全 文 ：207※工艺技术 食品科学 2004, Vol. 25, No. 11
酶法水解苦荞麸皮蛋白生产降血压肽
林汝法1，陕 方1，宋金翠1,2,*，孟宪军2
(1.山西省农科院，山西 太原 030006，2.沈阳农业大学食品科学院，辽宁 沈阳 100161)
摘 要：苦荞具有很高的营养价值和保健功能，这已被许多的动物学实验、临床实验、流行病学调查结果所证
实，本文试图通过酶法水解苦荞麸皮蛋白研究其降血压作用，从而为降血压功能提供科学的证据。
关键词：酶；水解；苦荞；麸皮；蛋白质；A C E活性；降血压肽
Study on Antihypertensive Peptides from Tartary Buckwheat Bran Protein by Enzymatic Hydrolysis
LIN Ru-fa1，SHAN Fang1，SONG Jin-cui1,2,*，MENG Xian-jun2
(1.Shanxi Agricultural and Scientific Institute,Taiyuan 030006, China；
2.Food Science College, Shenyang Agricultural University, Shenyang 100161, China)
Abstract ：Tartary buck has a good nutrition and health function ,which has been verified by many animal experiment, clinical
examination and epidemiology investigation .This study is to produce antihypertensive peptides from protein of tartary
buckwheat bran by enzymatic hydrolysis, and to clarify the antihypertensive function of buckwheat.
Key words：enzyme；hydrolysis；tartary buckwheat；bran；protein；ACE activity；antihypertensive peptides
中图分类号：S517 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2004)11-0207-03
苦荞除含有必需氨基酸组成合理的蛋白质、抗性淀
粉和不饱和脂肪酸比例很高的脂肪等主成分外，还含有
多种微量元素和芦丁等成分。正是由于其特殊的营养组
成，使得苦荞具有多重保健功能，如降血糖、降血脂、
降血压、抗贫血、抗疲劳、抗氧化等多项保健功能。
已有大量文献从不同角度介绍了苦荞麦的保健作
用，但作用机理大多处于推测阶段，且主要集中于黄
酮类物质和微量元素，而对蛋白质的研究极少。目前
国内仅有张政(太原)等对苦荞蛋白提取物的保健功能作了
研究，但未对活性物质进行分离、纯化和表征。日本
的CHUN-HUILI等(2002)从荞麦面粉的酶解产物中分离到
了具有降血压活性的小肽物质。
苦荞麸皮蛋白是利用提取黄酮后的苦荞麸皮为原料，
通过碱法提取，等电点沉淀得到的产物，该蛋白主要由
清蛋白和球蛋白组成，其中氨基酸组成比较丰富且疏水
性氨基酸、芳香族氨基酸、脯氨酸和精氨酸等含量较
高。而这些氨基酸有利于得到含量较高的降血压物质，
这已在其它食物原料制备降血压肽的过程中被证实。
用该蛋白作为酶解的原料，不仅容易得到具有一定
氨基酸组成的目标产物(目标产物是分子量为300-700的
小肽)，且使资源得到了综合利用，同时又排除了起降
血压作用源于黄酮的假设，从而简化了工艺。
1 酶法水解苦荞麸皮蛋白的生产
