自從Maruyama等（1982年）首次在牛乳酪蛋白的水解物中發(fā)現(xiàn)了具有ACE抑制活性的小肽以來，對乳酪蛋白的研究得到了進(jìn)一步的重視，對牛乳酪蛋白的潛在的生理功能的研究已經(jīng)成為了科學(xué)家們研究的新熱點(diǎn)?，F(xiàn)已在酪蛋白、乳清蛋白、發(fā)酵酸牛乳等乳制品中發(fā)現(xiàn)了許多具有ACE抑制活性的小肽。用自發(fā)性高血壓大鼠進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)研究表明，它具有很好的降血壓功能。但研究表明完整的酪蛋白沒有ACE抑制活性，而其酶解產(chǎn)物則具有ACE抑制活性。
酪蛋白中含有多種生物活性肽，具有抗菌、降血壓、抗氧化和促進(jìn)歧桿菌增殖等功能。酪蛋白在母體蛋白質(zhì)序列內(nèi)是無活性的，通過體內(nèi)或體外酶水解的方式釋放出來后，它們即可作為具有類似激素活性的調(diào)節(jié)物質(zhì)。這些產(chǎn)物可用作肽類藥物、肽類試劑，主要用于科學(xué)試驗(yàn)和生化檢測，也可用于活性肽功能性食品 中，具有增強(qiáng)機(jī)體防御功能、調(diào)節(jié)生理節(jié)律、預(yù)防疾病和促進(jìn)康復(fù)等功能。
酪蛋白又稱酪朊、酪素、干酪素、乳酪素等，指牛乳在20 ℃, pH值為4.6時(shí)，沉淀下來的蛋白質(zhì)，呈酸性，是一種含磷的蛋白質(zhì)，是牛奶中含量最豐富、 營養(yǎng)價(jià)值最高的蛋白質(zhì)。其是等電點(diǎn)為pH=4.6的兩性蛋白質(zhì)，由α、β、γ和κ酪蛋白按一定比例組成的含磷復(fù)合蛋白，是乳汁的主要成分，約占30%，占乳汁中蛋白的80%。在牛奶中以磷酸二鈣、磷酸三鈣或二者的復(fù)合物而存在。也是干酪的主要成分，豆類中也含有少量，構(gòu)造極為復(fù)雜。純酪蛋白為白色至淺黃色顆粒狀或粉，無嗅、無味，相對分子質(zhì)量約為57000～375000，相對密度 1.25～1.31，不溶于水，溶于堿性溶液及濃酸，但在稀酸中沉淀，有吸濕性，干燥時(shí)穩(wěn)定，吸濕后迅速變質(zhì)。以磷蛋白質(zhì)的形成成為重要的營養(yǎng)蛋白，含氮量約為15.2%。市售品含氮量約為14.7%～16.0%。
在正常奶的酸度（pH6.6）下，酪蛋白與鈣、磷等結(jié)合，形成酪蛋白膠粒，在奶中以膠體懸浮液存在。酪蛋白膠粒對pH變化很敏感，當(dāng)將奶的pH調(diào)至4.6時(shí)，酪蛋白形成沉淀，經(jīng)離心后從奶中分離。牛奶中酪蛋白含量高，在嬰兒胃中可形成乳凝塊而影響蛋白質(zhì)的消化吸收。酪蛋白是一種含氮量高，氨基酸種類齊全、比例較合適的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，生物學(xué)價(jià)值高，當(dāng)對某些食物蛋白質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)時(shí)，常用酪蛋白作為標(biāo)準(zhǔn)物或“參考蛋白質(zhì)”。酪蛋白中含硫氨基酸含量相對較低。酪蛋白是重要的營養(yǎng)蛋白，用作食品增稠劑。用于冰淇淋、餅干、面包、花味油膏、蛋黃醬、火腿、臘腸等。還用作糖尿病食品、木材膠料、紙張涂料、生物用料、紡織漿料、水溶性涂料基料、塑料紐扣等。

