Dołącz do czytelników
Brak wyników

ABC prawidłowego żywienia

29 sierpnia 2019

NR 4 (Sierpień 2019)

Biologicznie aktywne peptydy jako składniki prozdrowotne w diecie

0 102

Dieta odgrywa istotną rolę w kształtowaniu zdrowia człowieka. Węglowodany, białka i tłuszcze są podstawowymi składnikami pokarmowymi, które dostarczają energii i są niezbędne do wzrostu i budowy komórek ciała. Makroskładniki te są także nośnikami i prekursorami innych ważnych składników, takich jak witaminy, składniki mineralne, kwasy tłuszczowe czy biologicznie aktywne peptydy. 
Biologicznie aktywne peptydy należą do składników, które spożywane z żywnością lub w formie suplementów mogą mieć istotne znaczenie dla zdrowia człowieka. Uwalniane są z żywności, tj. z białek w niej zawartych, poprzez działanie enzymów proteolitycznych [1]. Szczególną grupą peptydów pochodzących z żywności są peptydy opioidowe, czyli będące ligandami receptorów opioidowych. Związki te mogą więc oddziaływać na pracę układu nerwowego, wykazując właściwości uspokajające, zmniejszające napięcie, zmniejszające odczuwanie bólu [2]. 
Białka żywności są prekursorami biopeptydów. Białka te mogą być pochodzenia zwierzęcego, np. białka mleka (kazeina, białko serwatki), białka mięśniowe (miozyna, kolagen), jajko (albumina jaja kurzego) lub białka pochodzenia roślinnego, np. białko sojowe (glicyna, beta-konglicynina), pszenica (gluten). Hydrolizaty białkowe otrzymuje się głównie w wyniku hydrolizy enzymatycznej. Procesy enzymatyczne są wysoce specyficzne, a ich postęp jest w pełni kontrolowany. Powstające hydrolizaty są w efekcie mieszaninami peptydów o różnych masach cząsteczkowych i wolnych aminokwasów, które wykazują wyższą szybkość wchłaniania w porównaniu z białkami natywnymi. Ponadto charakteryzują się wysoką aktywnością biologiczną. Na chwilę obecną biologicznie aktywne peptydy znalazły zastosowanie jako składniki w produkcji suplementów diety i żywności dla konkretnego zastosowania żywieniowego. W literaturze są dostępne liczne doniesienia o działaniu biologicznie aktywnych peptydów (peptydów opioidowych) jako związków immunostymulujących, obniżających ciśnienie krwi, hamujących agregację płytek i działających przeciwdrobnoustrojowo, antyoksydacyjnie i zwiększająco wchłanianie składników mineralnych z żywności. Specyficzna jednak aktywność peptydów zależy od rodzaju i lokalizacji reszt aminokwasowych zawartych w ich pierwotnych strukturach [3, 4]. 

Enzymatyczna hydroliza białek

Proces hydrolizy białek jest procesem rozkładu złożonych związków do peptydów i/lub pojedynczych aminokwasów. Proces rozkładu jest wynikiem synergistycznego działania kwasów, zasad i enzymów. Chemiczna metoda wytwarzania hydrolizatów białkowych to proces wysokotemperaturowej hydrolizy chemicznej, który przebiega w środowisku silnie kwasowym (pH < 1) bądź silnie alkalicznym (pH > 12). Szczególnego znaczenia w produkcji biologicznie aktywnych peptydów nabiera hydroliza enzymatyczna. Większość enzymatycznych modyfikacji białek przeprowadzana jest przy udziale enzymów należących do grupy proteaz, takich jak pepsyna, bromelaina, trypsyna, chymotrypsyna, papaina lub ficyna, w warunkach niskotemperaturowych. Stosowane są też enzymy pochodzenia mikrobiologicznego będące egzopeptydazami, które rozdzielają pojedyncze aminokwasy. Szybkość hydrolizy białek i ilość powstałych peptydów aktywnych zależy od wielu czynników, takich jak specyficzność i stężenie enzymów, stężenie substratu, szybkość transferu masy w układzie enzym – substrat, stopień denaturacji białka w podłożu, pH, temperatury procesu i obecności aktywatorów i inhibitorów procesu. W jego wyniku natywne białka ulegają rozpadowi, białko traci swoją stabilność, więcej wiązań peptydowych jest eksponowanych na zewnątrz cząsteczki i enzym ma dostęp do zhydrolizowanego wiązania peptydowego. W dalszym etapie produkty pośrednie ulegają bardzo szybkiej degradacji do mniejszych peptydów. Hydroliza białek wpływa nie tylko na aktywność biologiczną, ale zmienia również właściwości funkcjonalne i sensoryczne produktu. Jest to spowodowane zmianami w strukturze trzeciorzędowej białek i powstaniem niskocząsteczkowych frakcji. W zakresie właściwości funkcjonalnych degradacja białka i powstanie peptydów poprawia pienienie, rozpuszczalność, zdolność emulgowania i żelowanie [5]. 