1.1预处理
在酶水解之前，应该对原料进行必要的高温预处
理，目的有两个：
1.1.1 使蛋白质变性
蛋白质变性后，能够打开肽链结构，增加酶的作
用位点，从而加快水解速度。
1.1.2 杀菌
由于蛋白原料是微生物生长的优良营养源，若不进
行高温预处理有可能在水解过程中使杂菌过度生长，而
出现不可预期的水解效果或者使其表观水解度增大。
2 酶的选择
目前已发现了许多来源于食品的降血压肽，为了得
到含量更高、活性更好、成本更低的肽类物质，应该
从以下几方面进行酶的选择：
2.1酶的种类
因为目的产物为多肽，所以应该选择内肽酶，而
收稿日期：2004-09-05 *通讯联系人
作者简介：林汝法(1936-)，研究员，任第五届国际荞麦研究协会主席，国际《FAGPYRUM》(荞麦)杂志编委，农业部全国荞麦育
种、栽培及开发利用协作组组长，苦荞利用成果属世界领先水平。
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不应选择端肽酶，这样可以避免水解产物中出现过多的
游离氨基酸，从而提高产率并减少因氨基酸过多所带来
的测定干扰及后续分离难度。
另外在选择酶时最好根据其水解的特异性进行选
择，如胰蛋白酶主要水解精氨酸和赖氨酸羧基组成的肽
键，碱性蛋白酶(Alcalase)有终端疏水性氨基酸的专一
性，主要裂解疏水性氨基酸如:亮氨酸、异亮氨酸、缬
氨酸等的终端，而疏水性氨基酸在终端比在肽链间呈苦
味小。
2.2酶的来源
考虑到食用的安全性及生物活性的正常发挥，应尽
量选择来自动物消化道的酶系如胃蛋白酶、胰蛋白酶。
另外，碱性蛋白酶(Alcalase)是微生物酶，来源广泛、
成本低，适合工业化生产，是较理想的工业用酶。
2.3酶的最适条件
由于最终的生物活性要经过人体消化系统的检验，
所以在酶解时尽量选择与人体胃肠道环境相接近的酶
系，这样可避免体内外活性出现高度反差。
2.4多酶复合体系的筛选
由于每一种酶的作用位点不同，所切割下来的肽段
也不同，或许两种水解度高的酶作用位点相同，将两
酶复合后自然不会引起水解度的增加。相反，根据酶
的专一性，将水解度高的酶与水解度低的酶结合使用，
有可能获得更好的水解度或得到活性更强的目标肽。所
以在对复合酶进行水解条件优化时，不应盲目地将酶任
意组合，也不宜将水解度大的酶两两组合。
3 生产工艺设计
目前降压肽的生产工艺雷同，都是以水解度作为衡
量指标(所谓水解度是被水解的肽链的数目和原料蛋白的
肽链数目的比值)，分析大量资料后发现，将水解度作
为确定活性肽生产工艺条件指标是不合适的，原因如
下 ：
3.1 游离氨基酸 过分地强调水解度，势必产生过多
的游离氨基酸，而与最终的目标背道而驰。
3.2酶的种类和来源 在蛋白质酶法水解过程中，由于
选用酶的种类和来源差异很大，不同酶的作用位点不
同，切下来的肽链结构和长度不同，对水解度的贡献
自然也不同，但其活性却有可能相同。吕桂善等(2003)
在对酪蛋白水解进程的研究中发现水解度与ACE酶的抑
制活性之间没有相关性，即是很好的注解。
3.3预处理 避免杂菌过度生长，而出现不可预期的水
解效果或者使其表观水解度增大。
3.4检测值和试剂 多项检测值和多种试剂的使用必然
会增加测定误差，不利于得到准确的水解度测定值。
综上所述，在蛋白水解制备降压肽的研究中，不
应一味地照搬已有的模式。使用水解度来确定水解工艺
条件并不一定适宜，而应该以最终产物的活性大小作为
检测的指标。
当然，在整个水解过程中，知道水解的程度仍是
必要的，但不必精确测定，可以通过以下几个指标作
大致的估计：
a) 不同酶解条件下的作用时间
b) 水解过程中消耗的NaOH体积数 水解度测定的
常用方法是PH-STAT，该方法是基于水解过程中pH不
断变化，为了使体系的PH值保持恒定，就要不断地滴