結(jié)構(gòu)
酪蛋白的分子質(zhì)量約為20-25ku，由4類遺傳變種組成，分別為αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白。 其中，αs1-酪蛋白是牛乳中的主要酪蛋白，占總含量的38%（αs1-酪蛋白分子質(zhì)量為23.5ku，含199個(gè)氨基酸；αs2-酪蛋白分子質(zhì)量為25.2ku，含207個(gè)氨基酸；αs1-酪蛋白與αs2-酪蛋白含量比約為4:1）； β-酪蛋白含量僅次于αs-酪蛋白，占總含量的35%，分子質(zhì)量為24ku，209個(gè)氨基酸；κ-酪蛋白是酪蛋白中惟一含有糖成分，且對鈣不敏感的酪蛋白，在牛乳中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13%，分子質(zhì)量為19ku，含169個(gè)氨基酸。這4種單體通過αs-螺旋、β-折疊和β-轉(zhuǎn)角等結(jié)構(gòu)構(gòu)成了酪蛋白的空間結(jié)構(gòu)。
研究表明，酪蛋白以膠團(tuán)形式懸浮于水相體系中。對于膠團(tuán)的外部形狀，電鏡觀察顯示，酪蛋白膠團(tuán)呈粗糙的球形結(jié)構(gòu)，而對其膠團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型的推斷卻一直頗受爭議。膠團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型的代表性推測有：①酪蛋白膠團(tuán)中心為納米級的磷酸鈣膠束，其包含酪蛋白的磷酸絲氨酸殘基及谷氨酞胺殘基；② 最為廣泛接受的“Waugh模型”認(rèn)為酪蛋白膠團(tuán)呈現(xiàn)核-殼模式，并有亞膠團(tuán)結(jié)構(gòu)的存在， 即由αs和β-酪蛋白構(gòu)成的亞膠團(tuán)結(jié)構(gòu)構(gòu)成球核，外殼由κ-酪蛋白分子和磷酸絲氨酸殘基（與Ca2+緊密結(jié)合）組成保護(hù)層。

穩(wěn)定性
1.κ-酪蛋白對穩(wěn)定性的影響
在維持膠團(tuán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面，κ-酪蛋白發(fā)揮著尤 為重要的作用：① 對于脯氨酸含量較高（能夠阻礙形成有序的螺旋結(jié)構(gòu)）的酪蛋白，仍然可以呈現(xiàn)為一種動(dòng)態(tài)球體模式（主要是因?yàn)?kappa;-酪蛋白的作用），κ-酪蛋白能夠形成一些短的α-螺旋與β-折疊肽段，有些以脯氨酸殘基為中心的α-轉(zhuǎn)角與β-折疊基團(tuán)組成的剛性區(qū)域受到一些彈性基團(tuán)（α-螺旋與環(huán)）的束縛，這些彈性基團(tuán)使得膠團(tuán)處于具有一種張力與壓力流變平衡的狀態(tài)；② 處于膠團(tuán)表面κ-酪蛋白分子具有兩性性質(zhì)，且有一定的導(dǎo) 向性，κ-酪蛋白分子糖基化的末端由膠團(tuán)向外伸出，形成親水性外殼，而疏水的 末端朝向膠團(tuán)內(nèi)部，與內(nèi)部酪蛋白形成疏水相互作用；③κ-酪蛋白與αs1-酪蛋白 和αs2-酪蛋白不同，它和αs2-酪蛋白包含2個(gè)半朧氨酸殘基。因此，κ-酪蛋白能夠在分子間形成二硫鍵，也可以使所有的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
2.金屬離子對穩(wěn)定性的影響：
金屬離子可以改變膠團(tuán)的疏水性、電動(dòng)電勢和熱穩(wěn)定性。金屬離子（Fe2+、Zn2+、Ca2+、Cu2+、Mg2+）、檸檬酸鹽、無機(jī)磷酸鹽，不同陽離子的加人使膠團(tuán)疏水性和電動(dòng)電勢發(fā)生了不同變化，而對膠團(tuán)直徑并無影響。此外，Mg2+、Fe2+的加人，降低了酪蛋白膠團(tuán)的熱穩(wěn)定性。
3.pH值和超聲波功率也會(huì)影響酪蛋白膠團(tuán)的穩(wěn)定性
在高pH值、大功率超聲波作用下，蛋白的穩(wěn)定性大幅度下降，pH值與功率的相互作用有利于酪蛋白膠團(tuán)結(jié)構(gòu)疏松及粒子的分散性增強(qiáng)。研究表明：①pH值為2.0~3.0、6~12時(shí)，酪蛋白分子可自行組合形成膠團(tuán)，pH值為3.0~5.5時(shí)發(fā)生聚沉（酪蛋白等電點(diǎn)值）；② 疏水相互作用、氫鍵及靜電作用在酪蛋白膠團(tuán)形成中起著重要作用；③ 在低pH值2.0~3.0下，酪蛋白膠團(tuán)結(jié)構(gòu)緊密，此時(shí)為鍵與疏水相互作用發(fā)揮主要作用而在高pH值5.5~12下 ，帶負(fù)電荷的酪蛋,白分子相互排斥致使膠團(tuán)結(jié)構(gòu)松弛，膠團(tuán)半徑隨值的升高而增大 。
另外，研究還發(fā)現(xiàn)：①隨著pH值的升高，酪蛋白膠團(tuán)粒徑增大，粘度系數(shù)增大；② 同等pH值下，超聲波處理使得酪蛋白膠團(tuán)粒徑減小，粘度系數(shù)減小，且130kHz作用影響強(qiáng)于35kHz超聲波；③35kHz超聲波作用下，隨著功率的增大，任何 pH值下溶液的混濁度與酪蛋白膠團(tuán)粒徑均減小?？梢姡诟遬H值、 大功率超聲波作用下下降的幅度更大，pH值與功率的相互作用有利于酪蛋白膠團(tuán)結(jié)構(gòu)疏松及粒子的分散性增強(qiáng) 。

