食品界

Introduction

目前世界各国积极发展各种蛋白质资源，以满足人类食物的供求和膳食营养平衡。而植物蛋白由于营养全面,易被人体消化吸收,具有多种营养健康功能。核桃又名胡桃、羌桃,被誉为“长寿果”和“教育果”。在中国核桃已有两千多年栽培历史，其产业总产量巨大稳居世界第一。核桃粕中含有约40%~45%的蛋白质，其中核桃蛋白主要由清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白组成，其含有18种氨基酸，且包含8种人体必需氨基酸，充分满足FAO\WHO建议的成年人所必需氨基酸的摄入，是一种优质的植物蛋白资源。

核桃或核桃粕通过发酵法、酶法等方法制备得到的核桃多肽，相比于核桃蛋白具有更好的溶解性、吸湿性、乳化性、发泡性、热处理和胃肠消化的稳定性，还具有易吸收、无毒等优良特性。另外，核桃多肽具有多种生物功能，在抗氧化性、抗肿瘤、抗炎症、抗衰老、抗疲劳、辅助降血压、辅助降尿酸、辅助降血糖、改善记忆以及改善肠道菌群等方面具有显著的效果，是一种理想的功能食品成分，目前核桃多肽已成为功能物质领域的研究热点。鉴于核桃多肽具有多种生物功能特性，已将其作为添加成分应用于核桃肽乳饮料、核桃肽复合饮料以及核桃肽口服液等多种食品中，具有强大的功能性食品开发潜力。

目前，已对利用核桃或核桃粕制备多肽以及其相关生物活性功能研究进行多方面的探索，但其中存在诸多问题尚未被讨论，严重阻碍核桃多肽的生产及其产业化应用。因此本文通过文献分析，对目前核桃多肽生产过程中预处理、制备、纯化、鉴定等工艺存在的问题、优点、缺点及趋势进行分析，对核桃多肽在抗氧化、抗肿瘤、改善记忆、抗高血压以及代谢紊乱性疾病调节等方面的生物活性研究方法、问题、趋势等进行阐述，旨在推动核桃多肽在植物基食品、保健食品、特殊医学用途食品开发中的应用。

Results and discussion

核桃多肽的制备

核桃多肽的制备原理是通过将核桃或核桃粕的核桃蛋白裂解成小肽段，再经过分离纯化进行收集。主要制备工艺流程为核桃原材料预处理、提取核桃蛋白、水解、分离纯化核桃蛋白水解产物、收集核桃多肽。核桃多肽主要通过酶解法与发酵法获得，并对制备工艺等内容分别进行总结，两种方法优缺点各异，而高效制备多肽是实现核桃多肽产业化的关键因素。

图1 核桃多肽主要制备工艺

表 1 核桃粕或核桃蛋白酶解得到的多肽

表 2 核桃发酵中常用的微生物菌种和制备

核桃多肽鉴定

得到核桃单一多肽后，通过对核桃多肽的结构特征进行鉴定，了解其具体功能特性，以便应用与功能性食品，提高其商业价值。确定肽的序列（如氨基酸组成、数量以及排列方式）与肽的生物活性有着紧密的联系，通过分析鉴定肽的序列与生物活性之间的关系，可以进一步研究核桃多肽的作用机制，为研发更强生物活性肽提供理论基础。但鉴定多肽序列过程中，部分多肽中氨基酸可能出现被修饰的现象，会对序列鉴定带来新的挑战，为此修饰氨基酸残基组成的核桃多肽的确定与多肽具体构象的鉴定将是多肽研究的关键。

核桃多肽生物活性研究

核桃蛋白水解物及其单一多肽通过不同的生理机制发挥健康益处，有助于维持体内平衡和预防疾病，包括抗氧化、抗肿瘤、神经保护、抗高血压、代谢紊乱性疾病调节等生物活性，因此核桃多肽可在食品、制药和化妆品配方中发挥关键功能作用。已有研究证实部分核桃多肽活性的产生与多肽中氨基酸的组成、数量及氨基酸在肽链中的位置有关，但核桃多肽的构效关系还不明确，需要进一步深入研究。

