蛋白质的消化吸收及其功能评述

蛋白质及其肽类食品,不仅是人体重要的营养物质,而且具有重要的健康功能。大量研究表明,单独食用蛋白质或氨基酸,尽管其氨基酸组成是均衡的,也不如食用酶解肽,这说明蛋白质经过酶解不仅可以为机体提供氨基酸营养,还可以产生多种功能肽,对机体健康发挥重要功能。但是,机体是一个自我调节、自我更新和自稳定系统,它的免疫防御系统不允许异己分子的生物大分子进入机体,特别是蛋白质或多肽,因为它们有可能是入侵者。即使少量蛋白分子可以偶尔进入体内,那主要是因为机体需要从肠道中采集样品,以便认识周围的物质世界,从而针对它们提前构成其获得性免疫防御系统。进入体内的蛋白质或多肽并不是为了让他们发挥功能,而是很快被处理和酶解,由抗原提呈细胞将其抗原决定簇提交给T细胞,由微皱褶(M)细胞负责将完整蛋白传递给B细胞作为抗原表位,激活B细胞,从而构成机体的获得性免疫的基础。本文经过对相关研究成果的综合分析认为:酶解肽主要是通过和胃肠系统中的微生物和受体相互作用发挥其生物功能。另外,和氨基酸相比,短肽,特别是二、三肽更容易被其运载体(PepT1)吸收,而且效率更高,更有利于机体中不同组织和器官的利用,从而构成氨基酸营养吸收和利用的基础,同时对机体营养和吸收控制发挥重要的调节作用。通过对蛋白质的消化和吸收及其功能的评述试图为肽类功能性食品开发提供理论依据和参考。

不同贮藏温度下白兰瓜蔗糖代谢途径中相关酶表达量分析

为了解不同温度贮藏对白兰瓜蔗糖代谢途径中相关酶表达量的影响,在不同温度梯度下(0、4、8、10、15、20、25、30、35、40℃)贮藏24 h,测定代谢途径中的相关酶表达量。结果表明,低温贮藏抑制白兰瓜蔗糖代谢途径中相关酶表达量的升高,其中,0℃的贮藏条件抑制丙酮酸激酶、磷酸果糖激酶等酶表达量的升高,4℃贮藏抑制己糖激酶、磷酸丙糖异构酶等酶表达量升高,8、10℃贮藏抑制α-酮戊二酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、磷酸丙糖异构酶、醛缩酶等酶表达量的升高,低温贮藏可以有效控制白兰瓜蔗糖代谢处于最低水平,维持果实品质,延长贮藏期。

生物活性肽的研究进展理论基础与展望

随着具各种生物活性的短肽的不断发现，其研究和开发日益受到各国科学家的关注。大量科学研究表明，通过选择适当的蛋白酶，水解的蛋白质可以得到大量的具有各种生物功能的生物活性肽，这些活性肽不仅具有极其广泛的活性和多样性，而且其来源丰富、成本低、安全性好。操作简单、便于工业化生产，因此已成为科学家们研究的新热点。例如：酪蛋白是哺乳动物乳中含量最丰富的蛋白质,长期以来,被人们视为一种营养蛋白,但近年来的研究结果表明，它是生物活性肽的重要来源，到目前为止，已经有数十种生物活性肽被水解和辨认出来。所以，生物活性肽具有非常好的研究与开发前景。

