低，氨基酸积累在血液中，而骨骼肌是支链氨基酸分解的主要位置，肝脏的病变并不会影响支链氨基酸的分解，但是，当肝功衰减时，胰岛素在肝脏内的灭活功能明显降低导致了胰岛素过量，而胰岛素能促进支链氨基酸进入肌肉，从而过多耗用血液中的BCAA（单链氨基酸），导致了芳香族相对支链氨基酸积累，即F值降低，从3~3.5降低到1.0或更低.
4 高F值寡肽混合物的功能
大家都认为蛋白质是消化为氨基酸后才被吸收，但是医学界及生物界已公认：由于寡肽的渗透压低于相对应的氨基酸，在胃肠中的消化吸收比蛋白质和游离氨基酸均要好而且速度快；另外肽的吸收方式是主要依靠H+或Ca+离子浓度电导而进行的耗能的转运过程，这与主要依靠Na+泵主动运输游离氨基酸是不同的，所以在消化道的吸收率上寡肽要高于相对应的氨基酸.实质上蛋白质的营养作用就是多肽和L-氨基酸的作用，其中小分子多肽在生命过程中所起的作用比氨基酸更加积极.根据最新发现高F值氨基酸还可以增加小鼠寿命，是提高人类寿命潜在的药物资源.自70年代初期对支链氨基酸的特殊生理和药理有所认识后、设计了相应氨基酸混合口服液和输液用于临床.
4.1 辅助治疗肝性脑病
血浆中的AAA是中枢单氨能神经递质的前体.一种氨基酸进入人脑中的量取决于它在血浆中的水平和与其他氨基酸的竞争能力.肝硬化病人的血浆中氨基酸模式处于一种非正常的状态（高AAA浓度，低BCAA浓度）从而AAA通过血脑屏障的比例更高.而过高的AAA在大脑中会使中枢单胺神经递质发生紊乱.因此，能够提高血浆中的BCAA浓度，就能够恢复神经系统正常的单胺神经递质的代谢.改善肝昏迷和神经状态，改善营养状态，降低血氨，减轻或消除了肝性脑病的症状.Z在临床试验，高F值制剂疗效很好，可使大部分病人在6~24h内清醒.
4.2 改善卧床病人和术后的蛋白质营养状况
支链氨基酸不仅是骨骼肌能量代谢的底物，而且还有促进蛋白质合成，抑制蛋白质的分解的作用，目前广泛用于一些高代谢手术和疾病的临床治疗，如外科手术、烧伤、脓毒血症和卧床病人的蛋白质营养输液，并取得了显著的疗效.另外，寡肽在蛋白质合成效率高于有利氨基酸的效率，所以利用高F值寡肽可以提高总蛋白质合成.
4.3 增强抗疲劳功效
在人体内，5-羟色胺核多巴胺分别是抑制性神经递质和脑内中枢兴奋性神经递质，5-羟色胺以降低中枢向外周发射神经冲动来降低运动能力，后者调节肌肉紧张.在大脑皮层冲动的触发下发动动作，如果血液中的氨基酸失去平衡含量升高，进入大脑的游离色氨酸增多，导致5-羟色胺合成增多，运动机能下降，产生疲劳.因此补充BCAA可以改善血液中氨基酸平衡，改善运动后骨骼肌线粒体功能，改善运动性疲劳.张铁华等通过玉米高F值寡肽对小鼠游泳时间、血清尿素氮、肝糖原和肌糖原和血乳酸的影响结果表明高F值具有调节体内代谢和抗疲劳作用.郭玉荣，蒲新秀等通过动物实验证明，白鼠饮用富含支链氨基酸饮料后，体重显著增加，运动能力增强，抗疲劳能力明显提高.