酶解特性
研究表明，完整的酪蛋白沒有ACE抑制活性，而其酶解產(chǎn)物則具有ACE抑制活性，說明這些小肽是隱藏于牛乳酪蛋白一級結(jié)構(gòu)中的。通過酶的水解作用，這些具有特定結(jié)構(gòu)的小肽得以釋放出來。因此，酪蛋白的水解是十分重要的。
酪蛋白的水解主要發(fā)生在水解反應(yīng)的前+3.0內(nèi)，之后，隨著時(shí)間的延長，并不能顯著提高其水解度；增加水解用酶的量，可以略微提高酪蛋白的水解度，但增幅不大，但酶量的增加，可以較大地提高反應(yīng)初期的水解度；當(dāng)E/S為1:10時(shí)，水解產(chǎn)物具有最大的ACE酶抑制活性，高達(dá)88%-90%，但是產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因尚不清楚；增加底物的量會(huì)降低反應(yīng)體系的水解度，底物量越大，降幅越大。

制備方法
1.將牛奶脫脂，之后加酸如乳酸、乙酸鹽酸等，調(diào)節(jié)pH= 4.6，使干酪微膠粒失去電荷，凝固沉淀，具體過程為：牛奶→脫脂奶→加酸(pH= 4.6)→沉淀。用此法制得者稱為酸酪蛋白，白色至淡黃色粉末或顆粒。
2.利用粗制凝乳酶與牛奶作用，然后制成脫脂奶，最后得到沉淀。用此法制得者稱為凝乳酶酪蛋白，白色粒狀，無嗅無味。

酪蛋白中功能活性肽分類
在原始酪蛋白中含有很多無活性或活性很低的、且具有功能性的肽段，經(jīng)過在機(jī)體內(nèi)消化或體外酶解的方式可以被釋放出來，具體包括：
1.抗高血壓肽：血管緊張素I型轉(zhuǎn)化酶是一種含鋅的金屬肽酶，這種金屬肽酶參與合成高血壓多肽、 血管緊張肽以及降解低血壓、血管舒緩激肽。 因此,抑制劑具有抗高血壓的效果。小鼠試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，酪蛋白經(jīng)胃蛋白酶水解后，酶解產(chǎn)物具有ACE抑制活性，且分子量低于3000Da的短肽活性更強(qiáng)。對于已鑒定的具有ACE抑制活性的肽鏈，多見于αs1-酪蛋白、β-酪蛋白及κ-酪蛋白序列中。 如胰蛋白酶處理的酪蛋白水解物中，對應(yīng)αs1-CN（f23-24）、αs1-CN（f23-27）、αs1-CN（f194-199）以及β-CN（f177-183）、β-CN（f193-202）具有ACE抑制活性。鑒于αs2- 酪蛋白的難溶性，難以分離純化，對其序列中ACE抑制活性的報(bào)道較少。
2.酪蛋白磷酸肽（CPP）：據(jù)報(bào)道，目αs1、αs2或β -酪蛋白在體外或體內(nèi)經(jīng)消化可得到CPP。αs1-酪蛋白的 f43-58、f45-55、f59-79、 f66-74和f106-119，αs2- ,酪蛋白的 f46-70、f55-75、f126-136和f138-149，β-酪蛋白的 f1-25、f1-28、f2-28等都已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)。大部分的CPP序列的共同點(diǎn)是2個(gè)谷氨酸殘基排列在3個(gè)磷酸絲氨酸殘基后面。CPP能夠有效結(jié)合二價(jià)金屬離子，增強(qiáng)礦物質(zhì)元素的溶解性。另外，一系列試驗(yàn)結(jié)果表明： ①β-CPP與Fe的結(jié)合提高利用率，可以用于治療幼鼠的鐵缺乏癥； ② Fe-β-CPP 與鐵鹽的吸收不同，它通過細(xì)胞吞噬作用被吸收；③ Fe-β-CPP抑制了CPP的去磷酸化作用及蛋白酶解作用，可以添加在強(qiáng)化食品當(dāng)中。酪蛋白磷酸肽作用如下：
3.免疫活性肽：新生嬰兒可以通過母乳喂養(yǎng)來獲得抵抗細(xì)菌和病毒感染的能力，其中酪蛋白就是獲得的免疫物質(zhì)之一。事實(shí)上，在消化酶的作用下，這些具有免疫調(diào)節(jié)能力的肽被釋放了出來 。
4.阿片樣活性肽：阿片樣活性肽包括阿片激動(dòng)活性肽阿片拮抗活性肽，具有類似鴉片（嗎啡）的藥理特性，有調(diào)節(jié)睡眠模式、鎮(zhèn)痛減壓、調(diào)節(jié)呼吸和調(diào)節(jié)胃腸蠕動(dòng)等作用。研究最 多的阿片樣活性肽是 β-酪啡肽，是β-酪蛋白的片段 , 主要集中在第60和第70的殘基之間，屬,于激動(dòng)活性肽。此外，阿片拮抗活性肽能夠抑制腦啡膚的激動(dòng)活性，多見于牛乳和人乳的κ-酪蛋白序列中。
5.酪蛋白抗氧化肽：是1類研究較廣泛的生物活性肽，能夠有效清除體內(nèi)過多的自由基，增強(qiáng)人體的抗衰老和抗疾病的能力?？寡趸淖鳛楣δ苄允称坊蛩幤纷罱K都要通過攝入體內(nèi)發(fā)揮其功效，抗氧化肽經(jīng)口服的方式攝入人體后，受到胃蛋白酶和腸道中各種蛋白酶的影響，可能使其中影響活性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，或氨基酸受到破壞或丟失，從而導(dǎo)致活性降低，即抗氧化肽活性在胃腸消化過程中，遭到破壞。此外，抗氧化肽還受到胃腸環(huán)境中多種因素的影響，如底物濃度、酶濃度、消化時(shí)間、胃液pH等。

用途
酪蛋白可用作食品增稠劑，營養(yǎng)強(qiáng)化劑、乳化劑和穩(wěn)定劑；用于冰淇淋、餅干、面包、花味油膏、蛋黃醬、火腿、臘腸等；由于流動(dòng)性好、易于涂裝施工，還用作木材膠料、紙張涂料、糖尿病人食品、生物用料、紡織漿料、水溶性涂料的基料、塑料鈕扣原料、粘合劑原料、醫(yī)藥及生化試劑等。

【主要參考資料】
http://www.hezefdc.com/ProductChemicalPropertiesCB8677929.htm
[1] 呂桂善等. 酪蛋白水解進(jìn)程的研究. 食品工業(yè)科技.2003,8:24-27.
[2] 高蕓芳等. 酪蛋白結(jié)構(gòu)及其酶解特性研究進(jìn)展. 農(nóng)產(chǎn)品加工（學(xué)刊）. 2013,3: 1-3.
[3] 安家駒主編;包文滁,王伯英,李順平 合編.實(shí)用精細(xì)化工辭典.北京：中國輕工業(yè)出版社.
[4] 吳世敏,印德麟 主編.簡明精細(xì)化工大辭典.沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.1999.
[5] 王翔樸,王營通,李玨聲主編.衛(wèi)生學(xué)大辭典.青島：青島出版社.2000.
[6] 劉珊珊等. 酪蛋白抗氧化肽的胃腸消化穩(wěn)定性研究.中國食品學(xué)報(bào). 2014, 14 (2):47-53