加NaOH，所以通过消耗的NaOH体积数就可大致掌握
水解的程度。
c) 可溶性氮 随着水解的进行，肽链越来越短，
溶解度则相应增大，通过测定可溶性氮的增加量或者浊
度的降低值，即可大致估计水解的程度。
4 ACE活性检测
4.1检测机理
从原理上看，因为ACE是二肽水解酶，它能从肽
链上切下一个二肽，所以目前多是基于将三肽水解为二
肽和另一种物质，通过测定产物的生成量来评价ACE活
性，通过在反应体系中加入ACEI(ACE抑制剂如降血压
肽)后产物的减少量来评价降血压肽的ACE抑制率，通
过IC50来评价降血压肽的活性大小。(IC50表示抑制ACE
活性的50%所需的ACEIP浓度，目前所用的单位还不
太统一。)可见，ACE活性的测定是测定的关键。
4.2检测依据
从目前文献所报导的方法来看，主要有以下四个化
学反应：
(1) ACE与马尿酰-组氨酰-亮氨酸(HHL）作用生
成马尿酸(Hip)和组氨酰-亮氨酸(HL)
(2) ACE与马尿酸-双甘肽(Hip-Gly-GLy，HG )反应
生成马尿酸和甘氨酰甘氨酸(也叫双甘肽，Gly-Gly)
(3) ACE与 N-(3-[2-呋喃]丙烯)-苯丙氨肽(FAPGG)反
应生成甘氨酰甘氨酸(Gly-Gly)和N-(3-[2-呋喃]丙烯苯丙氨
酸(FAP)。
(4) 以P-羟基马尿酸一L一组氨酸-L-亮氨酸为底物，
在ACE作用下经一系列的反应最终生成醌亚胺而呈色
从反应原理上来看，可以从四种反应五种产物的生
成量和四种底物的减少量来衡量ACE活性。但是在降血
压肽的生产过程中需要注意的是：因最初的ACE活性检
测方法的建立都是基于血清中ACE活性的检测，酶解体
系和血清体系有很大的差异，可能有些方法不能直接被
借用到降血肽物质的活性检测。因为酶解后很有可能生
成四种反应中的底物或产物或者是它们的类似物，而这
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都会使测定结果沿同一方向升高。
4.3检测方法
目前所使用的方法有分光光度法、荧光光度法、
放射化学法，随着仪器分析技术的不断发展，一些先
进的检测技术也渐渐地被用于ACE活性的检测，如高效
液相色谱法、毛细管胶束电动色谱法、高效毛细管电
泳法，以后会有更加简便、快速、准确、灵敏、适
合不同剂量、不同分析场合、不同分析要求的的ACE
检测方法，从而使降血压食品的研究和开发周期大大缩
短，生产出安全可靠的抑制活性更加明确的源于食品的
ACE抑制剂。
5 降血压肽的分离、纯化和表征
在酶法水解苦荞麸皮蛋白生产降血压肽的研究中，
苦荞麸皮蛋白的不同提取条件、不同的酶(种类、来
源、特异性)、不同的水解条件(温度、时间和pH值等)
都会使最终的目的产物有所差异，甚至完全不同。如
分子量分布、氨基酸组成、带电量、p H值、极性，
因而对于具有降血压活性的目的产物其分离纯化方法可
能会有很大的不同。另一方面，往往在一种酶解条件
下得到的目标产物的分离纯化方法和条件很难用于另一
种酶解产物的分离和纯化。所以降血压活性肽的分离和
纯化是一项很复杂很艰巨的工作。
事实上，酶法水解苦荞麸皮蛋白得到的降血压肽具
有生物工程的一系列特点，即：目标产物的浓度很低、
杂质含量相对较高、目的物与杂质的理化性质如溶解
度、分子质量、等电点等都十分接近、所分布的体系
是多组分的混合物组成非常复杂，所以降血压肽的分离
纯化可借用生物产品的生物技术下游加工过程。
在进行分离纯化时，最好是将分离原理不同的两种
或多种手段结合使用，从而使得到的目标产物更纯。如
凝胶层析和电泳结合使用，离子交换和分配层析结合、
HPLC和超滤结合等等都已成功地用于降血压活性物质的
分离和纯化。
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