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针对脂质代谢紊乱(如脂肪肝)及炎症问题,研究人员以猪肝为原料,优化碱性蛋白酶(alcalase)水解条件制备活性肽。发现猪肝蛋白酶解物(PLPHs)可显著降低 PA 诱导的 HepG-2 细胞中 TC、TG 及 IL-8 水平,为猪肝高值化利用提供理论依据。
研究背景
随着生活方式改变,脂质代谢紊乱已成为全球公共健康难题。数据显示,超过 30% 的成年人受其困扰,它不仅会引发肝脏脂肪堆积(如肝细胞脂肪变性),还会通过炎症反应推动病情向肝纤维化、肝硬化发展。当前临床常用的合成药物如吡格列酮、他汀类虽能改善代谢异常,但存在体重增加、肝损伤等副作用,因此寻找安全高效的天然活性成分迫在眉睫。
生物活性肽因其结构简单、生物活性高且易吸收等特点,在调节代谢和抗炎领域展现出潜力。例如,牛肉肌原纤维蛋白肽可保护肝细胞,蛋清三肽 IRW 能改善小鼠肝脂肪变性,昆虫幼虫肽 AGL9 则通过调控 AMPK 和 Nrf2 信号通路缓解肝脏脂质沉积。猪肝作为屠宰副产物,蛋白质含量高达 19%-22%,氨基酸组成接近人体需求,但其直接食用受限,开发为活性肽或可实现高值化利用。然而,此前针对猪肝肽抗炎及调节脂质代谢的研究鲜见报道。
为填补这一空白,中国研究人员开展了相关研究,旨在从猪肝中制备具有抗炎和脂质代谢调节功能的活性肽,并探索其作用机制。该研究成果发表在《Food Bioscience》,为猪肝资源的深度开发提供了新方向。
主要技术方法
研究采用响应面法(RSM)优化猪肝蛋白酶解条件,以肽含量、白蛋白变性抑制率和一氧化氮(NO)生成抑制率为指标,筛选出最佳酶(碱性蛋白酶 alcalase)及工艺参数(酶与底物比 4,913.25 U/g、水解时间 3.21 h、底物浓度 29.90 mg/mL)。通过葡聚糖凝胶 G-15 层析分离活性组分,并利用质谱鉴定肽序列。以棕榈酸(PA)诱导的 HepG-2 细胞建立高脂模型,检测细胞内总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)水平及白细胞介素 - 8(IL-8)分泌量。
研究结果
不同蛋白酶对猪肝蛋白水解的影响
比较碱性蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶等 6 种蛋白酶的水解效果,发现碱性蛋白酶水解产物的 NO 抑制率最高,表明其抗炎活性最佳,故选为最优酶。
酶解条件优化
通过响应面法确定最优酶解条件为:酶与底物比 4,913.25 U/g、水解时间 3.21 h、底物浓度 29.90 mg/mL。在此条件下,猪肝蛋白酶解物(PLPHs)具有较高的水解效率和抗炎活性。
PLPHs 对高脂细胞模型的作用
在 PA 诱导的 HepG-2 细胞中,20 μg/mL 的 PLPHs 可使 TC 和 TG 水平分别降低 49.63% 和 41.51%,并抑制 30.48% 的 IL-8 分泌,显著改善脂质沉积和炎症反应。
活性组分分离与肽序列鉴定
经葡聚糖凝胶 G-15 分离,峰 5 组分对 TC 和 IL-8 的抑制效果最佳。质谱分析从中鉴定出 106 条肽序列,包括 LFWFR、FFVFPR、DSFFPR 等,这些肽可能通过特定机制发挥代谢调节作用。
研究结论与意义
本研究成功建立了猪肝活性肽的优化制备方法,证实 PLPHs 通过抑制炎症因子分泌和调节脂质代谢,对 PA 诱导的高脂细胞模型具有显著改善作用。其机制可能与活性肽的结构(如低分子量、富含疏水氨基酸)及调控关键酶或信号通路相关。研究不仅为猪肝副产物的高值化利用提供了理论依据,也为开发天然抗代谢疾病功能食品或添加剂开辟了新途径。未来可进一步深入探索活性肽的体内作用机制及构效关系,推动其产业化应用。