表3 核桃蛋白水解物及多肽生物活性

Conclusion

核桃多肽具有良好的理化特性与生物活性，是一种理想的功能食品成分。目前，在核桃多肽制备、鉴定及功能性研究方面取得了一定进展，但对核桃多肽的研究和应用仍存在一些不足，故需进一步研究开发核桃多肽的制备方法，提高核桃多肽制备效率，也可在确定需要生物活性后通过计算机预测选择制备中最适蛋白酶；研究核桃多肽分离纯化以及鉴定新方法、新材料和新思路等，加强多种多肽分离纯化方法的综合利用，获得高纯度、高活性的核桃多肽，确定其序列并为其功能与结构的研究鉴定基础；加强核桃多肽与构效关系研究，通过体外细胞模型与动物模型明确核桃多肽与生物活性间的作用机制；研究其作为辅料在功能性食品中应用。有助于进一步明确各种核桃多肽功效，为核桃多肽的产业化开发和应用提供技术支持。

作者简介

第一作者

刘畅，女，在读研究生，单位：北京工商大学食品与健康学院食品科学与工程2021级在读硕士，主要研究方向：酶与蛋白质工程。

通信作者

贾英民，男，博士学历，教授，博士生导师，国务院政府特殊津贴专家。主要研究方向为酶与蛋白质工程、食品微生物。学术兼职有中国食品科学技术学会常务理事、教育部食品科学与工程类教学指导委员会委员。先后主持完成国家和省部级重大研究课题多项，曾获得省部级科技进步一等奖2项，科技进步二等奖2项；主持“食品微生物学”省级精品课程建设，并获得河北省优秀教学成果一等奖1项；取得国家发明专利多项；先后发表学术论文100余篇；主编国家十五规划教材和面向21世纪教材各一部。现主持国家自然科学基金面上项目2项，分别为“侧孢短芽孢杆菌抗菌肽Brevilacterin结构解析与抑菌机理研究”和“Brevibacillus laterosporus非核糖体肽合成酶关键模块催化合成抗菌肽分子机制研究”。曾获得省部级科技进步一等奖2项，科技进步二等奖2项等荣誉。

马爱进，男，博士学历，教授，博士生导师，国务院政府特殊津贴专家。主要研究方向为食品与生物技术、酶与蛋白质。现担任全国肉禽蛋制品标准化技术委员会副主任委员、全国生化检测标准化技术委员会委员，中国菌物学会食用菌采后及加工产业分会副会长、特殊食品抽检监测牵头分析专家委员会委员、《Food and Agricultural Immunology》和《Journal of Future Foods》编委、河北省核桃营养功能与加工技术重点实验室学术委员会主任等。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金等30余项科研项目，其中包括科技部国家重点研发计划项目“生物产业共性技术标准研究（2016YFF0202300）”、科技部国家重点研发计划课题“核桃产业关键技术研发与新产品研制（2022YFD1600402）”与“蛋白质和酶功效评价与检测技术标准（2016YFF0202302）”、国家自然科学基金“虾类肌质钙结合蛋白及其亚基的过敏原性与构效关系的研究”等科研项目。主持和参加国家标准100余项，获省部级科技成果奖13项，在Food Hydrocolloids 、Food Chemistry等期刊发表论文80余篇。

Progress in the preparation, identification and biological activity of walnut peptides

Chang Liu^a, Zijie Zhang^a, Yuting Shang^a, Siting Li^a, Junxia Xia^b,c,d, Yiling Tian^e, Yingmin Jia^a,*, Aijin Ma^a,c,^*

^a CSchool of Food and Health, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China

^b Hebei Yangyuan ZhiHui Beverage Co., Ltd., Hengshui 053000, China

^c Institution of Chinese Walnut Industry, Hengshui 053000, China

^d Hebei Key Laboratory of Walnut Nutritional Function and Processing Technology, Hengshui 053000, China

^e College of Food Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071000, China

*Corresponding authors.

Abstract

Walnuts are rich in protein and are a high-quality plant protein resource. In recent years, with the growth of consumer demand for functional food and food for special medical purpose, the use of walnut protein for the preparation of functional walnut peptide ingredients or additives and other compositions has received increasing attention. However, the improvement of the yield of walnut peptides and the clarification of their functional activities are the bottlenecks that limit the development of these peptides. To this end, this article reviews the pretreatment, preparation, purification and identification processes of walnut peptides, as well as their biological activities such as antioxidant activity, antitumour activity, improvement of memory, antihypertension and regulation of metabolic disorders are elaborated to provide a reference for the industrial development of walnut peptides.

Reference:

LIU C, ZHANG Z J, SHANG Y T, et al. Progress in the preparation, identification and biological activity of walnut peptides[J]. Journal of Future Foods, 2024, 4(3): 205-220. DOI:10.1016/j.jfutfo.2023.07.003.