食品营养与免疫代谢关系研究进展

食品的营养与功能研究多集中在对机体的代谢和免疫调节作用方面,已经成为饮食与健康的焦点。肥胖、糖尿病、高血脂以及癌症作为现代生活方式症已经成为科学家必须面对的大众健康问题。科学家曾经坚信通过免疫和化学治疗可以攻克这些疾病,但是却发现免疫细胞激活与繁殖表现出和糖尿病、癌症相似的对葡萄糖的依赖性和有氧糖酵解作用(瓦氏效应),这表明激活免疫细胞的同时也可能激活癌细胞,而且当免疫细胞迁移到癌症微环境时,却表现出免疫抑制或免疫无能。显然免疫活性、细胞信号传导和代谢之间有密切联系,都经历一个依赖于营养传感的代谢重编程和有氧糖酵解作用的过程。于是科学家提出免疫代谢一词,用来表述免疫激活作用所表现出的代谢重编程作用,试图通过对免疫代谢的深入研究找到免疫细胞活性与瓦氏效应的控制机制和内在联系,为预防和治疗这些疾病寻求新的方法和途径。本文将从食品营养及其功能评价的角度综述和展望食品与营养的免疫代谢作用。

食品是如何通过细胞因子网络控制人类健康的(I)

本文的目的是要有选择性地综述食品和肠粘膜、Toll样受体、细胞因子网络和免疫系统的相互作用。越来越多的研究结果显示,少量的食物蛋白、多肽、脂肪、低聚糖和其他生化物质可以诱导或抑制两种-发炎细胞因子和抗炎细胞因子两者之一,从而进一步地控制先天或后天获得性免疫系统、神经生理和代谢网络。而且越来越充分的证据表明,发炎和抗炎细胞因子之间的平衡和联系与中医中药中所说的“阴”“阳”之间的协调与平衡十分相似。中国人一直用“阴”“阳”来分类食品和药品,而且他们坚信一个人可以通过保持他们的食品和中草药的食入和“阴”“阳”平衡来改善其健康状况,治病防病。所以,本文在这些广泛的实验依据的基础上提出了一个理论模型,用来解释食品是如何通过对细胞因子网络的作用来调控免疫网络,并进而影响人体健康的。

五味调与营养平衡及其信号传导

"五味调"是中国餐和烹饪的基本理论和原则。一直以来,很多人认为中国餐虽然讲究色、香、味,但是不讲究营养,而有关味觉和嗅觉受体与相应的配体相互作用研究表明,味觉和嗅觉所传感的正是机体所需要的营养成分,并构成营养体内平衡的分子结构识别机制和生理调节与代谢基础,五味调和在机体生命活动和营养体内平衡中具有重要作用。味觉和嗅觉受体以G蛋白偶联受体超家族为主体,构成机体对营养物质的结构与功能、定量与定性的传感系统。该传感系统不仅分布在舌和鼻咽部的味蕾处,而且遍布整个消化道系统,以及神经信号传导系统,在外周系统和大脑之间构建起通讯联系和"编码系统"。大量研究表明,在漫长的进化中,人和动物已经形成了一个从看到食物开始,一直到食入、咀嚼、消化、吸收、排泄等各个关键环节的时序控制及其复杂的信号级联激活和传递系统。机体通过味觉和嗅觉系统从饮食的形态、质构到分子结构与功能等进行严格的识别和筛选,系统地控制各种营养成分的消化和吸收,并同时以严格的时序性信号传递与级联,从神经信号的快速传递到神经和体液混合传递,再到体液传递相互配合,构成食品营养与安全的交响乐式的信号传递与控制过程,决定了机体的营养吸收、防御、体内平衡、生理活动、代谢与健康。本文在综述这些进展的基础上提出:五味调和是健康饮食的基础,通过味觉和嗅觉受体及其与配体的相互作用的研究,不仅可以为嗅觉和味觉测定开辟新的方法和途径,而且为调味品的研究和健康饮食,控制现代文明病的发生和发展提供科学依据。

