大豆多肽的生理功能特性及其在运动食品中的应用.pdf

16 大豆通报2阳年第5期(总第归期) 文章编号:1-2765(26)05 -16 -创中固分类号:TS201.2+1 文献标识码:A 大豆多肤的生理功能特性及其在运动食晶中的应用 唐民民姜中航 (龙丹导L业科技股份有限公司，哈尔滨1586) 摘要:简要介绍大丘多肤的制备工艺，并对其生理功能特性及其在运动食品中的应用作详细阐述。 大丘多肤是大丘蛋白的水解产物，其氨基酸组成与大豆蛋白几乎一样，且必需氨基睦平衡良好，含 量丰富。它具有比大丘蛋白更优越的生理功能特性和加工特性。国内外许多研究表明，大丘多肤 的开发利用具有巨大潜力。 关键词:大丘多肤;生理功能特性;运动食品;应用 大豆蛋白中必需氨基酸组成较为完全，是最优 良的植物蛋白。但由于大豆蛋白自身功能的-些缺 陷，大大限制了大豆蛋白的利用范围。研究发现，某 些低分子肤类不仅能提供人体生长发育所需的营养 物质，更易为人体消化吸收，同时具有治病、防病、调 节人体生理机能等功效。因此，应用现代蛋白质水 解技术，将大豆蛋白水解生成大豆多肤，将成为改善 大豆蛋白功能特性，拓宽其应用领域的一个主要方 向。 大豆多肤是指大豆蛋白经蛋白酶作用后，再经 特殊处理后得到的蛋白水解产物。通常是由3-6 个氨基酸组成，其分子量分布以低于1000 u的为 主，主要出峰位置在分子量3-7U的范围内。 此外，还含有少量游离氨基酸，糖类和元机盐等成 分。 1 大豆多肤的制备工艺 大豆及豆柏均可作为制备大豆多肤的原料，其 生产工艺流程如附图所示J。 在此过程中，正确选择使用蛋白酶和生产过程 的控制是关键。酶水解大豆蛋白存在的问题主要是 水解时间过长，往往会产生不同程度的苦涩昧。虽 然苦味物质含量极微，但对多肤产品的风味产生很 大影响。一般可以通过控制水解程度来控制苦昧的 收稿日期:2邸-但-17;修回日期:2阳-03- 大豆 泊浸出 脱脂大豆柏 豆渣-水提取 豆乳 乳清酸浸提 凝乳 碱中和 中和乳一一一一干燥一一-， i蛋白酶水解: 干燥一一酶解乳! l分离! 大豆多肤一-干燥-， |精制 精制大豆多肤 干燥 大豆多肤S大豆多肤R和D大豆多肤PM大豆分离蛋白 附图大亘多肤制备工艺流程固 产生，影响蛋白酶水解程度的因素主要有酶种类、酶 浓度、底物浓度、反应时间、蛋白液的pH值及分离 精制的控制。 2 大豆多肤的生理功能特性 2.1 营养特性 大豆多肤的营养特性体现在“三高一低即高 营养性、高吸收速度、高吸收率和低抗原性。大豆多 肤的蛋白质含量在80%以上，氨基酸组成平衡良 好，含量丰富，具有很高的营养价值。现代生物代谢 实验发现人体摄人蛋白质经消化酶作用后，在胃及 2脱年第5期(总第84期)大豆通报17 小肠中水解生成肤，并以肤的形式由肠管直接吸收， 而不需要进一步降解成游离氨基酸。在合成肤的实 验中发现，二肤和三肤的吸收速度比同一组成的氨 基酸更快。在一般情况下，蛋白质需用2-4 h才能 被人体消化，但如果将蛋白质分裂为低肤或微肤，则 在30-mm内就能被人体吸收。体内同位素标记 实验和小鼠动物实验都已证明了大豆多肤的消化吸 收率比蛋白质和氨基酸更佳。因此，大豆多肤可作 为肠道营养剂和流态食品应用于康复期病人、消化 功能衰退的老年人以及消化功能未成熟的婴幼儿食 用。