4.4 解酒醉功能
酒精在人体内氧化和排泄速度缓慢，其氧化的主要场所是肝脏.在肝内通过2个以NAD+为辅酶的乙醛脱氢酶和乙醇脱氢酶的作用，分别将乙醇转化为乙酸和乙醛.因此稳定的NAD+能加速酒精的转化.研究证明，高F值寡肽可以提高血液中的丙氨酸和亮氨酸进而产生稳定的NAD+来降低血中的乙醇浓度，达到解酒的作用.
4.5 缓解苯丙酮尿症对神经系统的损害
所谓苯丙酮尿症就是由于患者体内缺失苯丙氨酸羟化酶而不能正常的将苯丙氨酸氧化为酪氨酸，最终苯丙氨酸会在转氨酶的作用下形成苯酮酸，进一步氧化成苯乙酸.研究证实，苯乙酸会对神经系统造成一定的损害，而高F值制剂可以大大降低苯丙氨酸的摄入，改善苯丙酮尿症，从一定程度上缓解苯乙酸对神经系统的损害、
4.6 富含亮氨酸肽可降低血清胆固醇浓度
富含亮氨酸的寡肽能够刺激肠高血糖素和甲状腺素分泌，加速内源性胆固醇的代谢，加快粪便中类甾醇的排泄，从而有效降低血清种胆固醇的含量.当前，国内外市场上大部分的高F值制品，如国内的六合氨基酸静脉输入液、肝醒灵、国外的A622、F080等，都是用结晶氨基酸配制而成的，这些产品质量优功效显著还可静脉注射，但是价格也是非常昂贵，普通收入家庭承担不起.我国人口众多，重体力劳动者.得症病人总量随之也多.甚至肝病患者之量也是数以亿计.价格低廉，当有功效的高F值食品和保健品推向市场时，不仅可取得良好的经济效益，也是造福百姓的举措.
5 利用玉米蛋白粉制取高F值寡肽
通过酶解法水解玉米蛋白粉的一般流程为：玉米蛋白粉→粉碎→预处理→酶解→灭酶→分离纯化→浓缩→干燥→成品.预处理玉米蛋白粉的主要步骤包括：脱色→脱淀粉→增溶，目的是使酶解时酶充分发挥作用，并有利于后提取.黄粉的脱色主要采用有机溶剂浸提法，有机溶剂主要为乙醇.浸提后采用正己烷进行液液萃取.脱色后的黄粉利用酶解法去除淀粉，纯化后，可获得蛋白含量在90%以上的玉米蛋白粉.常用的玉米蛋白粉酶解蛋白酶包括碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶.碱性蛋白酶是一种内切酶，分子量为27300.木瓜蛋白酶属于外切酶，在酸性、中性、碱性环境下均能分解蛋白质的蛋白酶.中性蛋白酶是一种内切酶.碱性蛋白酶水解物中苏氨酸、缬氨酸、组氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸的含量高于木瓜蛋白酶和中性蛋白酶.碱性蛋白酶中的疏水氨基酸的总量高于其他氨基酸.水解玉米蛋白质一般采用二次酶解生产工艺，第一次是将蛋白质水解成苯丙氨酸在肽链末端的肽，第二次是用另一种酶脱下肽链末端的苯丙氨酸，使其游离，然后用吸附法将脱下来的芳香族氨基酸除去，剩下支链氨基酸，经过超滤→吸附，→浓缩→加热灭菌，最后得到产品.所得的产品由于吸附条件和活性炭的添加量不同而有不同的F值.当提取率约为15%时，产品的F值大于20，含氮量的平均分子量为200~600d.采用复合酶水解玉米蛋白可以节省投入，缩短生产流程，大大节省成本.是当今酶解玉米蛋白粉制备高F值寡肽的一种趋势.
6 展望
我国玉米产量很大，如果对玉米产淀粉后的福产物玉米黄粉进行二次开发，变废为宝，增加农产品加工的附加值.开发高F值功能性食品或药物是纯天然、无毒副作用，符合未来药物的发展.我国人口众多，需求量大，开发高F值制品必将为企业社会带来巨大的经济和社会效益，前景十分广阔.
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