Roślinne i zwierzęce źródła biologicznie aktywnych peptydów

Wśród makroskładników obecnych w żywności białka i peptydy mają istotne znaczenie, ponieważ stanowią składnik do ​​biosyntezy białka, ale także stanowią źródło energii. Również są składnikiem produktów powstających podczas przetwarzania, wytwarzania i przechowywania żywności, które ostatecznie wpływają na ich cechy sensoryczne. Jak dotąd mleko krowie oraz produkty mleczne są najważniejszymi źródłami bioaktywnych białek i peptydów pochodzących z żywności. Jednak biologicznie aktywne peptydy uzyskiwane są również z innych źródeł zwierzęcych, takich jak krew bydlęca, żelatyna (mięso, jaja, różne gatunki ryb, takie jak tuńczyk, sardynka, śledź i łosoś). Znane są też źródła roślinne pozwalające na uzyskanie biologicznie aktywnych peptydów, takie jak pszenica, kukurydza, soja, ryż, grzyby, dynia, sorgo oraz amarant [6, 7]. Wykazano, że w układzie pokarmowym człowieka trypsyna oraz inne enzymy na odcinku żołądkowo-jelitowym przyczyniają się do uzyskania biologicznie aktywnych peptydów z tych białek. Wykazano także, że te same peptydy mogą być uwalniane podczas przetwarzania żywności, w tym przede wszystkim podczas dojrzewania z udziałem bakterii (np. Lactobacillus helveticus), a także fermentacji z udziałem bakterii kwasu mlekowego. Biologicznie aktywne peptydy zostały zidentyfikowane i wyizolowane zarówno ze źródeł zwierzęcych, jak i roślinnych, i są obecne w dużych ilościach w hydrolizatach białkowych i fermentowanych produktach mlecznych [8]. Aktualnie trwają liczne badania potwierdzające biologiczne aktywności peptydów żywności, które mogą być składnikiem żywności, nutraceutyków oraz suplementów i wpływać na zdrowie, zapobiegając schorzeniom, takim jak choroba wieńcowa, udar, nadciśnienie, rak, otyłość, cukrzyca, osteoporoza, lub łagodząc je. Literatura wskazuje na korzystne działanie biologicznie aktywnych peptydów w leczeniu i profilaktyce także chorób neurodegeneracyjnych. Objawy chorób neurodegeneracyjnych związane mogą być z zaburzeniami czynności ruchowych, pojawiać się może wzmożone napięcie mięśniowe i sztywność (np. w chorobie Parkinsona), ale i zaburzenia koordynacji ruchowej (jak w przypadku zespołu ataksja-teleangiektazja) czy problemy z pamięcią (choroba Alzheimera). Uważa się, że biologicznie aktywne peptydy mogą zmniejszyć lub spowolnić procesy pogłębiania się skutków zmian neurologicznych [2–4]. Chorobą, która dotyczy ośrodkowego układu nerwowego, jest też autyzm. To zaburzenie, którego przyczyny nie są jednoznacznie określone. Uważa się, że autyzm jest uwarunkowany genetyczne i wskazuje się na korzystne działanie karnozyny – dipeptydu (beta-alanylo-L-histydyny) występującego w mięsie. 
Poszczególnym peptydom przypisywane są różne właściwości. Peptydom pochodzącym z białek zwierzęcych zostały przypisane głównie efekty w zakresie działania na choroby układu krążenia, ale także na metabolizm węglowodanów. Krew, w której białka stanowią 20%, stanowi dobre źródło biologicznie aktywnych peptydów (dotyczy to przede wszystkim albumin z surowicy). W ostatnich badaniach albumina surowicy krwi została zhydrolizowana przy użyciu różnych stężeń trypsyny i otrzymano dzięki temu różne sekwencje peptydowe, które działały jako enzym konwertujący angiotensynę (ACE), a tym samym obniżały ciśnienie tętnicze krwi, hamowały aktywność alfa-glukozydazy, poprawiając metabolizm u diabetyków, oraz posiadały aktywność przeciwutleniającą [9]. Hydroliza enzymatyczna hemoglobiny bydlęcej pozwoliła na uzyskanie 75 unikalnych peptydów zidentyfikowanych przy użyciu chromatografii cieczowej o niskiej rozdzielczości (LR) (LC) -MS/MS. Zastosowanie chromatografii o wysokiej rozdzielczości (HR) (LC) -MS/MS pozwoliło natomiast zidentyfikować więcej niż 950 unikalnych peptydów. Peptydy pozyskane z hemoglobiny posiadają szczególną właściwość fizjologiczną opisaną jako przeciwutleniającą i cytotoksyczną w stosunku do komórek nowotworowych. 
W literaturze jest...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • Roczną prenumeratę dwumiesięcznika Food Forum w wersji papierowej lub cyfrowej,
  • Nielimitowany dostęp do pełnego archiwum czasopisma,
  • Możliwość udziału w cyklicznych Konsultacjach Dietetycznych Online,
  • Specjalne dodatki do czasopisma: Food Forum CASEBOOK...
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy