抗疲勞肽的研究進展

陳星星，胡　曉，李來好，*，楊賢慶，吳燕燕，林婉玲，郝淑賢，魏　涯

（1.中國水產科學研究院南海水產研究所，農業部水產品加工重點實驗室，國家水產品加工技術研發中心，廣東廣州510300；2.上海海洋大學食品學院，上海201306）

抗疲勞肽的研究進展

陳星星1，2，胡曉1，李來好1，*，楊賢慶1，吳燕燕1，林婉玲1，郝淑賢1，魏涯1

（1.中國水產科學研究院南海水產研究所，農業部水產品加工重點實驗室，國家水產品加工技術研發中心，廣東廣州510300；2.上海海洋大學食品學院，上海201306）

抗疲勞肽是一種生物活性肽，具有緩解疲勞和增加體能的作用。近年來隨著生物活性肽功能的開發和社會需求的增加，抗疲勞肽的研究受到了廣泛的重視。文章對目前國內外抗疲勞肽的作用機理、制備方法、功能評價指標和研究現狀進行綜述，并簡要介紹其發展前景以及存在問題，以期為抗疲勞肽的進一步研究提供參考。

抗疲勞肽，作用機理，制備方法，功能評價指標

自1902年人們在動物的胃腸中第一次發現多肽活性物質，到現在已從不同的原料中發現、鑒定和分離出了100多種不同功能的生物活性多肽。研究發現，多肽物質不僅能夠提供人體一般蛋白質的營養作用，還有十分重要不可替代的調控作用，這樣的作用涉及到人體幾乎所有的生理活動。比如：生長、吸收、消化、循環、代謝、神經、生殖、內分泌等[1]。

疲勞已成為當今社會很普遍的一個問題，據WHO調查顯示，全球有35%以上的人處于疲勞狀態，而中年男性占比達60%[2]。在體力勞動過程中，如果代謝產物不能通過適當的休息或其他方式得到清除，在體內聚集到一定程度便會產生軀體性疲勞；而腦力活動容易給人造成高度緊張的狀態，如果不能及時得到緩解就會產生心理性疲勞[3]。

促進疲勞的恢復和延緩疲勞的發生一直是運動醫學、軍事醫學和航天醫學等學科的研究熱點，而抗疲勞肽因為其獨特的結構特點、理化性質和生物功能成為近幾年來研究十分活躍的一個課題。抗疲勞肽不僅可以提供人體所需的氨基酸，同時又是人體活動需要的能源物質，能增強機體的抗氧化能力、維持內環境穩定及酶活性，還具有防止神經遞質失衡等功能，這是其他抗疲勞因子所無法比擬的。因此，無論從生物學功能還是吸收速度和效率上，抗疲勞肽都將成為抗疲勞研究領域中的熱點。本文從抗疲勞肽的作用機理、制備方法、功能評價指標以及研究應用等方面綜述近幾年抗疲勞活性肽的研究進展，以期為抗疲勞肽的進一步研究提供參考。

1　抗疲勞肽及其作用機理

抗疲勞肽主要是由2～10個氨基酸形成的直鏈寡肽或小肽，如玉米高F值寡肽，也有部分是多于10個氨基酸的多肽，如大豆多肽、蠶粉多肽[4]。

從相關研究來看，肽的抗疲勞活性可能與以下幾個特征有關：

a.抗疲勞肽能夠作為疲勞機體的能量來源，并且具有吸收速度快，吸收效率好的特點，能夠有效緩解運動機體的疲勞。過度的運動會大量消耗蛋白質，導致疲勞感增加，為機體補充優質的蛋白質可以提供合成新蛋白的原料，但是蛋白質是高分子化合物，不易被人體直接吸收利用，而肽作為蛋白質主要的消化產物，其分子量比蛋白質小得多，容易被機體吸收利用，快速補給機體所需的氮源[5]。溫紅珊等研究了蠶蛹蛋白多肽的抗疲勞作用，動物實驗表明其能增加小鼠運動過程中肝糖原和肌糖原含量[6]。

b.抗疲勞肽能夠有效消除疲勞代謝產物的積累。運動疲勞會造成機體乳酸和氨的蓄積，劇烈運動時，機體內缺氧，丙酮酸在乳酸脫氫酶的作用下還原生成酸性代謝產物血乳酸，同時，能量供應不足時蛋白質會分解供能，從而代謝生成血清尿素氮。血乳酸濃度的升高會引起機體pH下降，破壞內環境的平衡，從而使肌肉的收縮力和運動力下降，抗疲勞肽能夠抑制乳酸的積累和降低血清尿素氮在運動機體內的含量，緩解機體的疲勞。You等發現泥鰍多肽能夠降低小鼠血液中乳酸和血清尿素氮的含量，使小鼠的力竭游泳時間延長20%～28%[7]。

c.抗疲勞肽具有很強的抗氧化活性，能夠清除疲勞機體內過多的自由基。劇烈運動會引起體內自由基的增加，運動后腎臟的缺血和再灌注會誘發產生大量的自由基，導致組織脂質過氧化作用加強，生物膜遭到破壞，線粒體受到攻擊，從而ATP的合成和供給減少，肌肉的工作能力下降引發疲勞。抗疲勞肽能夠清除或阻斷自由基的鏈式生成，對抗自由基損傷，具有廣泛的細胞保護和抗疲勞作用。目前，已從多種動植物來源的原料中制備出抗疲勞肽，這些具有不同氨基酸序列的生物活性肽能夠不同程度的清除羥自由基、DPPH自由基、超氧陰離子自由基或者脂質過氧化自由基等，具有顯著的抗氧化活性。

2　抗疲勞肽與抗氧化肽的關聯

近年來，很多研究都表明自由基的大量產生是引起疲勞產生的重要原因[8]。劇烈運動會導致自由基增加，對細胞膜造成氧化損傷產生疲勞感。精神疲勞的產生也和自由基相關，當自由基破壞細胞膜的功能，機體運送氧氣的能力就下降，大腦的供氧就會不足，時間長了就會引起記憶力下降等癥狀，而精神壓力大以及長時間焦慮也會導致自由基的大量產生。抗氧化的機理是和自由基直接相關的，因此，很多學者對抗氧化肽和抗疲勞肽之間的關聯進行了研究，以期為抗疲勞肽的研究提供一些思路。

目前已經有多種抗氧化肽被證實有抗疲勞的效果，王勇剛等研究表明魚精蛋白多肽粉具有較強的清除羥自由基能力，其緩解大鼠運動疲勞的能力與抗氧化活性有關[9]；陳圓圓等比較了兩種不同分子量大豆低聚肽的抗疲勞與抗氧化活性，得出小分子大豆肽具有更強的抗疲勞和抗氧化活力，抗疲勞與抗氧化之間存在一定相關性的結論[10]。劉晶等分析了抗氧化延緩疲勞的機理，認為非酶類物質和抗氧化酶是延緩疲勞的主要物質，并且抗氧化物質之間的協同作用可以增強抗疲勞作用，抗氧化肽和其他抗疲勞物質對慢性疲勞綜合癥具有治療作用[11]；王奇等研究認為東海海參酶解液提高了小鼠體內抗氧化活性和糖原貯備能力，具有抗疲勞的功效[12]。Yu等制備的大豆活性肽具有較強的羥自由基和超氧陰離子自由基清除活性，能延長小鼠的游泳時間，延緩疲勞的產生[13]。胡濱等以新鮮豬血為原料，通過復合酶水解得到豬血多肽，灌胃雄性昆明種小鼠的實驗證明豬血多肽具有明顯緩解疲勞的作用，且通過一系列生化指標的檢測得出其具有抗疲勞作用和增強抗氧化酶的活性、可降低腦組織中NOS活性，增強機體有氧代謝能力等[14]。

3　抗疲勞肽的制備

現在抗疲勞肽的制備方法主要有以下幾種：a.人工合成法：分為化學合成法和酶合成法。化學合成法主要以氨基酸為原料，通過基團保護、縮合、脫保護等合成生物活性肽，生產成本高、操作復雜、反應步驟多。酶合成法主要是以氨基酸衍生物為原料利用各種酶來合成生物活性肽，此法反應溫和、操作簡單，但副產物多，產率低；b.生物提取法：主要是從動植物組織中直接提取生物活性肽，這些動植物來源的原料具有高含量的生物活性肽，原料豐富，成本較低，但提取分離純化成本高；c.基因工程法：主要是在某些特定菌種或生物中表達，獲得所需的特定生物活性肽，此法因為需要較長的研究和開發時間而受到限制；d.酶解法：在富含蛋白質的原料中加入相應的酶，控制酶解條件使酶發揮最佳活力，將蛋白質水解成短鏈的肽。此法制備的活性肽產品安全性高，水解過程容易控制且生產條件溫和，是現在生物活性肽制備的最常用方法，胡曉等綜述了酶解法在制備水產品功能肽方面的眾多應用[15]。

酶解法能生產大量的小肽而且成本低，反應過程對環境沒有危害，因此成為當前抗疲勞肽制備的最主要方法。酶解時常用到的蛋白酶主要有胰蛋白酶、胃蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草桿菌蛋白酶、風味蛋白酶、復合蛋白酶等。研究表明，有時兩種酶或多種酶的復配使用可能比單種酶的酶解效果更好，吳燕燕等用菠蘿酶和Flavourzyme復合酶解羅非魚加工廢棄物，制得一種高附加值的營養調味料[16]。而對一些原料進行預處理，如超聲或微波一段時間，能夠縮短酶解時間以及獲得更好的酶解效果。同時，很多學者為了獲得活性較高的抗疲勞肽，對酶解的工藝進行了研究，采用單因素實驗、正交實驗、響應面分析法等來優化酶解工藝。蘭會會等以小鼠負重游泳時間為指標，采用正交實驗法優化酶解溫度、pH、酶底比以及底物酪蛋白質量濃度等參數，得到具有最佳抗疲勞作用的酪蛋白水解物[17]。

4　抗疲勞肽的功能評價方法

疲勞是機體復雜的生理生化過程，其主要評價方法有兩種：運動耐力實驗和生化指標的檢測。運動

耐力實驗是指測定機體持續運動至力竭的時間，有動物游泳實驗、爬桿實驗、轉棒實驗等，運動耐力的提高是機體抗疲勞能力增強最直接、最客觀的指標[18]。生化指標包括以下幾類：能量物質：肝糖原、肌糖原、血糖、磷酸肌酸；代謝調節物質：激素、酶；代謝產物：血乳酸、血尿素氮、丙酮酸、氫離子濃度等[19]。《保健食品功能學評價程序和檢測方法》中規定在抗疲勞實驗中若1項以上（含1項）運動實驗和2項以上（含2項）生化指標為陽性，即可判斷該受試物具有抗疲勞作用。

4.1常用的抗疲勞運動耐力實驗

4.1.1小鼠的爬桿實驗爬桿時間的長短可以反映動物運動的疲勞程度，爬桿時間延長越多，抗疲勞能力越強。溫紅珊等制備的蠶蛹蛋白多肽能顯著增加小鼠的爬桿時間，與空白組相比，蠶蛹蛋白多肽各劑量組能明顯延長小鼠的爬桿時間，且各劑量組呈明顯的劑量依賴性，該肽有較好的抗疲勞作用[6]。

4.1.2小鼠的游泳實驗這是最常采用的評價抗疲勞功能的方法。負重游泳時間的長短能夠反映動物的疲勞程度并客觀反映機體的體能[20]，堅持游泳的時間越長，抗疲勞能力也越強。由于動物實驗涉及的因素比較多，雖然此項實驗的裝置比較簡單，但是要注意小鼠的負重物要適中，纏繞的松緊度也要把握好，太緊鼠尾血液循環不暢，太松負重物容易脫落，都會影響實驗結果。同時，應該讓小鼠處于不停的運動狀態，因此要注意水的溫度和游泳空間[18]。

4.2常用的抗疲勞生化指標

4.2.1糖原劇烈運動時，糖原是機體能量的主要來源，肌糖原直接消耗供能，為了維持血糖水平，肝糖原開始分解，儲備量減少。如果受試物組肝糖原含量明顯高于對照組，且有顯著性差異，則說明受試物能夠通過提高肝糖原的儲備來給機體供能，以延緩疲勞而達到抗疲勞的效果[21]。

4.2.2乳酸大強度運動時，機體對能量的需求增加，但有氧代謝能力不足，需要通過無氧酵解的途徑提供能量，無氧代謝會使機體產生大量乳酸，肌組織中H+濃度升高，pH降低，從而導致一系列生理生化反應，產生疲勞[22]。乳酸的積累是運動性疲勞產生的重要原因之一，因此乳酸被作為判斷疲勞程度、控制運動強度等的重要指標[21]。

4.2.3血清尿素氮血清尿素氮是蛋白質和氨基酸代謝的最終產物。研究表明，耐力運動與體內尿素氮之間存在顯著關系[23]，機體對運動適應性降低，尿素氮的水平就會明顯增加。所以，尿素氮水平也作為評價抗疲勞程度的重要指標之一。

4.2.4乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶的分子量較大，正常情況下主要存在于肌細胞內，一般不容易透過細胞膜進入血液，因此血液及組織中的乳酸脫氫酶含量很少。但是在長時間劇烈運動或力竭后，肌纖維細胞膜受到超氧自由基的損傷而導致細胞膜通透性增加，細胞內的乳酸脫氫酶便向外溢出，使得血液中乳酸脫氫酶的含量顯著增加。因此，測定機體運動后血液中乳酸脫氫酶的變化是評價機體肌肉損傷程度和能量代謝能力的重要指標[24]。

5　抗疲勞肽的開發應用現狀

目前開發和應用的具有抗疲勞活性的肽還不是很多，但隨著近幾年抗疲勞肽的深入研究和其巨大的應用價值，學者們不斷嘗試用不同原料來制備研究具有抗疲勞活性的生物肽，使得抗疲勞肽的研究十分活躍。從來源上看，目前報道的具有抗疲勞活性的肽主要從植物和動物原料中制備。植物來源的主要有大豆肽、玉米肽、花生肽、米渣肽、小麥肽等；動物來源的主要有巴非蛤肉肽、海參肽、海蜇肽、南極磷蝦肽、草魚肽、魚精肽、泥鰍肽以及肌肽、蛋清肽、蠶蛹肽、鹿茸肽、驢骨肽、鹿血肽、豬血肽等。

植物來源的多肽中，對大豆多肽抗疲勞的研究較早，李茂輝等采用酶法水解脫脂豆餅粕制備大豆活性肽，研究表明300～700u的大豆小分子肽具有一定的增強小鼠抗疲勞能力的作用[19]；鄭鴻雁通過實驗證明了玉米肽的抗疲勞作用[25]；彭維兵等對分子量1ku以下的花生肽首次進行了抗運動性疲勞的研究，結果表明該肽能顯著延長小鼠的游泳時間，顯著降低運動后小鼠體內血乳酸和血清尿素氮的含量，顯著增加肌糖原和肝糖原含量，具有抗疲勞作用[26]；劉晶等采用堿性蛋白酶對米渣進行酶解，酶解的產物經大孔樹脂純化和超濾分離得到具有不同相對分子質量范圍的米渣肽，小鼠實驗表明低分子量的米渣肽具有顯著的抗疲勞作用，小分子肽經過高效液相色譜分離純化得到一個抗疲勞肽，其序列為Gln－Ser－Pro－Glu－Ile[27]；曹向宇等實驗也證明小米多肽具有良好的抗疲勞作用[28]；潘麗軍等對小麥蛋白液進行酶解得到谷氨酰胺活性肽，小鼠實驗證明其既具有抗疲勞作用，同時也能夠提高小鼠的抗氧化和耐缺氧能力[29]。

動物來源方面，水產品的蛋白含量豐富，以此為原料制備抗疲勞肽的研究較多。方富永等觀察了巴非蛤肉和翡翠貽貝肉復合酶水解肽的抗疲勞效果，實驗證明這兩種水解肽都具有較好的抗疲勞效果[30-31]；You等用木瓜蛋白酶水解泥鰍蛋白制得泥鰍多肽，發現該肽能夠降低運動小鼠體內血清尿素氮和乳酸的含量并且能延緩血糖和肝糖原的消耗[7]；徐愷等將南極磷蝦蛋白用木瓜蛋白酶酶解后的產物喂食小鼠，結果發現南極磷蝦肽可明顯提高小鼠抗疲勞、耐缺氧的能力[32]；Ding等研究發現海蜇膠原蛋白酶解物具有顯著的抗疲勞和抗氧化活性[33]；Ren等比較了草魚蛋白和草魚蛋白多肽對小鼠負重游泳實驗的影響，并測定了與疲勞相關的生化指標，結果表明兩者均能提高小鼠的游泳耐力，但多肽的效果比蛋白質好[34]；王洪濤等的研究證明海參肽也具有抗疲勞作用[35]；李偉等采用復合蛋白酶酶解大鯢粘液，研究表明其酶解產物低聚糖肽具有顯著的抗疲勞作用[36]。

除了水產品原料，Wang等從豬脾臟中分離出十肽CMS001（脯氨酸-蘇氨酸-蘇氨酸-賴氨酸-蘇氨酸-酪氨酸-苯丙氨酸-脯氨酸-組氨酸-苯丙氨酸），動物實驗證明其能延緩疲勞的產生[37]；王瑩等對比分析了5%濃度蛋清高F值寡肽和5%濃度蛋清多肽的體內抗疲勞生物活性，實驗結果表明兩者均有一定的抗疲勞作用，但前者優于后者[38]；尹曉平、胡濱等分別對天山馬鹿血、豬血進行酶解制備多肽，結果均具有顯著的抗疲勞作用[39，14]；溫紅珊、繆福俊、羅翔丹、王旭清等的研究表明蠶蛹蛋白多肽、驢骨蛋白多肽、鹿茸多肽、鴨胚多肽均能夠有效提高小鼠的抗疲勞能力[6，40-42]。

關于抗疲勞肽的實際應用文獻較少，主要是在食品中添加。蘇永昌等研究了羅非魚多肽飲料的制備及抗氧化抗疲勞作用，結果說明復配制得的多肽飲料能夠增強小鼠體內抗氧化能力，使小鼠負重游泳時間延長，具有一定的抗疲勞和抗氧化效果[43]；蘭會會等研究了添加酪蛋白水解肽乳粉的抗疲勞作用，動物實驗證明其能夠延緩疲勞的產生[44]；周麗麗等對大豆多肽的應用效果進行了觀察，給8名舉重運動員補充含有大豆多肽的飲料，結果表明大豆多肽能夠減少運動后運動員血清肌酸激酶的升高，增加肌肉的工作效率，提高抗疲勞能力[45]；張鐵華等從玉米蛋白粉中酶解得到高F值寡肽，實驗證明其有調節體內代謝和抗疲勞作用，并應用到飲料的開發中[46]；郭麗等將大豆β-伴球蛋白肽添加到新鮮牛奶和黑米中，利用生物發酵技術制得了一種新型的抗疲勞酸乳[47]。

6　存在問題與展望

目前抗疲勞肽的研究中，主要是針對運動性疲勞的緩解以及功能評價，對于精神性疲勞或者心理性疲勞方面的研究尚未見報道。對于抗疲勞肽的作用機理，其生物活性成分的量效與構效的關系目前研究很少，仍待進一步深入研究。在評價抗疲勞肽功效方面，現在大多數的小鼠實驗沒有一個標準化的內容和公認的疲勞模型，很多報道造模上不一致，這對食品抗疲勞作用的客觀評價造成了障礙。

雖然目前我國抗疲勞功能食品在功效成分的分離提取、功效研究、產品類型等方面與發達國家相比還有不小的差距，能夠獲得廣大消費者普遍認可和歡迎的抗疲勞食品目前市場上還很少，但這也給我國抗疲勞食品的開發和研究提供了一個很廣闊的空間。隨著人們現在生活節奏的加快，飲食不規律、睡眠不足導致很多人都處于亞健康狀態，一些具有緩解疲勞、增強免疫力等作用的保健品越來越受到人們的重視，而抗疲勞肽作為一種很好的生物活性肽，無論是從吸收速率還是生物學功能上，開發潛力都很大。作為今后抗疲勞食品的研究熱點，抗疲勞肽必然會引發新的研究熱潮，成為高科技產業的熱點，同時也代表了氨基酸藥物發展的新趨向。

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The research progress of anti-fatigue peptides

CHEN Xing-xing1，2，HU Xiao1，LI Lai-hao1，*，YANG Xian-qing1，WU Yan-yan1，LIN Wan-ling1，HAO Shu-xian1，WEI Ya1
（1.KeyLaboratoryofAquaticProductProcessing，MinistryofAgriculture，NationalR&DCenterforAquatic，ProductProcessing，South China Sea Fisheries Research Institute，Chinese Academy of Fishery Sciences，Guangzhou 510300，China；2.College of Food Science and Technology，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

Anti-fatigue peptides was a kind of bioactive peptides，which had an effect of relieving fatigue and increasing human energy.In recent years，with the development of functions of bioactive peptides and the increase in social demand，the research of anti-fatigue peptides

widespread attention.The current literature，at home and abroad，relating to anti-fatigue mechanism，preparation methods，determination methods，the research status were summarized and its direction of future development and problems existed were simply introduced.The aim was to provide some references for further research on anti-fatigue peptides.

anti-fatigue peptides；anti-fatigue mechanism；preparation methods；determination methods

TS254.1

A

1002-0306（2015）04-0365-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.04.071

2014－07－01

陳星星（1990-），女，碩士研究生，研究方向：水產品加工和質量安全。

李來好（1963-），男，博士，研究員，研究方向：水產品加工和質量安全。

國家現代農業產業技術體系（CARS-49）；國家海洋公益性項目（201305018）；國家自然科學基金項目（31301454）；廣東省科技計劃重點項目（2011A020102005）。