此外，由于大豆多肤在制备过程中将大豆蛋白 中具有很大抗原性的78和28球蛋白进行了降解， 使之低分子化，降低了蛋白质的过敏性。最新的研 究表明，当蛋白质的分子量在34U以下时则不会 引起过敏反应;而大豆多肤的分子量在1)()u以 下，足以满足要求。通过酶免疫测定法(ELSIA)测得 大豆多肤的抗原性只有大豆蛋白的O.% -1%。 这一性质在临床上有很高的实用价值，可以满足对 于乳蛋白或大豆蛋白发生过敏反应的人群对平衡氨 基酸的摄人，尤其适宣生产低抗原性婴儿食品3，4.6)。 2.2 降低胆固醇 大豆多肤中有一种与磷脂结合的肤具有降低胆 固醇的作用。它通过剌激体内甲状腺激素分泌量增 加，促进胆固酶代谢成胆汁酸，而胆汁酸又为食物中 的纤维素所吸附而排出体外，从而阻碍肠道内胆固 醇的再吸收。大豆多肤降低血清胆固酶还有以下特 殊的优点:对于胆固醇值正常的人，没有降低胆固醇 作用;对于胆固醇值高的人具有降低总胆固醇值的 功效;胆固醇值正常的人，在食用高胆固醇含量的 蛋、肉、动物内脏等食品时，也有防止血清胆固醇值 升高的作用;使总胆固醇中有害的LDL(低密度脂蛋 白)，VLDL(极低密度脂蛋白)值降低，但不会使有益 的HDL(高密度脂蛋白)值降低。因此，大豆多肤可 用于生产降低胆固醇、预防心血管系统疾病患者的 保健食品1，4)。 2.3 降血压 血管紧张转化酶(ACE)在人体血压调节过程中 是至关重要的。血浆中的血管紧张素原被肾素水解 成血管紧张素1，在ACE作用下，继续水解产生血管 紧张素E。血管紧张素E致使血管强烈收缩，血压 上升。大豆多肤可以抑制阻碍ACE酶催化水解血 管紧张素I转化成为血管紧张素11.从而防止血管 强烈收缩，降低了血压。而大豆多肤对正常血压没 有阵压作用。所以，大豆多肤可作为食品原料添加 到保健食品中，对老年人高血压、心脑血管疾病有显 著疗效，且安全可靠(4)。 2.4 促进脂肪代谢和抗肥胖 日本的动物实验表明，给大鼠喂食大豆多肤后， 大鼠的褐色脂肪组织(BAT)产热的活性增强了。大 豆蛋白喂食越多，它的活性就越高。这说明，大豆多 肤有减少皮下脂肪沉积，增加脂肪燃烧及促进基础 代谢的作用。因此，大豆多肤可作为运动员增强体 质、减轻体重的食品，同时也是作为肥胖人群减肥的 一种安全有效的食品6。 2.5 促进矿物质吸收 大豆蛋白中含有的植酸、草酸、纤维、单宁及其 它一些多酣物质，会显著抑制人体对钙、铮、镜、铜、 铁等矿质元素的吸收及生物利用率。当大豆蛋白经 酶解生成可溶性游离低分子物质一一大豆多肤后， 上述多酣物质可随同渗透液一同去除，从而成为低 植酸含量的蛋白质物质。同时，大豆多肤具有与钙 等矿质元素结合的活性基团，可与金属离子整合成 可溶状态的有机金属络合肤，进而促进矿质元素的 吸收3o 2.6促进微生物发酵 大豆多肤对微生物有增殖效果，并促进有益代 谢产物的分泌;而相同氨基酸组成的大豆蛋白和游 离氨基酸则元此功效。现在大豆多肤已被广泛应用 于发酵工业，它可促进乳酸菌、双歧杆菌、酵母和霉 菌等菌类的增殖以及增强面包产气作用。如应用大 豆多肤生产酸奶、干醋、醋、酱油和发酵火腿等发酵 食品，可提高生产效率，稳定品质及增强风味等效 18 大豆通报2脱年第5期(总第84期) 果，并可用来生产酶制剂IA70 2.7 抗氧化性 最近，大豆多肤的抗氧化性研究也取得了一些 进展。Hua-M阳m吨gChen 片断由5-16个氨基酸残基组成，分子量测定是在 6-斗17U范围内，并从大豆蛋白的酶解液中分 离到6种具有抗氧化性的多肤，井鉴定了它们的氨 基酸序歹列02，5圭到如附表所示。 附表大亘蛋白质的酶解1在中分离到的 抗氧化肤的氨基酸序列 Pl Var Asir prn His Asp His Glr Asn p2 Ler Var Asir prn His Asp His Clr Asn p3 Ler l.er prn His His P4 Ler Ler prn His His Ala Asp Alr Asp T:严 时VarHe Par Ala Gly T严Pro Lrr Glr Ser Gly Asp Lrr Arg Var prn Ser 时 Gly叽E币rrTyr Tyr 不难发现，此类多肤具有一个共同的特点，即是 含有较多的组氨酸和酷氨酸，于是推测此类多肤表 现出来的抗氧化性主要是由于组氨酸和酷氨酸消除 自由基或整合金属离子的缘故。此后，Chen等以含 有两个组氨酸的小肤为基础，合成了其它28个多 肤，并研究了它们的抗氧化活性，指出PHH和11-IH 具有很强的抗氧化活性。这些多肤可在体外抑制被 铁、血红蛋白、脂质氧化酶和单态氧催化的脂质氧化 作用，还可通过与多酣氧化酶(pPO)催化的酿式产 物反应而减少食物褐变，防止聚合氧化产物的生成。 另外，某些肤起到重金属清道夫和过氧化氢分解促 进剂的作用，能降低自氧化速率，减少脂肪过氧化氢 含量，减少自由基的生成，因而可作为天然防氧化酸 败的防腐剂。 2.8 其他生理功能 国内外有研究表明，选择适当的酶类、水解条件 以及分离精制方法生产出的高支芳氨基酸组成的肤 对肝性脑病有较高的疗效。还有研究发现，从膜蛋 白酶水解大豆蛋白的酶解物中可获得一种六肤，这 种肤具有免疫刺激性，能剌激巨噬细胞和多核白细 胞的吞噬作用。进一步用蛋白酶(Pronase)水解，获 得了同样具有免疫调节作用的四肤。SongE Kim和 Hyuck Hwa Kim等从大豆蛋白中分离得到一种抗癌 类肤。同时，大豆多肤还具有调节膜岛素分泌等生 理特性4，7。 3 大豆多肚在运动食品中的应用 要使运动员肌肉量有所增加，必须要有适当的 运动剌激和充分的蛋白质补充。为了维持或提高运 动员的运动能力，增加肌肉含量和力量，并快速消除 疲劳，抑制或缩短体内“负N平衡在运动前、运动 中及运动后及时快速地进行蛋白质的增加或补充， 均可以弥补体内蛋白质消耗，促进肌肉快速修复和 运动疲劳的恢复。由于大豆多肤易于吸收，能迅速 被机体利用，如在运动前和运动中食用，提可减轻肌 蛋白降解，维持体内正常蛋白质合成，又能减轻或延 缓由运动引发的其余生理方面改变，达到抗疲劳效 果4。通常，剌激蛋白质合成的成长激素的分泌在 运动后15- 30 min之间以及睡眠后60min时达到 顶峰。若能在这段时间内适时提供消化吸收性良好 的多肤作肌肉蛋白质的原料，将是非常有效的。 大豆多肤可以促进红细胞复原。当肌肉进行剧 烈运动时，血液中肌红蛋白的下降情况就会加剧;反 之，当肌肉恢复疲劳时肌红蛋白减少，即当血液中肌 红蛋白下降就意味着恢复过程的开始。日本有实验 表明，20km竞走运动员在完成赛事后饮用20g大 豆多肤饮料，肌红蛋白的下降比对照组明显较快时， 这表明大豆多肤具有加速肌肉恢复疲劳的效果。食 用大豆多肤的运动员的肌红蛋白值减少速度比未饮 服大豆多肤的快，所以大豆多肤有加速肌肉恢复疲 劳的效果。 大豆多肤被人体吸收后，可以不经过肝脏代谢 就被机体利用，能够更快地参与人体的“组织建构“。 大豆多肤可以提高血清辜酣水平，增加肌肉体重;同 时它还具有抗氧化、抗自由基的作用，能减少训练后 肌肉损伤的发生，提高肌肉耐力并促进疲劳恢复。 2脱年第5期(总第84期)大豆通报19 4 大豆多H太在运动食晶中应用的现状及其前景 近年来，许多活性肤产品被开发出来并运用于 运动实践。大豆多肤可用于制造运动员用的粉状、 片状和颗粒状食品、蛋白质强化食品和能量补给饮 品等。又由于大豆多肤具有低粘度和在酸性条件下 的可溶性，所以可生产各种酸性饮料。21年，英 国Quest国际公司研制出称之为“Hyprol“的含肤运 动饮料。Hyprol可使高强度运动后恢复体力时间缩 短一半，甚至可以预防过量训练对运动员产生的不 良影响。该运动饮料一般可以把恢复体力时间从 24h减少到10- 15 h。荷兰Maostricht大学用运动 员作临床试验研究，结果表明，运动员在运动后喝了 这种含肤饮料，血浆氨基酸含量大幅上升，造成大量 的膜岛素反应而刺激产生肝糖，使肌肉细胞修复得 更为迅速，运动员的体力恢复得更快。日本的不二 制油公司已将大豆多肤制成强化运动饮料，连续饮 用可明显增强运动员的体力和耐力，使肌肉疲劳迅 速消除并恢复体力。 我国对大豆多肤的研究起步较晚，但已取得了 一定成效，大豆多肤已实现工业化规模的生产，且产 品质量稳定，各项技术指标已达到国外同类产品水 平，这为研究、开发含有多肤的运动食品打下了良好 基础。24年，中国食品发酵工业研究院与国家运 动医学研究所合作共同研友的大豆多肤运动饮料， 经人体实验取得了较好的结果，同时也填补了我国 多肤运动饮料的空白。 随着科技的不断发展，愈来愈多的人开始认同 “运动+营养“这一新理念，运动营养成为保持健康 不可或缺的重要组成部分。大豆多肤与运动食品相 结合的产品有着巨大的市场开发潜力，它将为运动 食品的发展揭开新的篇章。 参考文献: 1 黄驷虹.大豆多肤的生理功能及应用(一)J.食品科 技，1999，3:50 - 51. 2 唐传核，等.大豆功能性成分的开发现状J.中国油 脂，2则，25(4):44-45. 3 刘传富，等.大豆多肤及其在食品工业中应用J.粮食 与油脂，2泣，10:31-32. 4 孙显慧，等.大豆多肤功能特性及其开发利用J.粮食 与油脂，21间，5:7-10. 5 Hua-Ming Chen et al.J.Agric Food Chem., 1955,43(3). 6 龚树立-大豆多肤研究概况及其在运动饮料中的应用 J食品与发酵工业，2侧，30(6):112 -117. 7 李书国.大豆功能性食品开发研究J.粮油食品， 1剪9，3(7):3-5. 8 李书国-大豆多肤的功能特性及加工工艺J.粮油食 品科技，2翩，8(1):14-15. 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