味觉受体及其传感器研究与应用

中国传统饮食和食品的烹制与加工讲究色、香、味俱全,其中"酸、甜、苦、辣、咸五味调和"又构成其核心标准。国际上也分为"五味",分别为"酸、甜、苦、咸、鲜",其中少了辣味,多了鲜味。也有人建议将脂肪的味道定义为"香"味,但是中国人的"香"实际上是"香气",属于嗅觉,而非味觉。大量研究证明,多数味觉受体作为营养传感系统,如苦、甜、鲜都属于G蛋白偶联受体超家族成员,而且其分布并不限于味蕾、肠道等,其他组织均有分布,是药物筛选的重要靶标。然而,到目前为止,市场上进行味觉测定仍然依赖于电子鼻和电子舌等仪器设备,味觉受体传感器及其有关技术则仍处于探索和研究阶段。其主要原因是:味觉受体和其他大多数受体一样,在与配体识别和启动信号传递时主要依赖于弱相互作用,如何将这些弱相互作用转变为传感器可以处理并放大的光、声、电、磁、热等信号,从而实现其定量测定是一个关键性难题。但是,由于味觉受体在医药筛选、食品添加剂、食品的功能性评价和代谢综合征预防等方面的巨大应用与开发前景,其检测方法一直是科学家关注的焦点之一。本文将针对味觉受体及其传感器检测技术的研究进展进行综合评述,讨论其未来发展和应用前景。

过度营养与人体代谢和疾病关系的研究进展

为了能够获得足够的营养,机体专门进化出一个营养传感系统,也就是以G蛋白偶联受体(GPCRs)为主体的营养传感系统。GPCRs通过钙离子通道、钠钾泵和植物神经系统对饮食中的营养进行计数,并将这些定量化的信号传递给大脑和相应器官,从而控制食欲。在营养和食欲控制失调时就会产生过度营养。生物除营养传感、计数和食欲控制系统之外还有一个营养的储存和消费控制系统,这个系统的主体就是mTOR。作为体内的营养传感系统,mTOR对糖、氨基酸和脂肪酸进行传感,从而控制糖、氨基酸和脂肪的合成与分解代谢,糖和脂肪的储存与消费同时控制细胞的周期、生长和增殖。机体从饮食中吸收的营养中的糖类以肝糖原和肌糖原的形式储存;以储脂,特别是皮下脂肪的形式储存脂肪,通过磷酸解和脂肪酸的β-氧化的形式及时满足机体的分解与合成代谢,以及各种生命活动对能量、还原力和中间代谢物的需求。当营养储存超过一定的极限时,mTOR将会激活机体的代谢和细胞增殖,以刺激对储存脂肪和糖元的消费。长期刺激基础代谢会造成多种代谢性疾病,特别是糖尿病、肥胖性炎症和癌症。一个普遍存在的自然现象是:生物的寿命与其代谢活性密切相关,代谢越旺盛的生物寿命越短,相反代谢越缓慢的生物寿命越长。近年来,已经有越来越多的研究结果证明:营养限制会延长寿命,不难推断,过度营养不仅会造成多种疾病,同时也会缩短人的寿命。本文将对这些问题进行综述,希望能引起大众的关注和学术界的进一步研究。

食品与机体中的移动通讯网络

在总结近年来有关食品胃肠黏膜信号通路研究的基础上,根据现代免疫学的研究成果,提出机体中存在着移动细胞之间的通讯网络的假说,该假说认为:细胞因子网络实际上就是移动通讯网络的信号传递系统;机体中的移动细胞可以依赖细胞因子,通过自分泌、旁分泌进行局部通讯;通过内分泌进行远距离全局性通讯;通过和固定细胞之间的信号交流和胃肠道黏膜、神经内分泌系统进行高密度的通讯联系,从而形成一个"无线"和"有线"之间相互协调的通讯网络;在这个通讯网络中,细胞通过受体及其信号传递、级联放大系统接受并通过基因表达与调控定量放大这些细胞信号,从而发挥生命活动;而细胞因子和趋化因子等信号分子则通过循环系统在固定和移动细胞之间传递信号,分子之间互不干涉,在极低的浓度下通过相应的细胞发挥通讯媒体的作用。作者通过研究发现:功能性食品正是通过改变这个复杂的通讯网络发挥其生物功能。这一理论和研究方法的建立将有可能从根本上改变功能性食品如何发挥生物功能的评价方法和标准。

酪蛋白磷酸肽(CPPs)测定方法的研究

酪蛋白磷酸肽(Casein Phosphopeptides简称CPPs)是到目前为止所发现的唯一具促钙吸收作用的短肽。在日本和德国已经由国家列入重点推荐的功能性食品添加剂。由于其生物活性中心为：－SerP－SerP－SerP－Glu－Glu－，所以CPPs实际上是一系列含有磷酸丝氨酸簇的短肽。国外主要用高效毛细管区带电泳(High performance capillary zone electrophoresis,HPCE)和高效液相色谱(HPLC)对CPPs进行定量测定和纯度测定。这些方法所需设备昂贵，对操作人员素质要求高，不能适应不同层次的要求。本项研究对直接定磷法、SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS－PAGE)法、聚丙烯酰胺等电聚焦电泳(IEF)法测定CPPs进行了探讨和比较。结果表明：这三种方法都可以用来对CPPs进行定量测定，但适用于不同情况，定磷法适用于产业测定；SDS－PAGE法适用于CPPs的组分测定，而IEF则适用于较精确的测定。

不同蛋白酶水解酪蛋白类大分子底物的规律研究

近年来,已有大量具有重要生物活性的短肽通过适当的蛋白酶水解营养或贮藏蛋白释放和辨认出来。这些蛋白资源十分丰富和廉价,通过水解这些蛋白质所获得的生物活性肽不仅价格便宜、安全性好、工艺简单,而且容易进行工业化生产。为了能够获得更高的生物活性肽得率,为生产和研究提供理论依据,本文开展了酶促蛋白水解制备生物活性肽的水解条件、底物浓度和水解度之间的关系研究。结果表明:当底物达到一定的浓度时,不仅其酶促反应速度会迅速下降,酶切位点和酶解产物也有明显不同。这些结果不符合米氏方程,显然酶解蛋白类大分子底物时酶和底物之间的作用比其他底物要复杂得多。

食品非营养成分发挥生物学作用的信号通路

来自饮食和药用植物的天然植物非营养成分(Phc)具有重要的健康保护和临床应用潜力,这已经得到了全世界的密切关注。主要来自果蔬的植物非营养成分是功能性食品的重要来源,而植物非营养成分已经证明在健康保护、抗癌、防癌,特别是预防现代文明病方面表现出巨大的应用潜力。研究证明,Phc可以上调表达抗氧化作用的酶类,促进癌症和突变细胞凋亡、调节,特别是下调免疫应答,改变细胞相Ⅰ和相Ⅱ酶的表达,改变细胞因子网络,从而发挥重要的防病治病作用。大量研究表明,Phc通过和受体相互作用向机体、组织和细胞传递信号。其信号途径主要涉及:丝裂原-活化蛋白激酶(MAPK)、蛋白激酶C(PKC)、磷酸肌醇3激酶(PI3K)、Toll样受体(TLRs)、异常环氧酶-2(COX-2)、活化因子蛋白-1(AP-1)、核因子κB(NF-κB)等。其中,尤其是NF-κB与AP-1直接和炎症、免疫调节和癌症相联系。细胞信号的级联放大作用及不同信号途径之间的交谈和相互作用构成了一个非常复杂的调控网络。MAPK途径异常,或者其下游转录因子的异常都会造成细胞的异常增殖、免疫功能过头、慢性炎症性疾病、现代文明病和细胞恶性转化。因此,抑制这些信号途径可以提供一个避免现代文明病、各种慢性病和癌症的有效战略。本文就这些信号途径进行综述,并提出自己的观点。

食品和营养的表观遗传观点和展望

生物活性食品成分和营养可以改变表观遗传现象,例如DNA甲基化和组蛋白修饰,因此通过对相关的关键性基因的表达修饰,可以控制其生理、病理、胚胎发育、老化和癌症形成。显然,营养和功能性食品可能可以直接抑制或者激活催化DNA甲基化的酶,或者通过组蛋白修饰作用,从而影响表观遗传表现型。从这个意义上说,食品和营养的表观遗传作用可以作为一个防止过度营养、代谢疾病和癌症的有吸引力的手段。近年来,表观遗传学已经成为广泛流行的现代文明病,如2型糖尿病、肥胖病、炎症和神经紊乱等的新兴研究领域。功能性食品或者营养成分对表现型和疾病状态的作用不仅是一个个体的问题,它可以成功地传递到后代,也就是传代遗传作用。像营养滋补品或毒性成分等主要环境因子都可能作为内分泌的干扰者,它们虽不能促进遗传突变,或改变DNA序列,但是这些因子的确可以改变表观基因组。生殖细胞的表观遗传突变可以永久地改变生命活动程序,因而可以进行表观表现型的遗传传代。不幸的是,目前我们对食品和营养的表观遗传学的了解还很有限,对其表观遗传传代机制尚不清楚。本文将就食品的功能性因子如何促进表现型传代和疾病的表观遗传学研究进行综述,同时提出一个新的假说,亦即:功能性食品和机体之间通过细胞通讯网络互作;接下来机体和生殖细胞通过细胞通讯网络互作,从而实现食品通过改变机体表观遗传表现型,机体表现型再通过改变生殖细胞DNA和组蛋白修饰进行传代。进一步的研究需要扩大可利用的资源,通过进一步弄清营养和功能性成分的表观遗传作用机制,为改善我们健康状况,避免疾病的发生提供科学依据。

乳酸盐代谢及其在健康中的关键作用

为什么乳酸菌及其发酵食品往往有利于健康?或许这正是由于其产乳酸盐的作用。乳酸盐代谢已经得到了生理和生物化学家的广泛关注。然而,20世纪的前叶,乳酸盐还一直被作为废物,特别是作为肌肉疲劳的罪魁祸首。但是最近,越来越多的研究结果证明,乳酸盐在多细胞有机体中发挥了关键性作用。已经证明乳酸有多种生理功能,可以作用于机体的激素释放、调节多种酶活性,控制机体代谢平衡。此外,这些特性还直接关系到病理作用的发生和发展,如糖尿病和癌症。乳酸盐不能简单地认为是一种厌氧发酵产物,其实更应该把它作为一个调节分子,可以调节和整合多条代谢途径。虽然乳酸盐本身并不是一种具氧化还原作用的化合物,但是,它作为一种重要的中间代谢产物参与了糖酵解、生物氧化和生物合成。乳酸盐在胞浆中由糖酵解途径合成,通过和丙酮酸之间的互相转化与NADH/NAD+偶联,由乳酸脱氢酶催化。所以乳酸盐在NADH/NAD+、pH值、ATP、生物氧化与合成的动态平衡中发挥着重要作用。也正是因为这些生物活性,乳酸盐已经被广泛应用于发酵和功能性食品生产、肉类食品质量保护和护色、防癌、抗癌;同时,乳酸盐还是生理变化、应激和病理评估的理想标志物。

群体遗传多样性和数据分析

随着分子生物学技术、电泳技术、同工酶染色技术和ＲＦＬＰ等技术的不断改进和发展；结合有关数据分析方法的建立和完善，群体遗传多样性、群体遗传结构和群体遗传分化已经成为群体遗传学的主体和物种多样性的重要内容，同时也受到育种学家的高度重视。成为目前最热门的研究领域之一。将对国内外有关的模型和方法进行综合评述，并就遗传变异在群体内和群体间的分布问题提出自己的观点。

食品发挥非营养生物功能的胃肠黏膜信号通路

通过近年来食品是如何通过改变机体细胞因子网络控制机体健康的系统研究结果进行分析和总结,证明:食品不仅可以为人类生存提供基本营养,如氨基酸、葡萄糖、脂肪酸、维生素和微量元素,更重要的是通过胃肠黏膜信息交流,控制机体的生命活动和健康;与此同时,在某种程度上说,机体也正是通过食品来认识其外部世界并及时不断地做出响应。

乳铁蛋白的抗病毒活性

和很多金属结合蛋白一样,乳铁蛋白是一种结合铁离子的糖蛋白,这种糖蛋白发现在人和牛乳中,由中性粒细胞和几种粘膜细胞分泌。已经发现乳铁蛋白有很多功能,属于非特异性免疫系统,具有与众不同的抗病毒活性。本文将就目前有关乳铁蛋白抗不同病毒的活性和抗病毒模式进行综述。乳铁蛋白表现出抗人免疫缺陷病毒(HIV)、抗RNA和DNA病毒、包括呼吸道合胞体病毒和疱疹病毒等。乳铁蛋白最主要的抗病毒机理就是作用于病毒侵染的早期,防止病毒对宿主细胞的识别和入侵。这种钝化病毒侵染能力的机制是通过切断病毒对受体的接触和识别或直接结合到病毒粒子上使其失去侵染能力。这显然是一种全新的不同于以前的细胞因子,如干扰素的抗病毒机制。

胡杨群体遗传结构及其与自然环境关系的研究

本文通过对胡杨6个群体(种源)180个个体的过氧化物同工酶进行电泳测定,分析了胡杨的起源和演化关系,同时对群体的种质和基因资源进行了定量测定,讨论和分析了胡杨的群体遗传结构及其与自然选择的关系。

味觉受体及其对食品功能评价的应用潜力

哺乳动物味觉系统传统分类为五味:鲜、甜、咸、酸、苦。这些味觉让我们能够大概了解食物的组成成分。味觉的传感受体经鉴定属于最大的基因家族——G蛋白偶联受体的主要成员T1R和T2R。有研究表明,还有一种和脂肪传感有关的受体,可以介导游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)的味道,也属于G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCR)家族成员。越来越多的研究显示,味觉受体不仅在味觉器官中表达,也广泛表达于其他组织和器官中。但是大多数研究结果都是通过反转录聚合酶链式反应(reverse transcriptionpolymerase chain reaction,RT-PCR)和微阵列方法得到,尚未对其蛋白表达和生理功能进行系统研究。近年来,一些文章报道了关于胃肠道味觉受体的生理功能。这些研究结果进一步证明嗅觉和味觉受体绝不仅仅局限于味觉和嗅觉传感,可能还有其他潜在的重要功能。本文首先整理和总结了嗅觉和味觉受体在嗅觉和味觉器官以外的组织中的表达情况,而后深入探讨其潜在的多种生理功能,从营养传感、吸收控制及对代谢平衡、能量吸收与控制的影响,到代谢紊乱所引起的疾病。最后,预期这些受体及其检测技术的发展方向和应用前景,特别是在食品性味评价和主要功能性成分,如:白藜芦醇、多酚类、黄酮类和其他植物化合物的功能性评价中的应用。

利用2709碱性蛋白酶水解酪蛋白制备CPPs的研究

酪蛋白磷酸肽简称CPPs(Casein phosphopeptides)，是一种具有多种生物活性的多肽。国外已经对其制备方法进行了大量研究，但是目前用于工业化生产的主要还是用胰蛋白酶水解酪蛋白或β-酪蛋白来获得。但是胰蛋白酶价格比较昂贵，用其进行工业化生产必定增加成本。本项研究改用价格十分廉价的2709碱性蛋白酶水解酪蛋白得到了和胰蛋白酶水解酪蛋白同样的产品，实验结果表明利用2709碱性蛋白酶水解酪蛋白制备CPPs可以大大降低成本。