大豆多肽开发应用前景.pdf

医 药 产品 一 大豆多肽 开发应用前景 大豆蛋 白资源丰富 ，氨基酸组成 比较完全 ，是最优 良的植物蛋 白，是 食品加工中的重要原料。为了进一步 改善大豆蛋白的营养功能及其加工特 性 ，拓宽其应用领域 ，充分发挥大豆 蛋 白质在 维 系人体健 康 方面 的重要作 用 ， 提高 大豆产 品的 附加值 ， 把 大豆蛋 白有限水解 ，生成大豆多肽已成 为许 多研究者的选择。大豆多肽是指大豆 蛋 白质经过水解分离精制等过程而获 得的通常由36个氨基酸组成的相 对分子量低于 1 0 0 0的低肽混合物， 肽 类 的相 对分 子量主 要在 3 0 07 0 0 范围内， 其中还含有少量的游离氨基 酸、糖类等成分。 大豆多肽的生理功能 大豆 多肽 的必 需氨基酸组 成与大 豆蛋 白质完全一致 ，含 量平衡 且丰 宦 ， 而且多肽化合物更容易被人体消 化吸收，尤其是某些低分子的肽类 ，同 时还具有防病 、治病 、调节人体生理机 能 的功效 ，这些功 效是原 大豆 蛋 白质 及 其所组成的氨基酸所不具备的。因此可 以说 ，大豆多肽克服了大豆蛋 白质在营 养学上的弱点，具有比大豆蛋 白质更丰 富的营养和功能特性 ，是大豆蛋白质 的 最佳营养物质。 1 大豆多肽蕾莽特性曩低抗愿性 由于 大豆 蛋 白 的 7 S和 1 1 S有很 大 的抗原性 ，以及一些蛋 白质酶抑制因子 的存在 ，使 S P I 的消化率和生物效价大 大 降低。 而 用酶 免疫测定 法( E L I S A) 测得 大豆多肽其抗原性比原先的大豆蛋 白质 降低 了 0 1 1 。所 以在 食用 后不 会产生或很大程度上减弱了由大豆蛋白 质 引起 的过敏 反应 ，可满足 对干乳 蛋 白 或大豆 蛋 白易发 生过敏 反应 的人群 对氨 基酸的需要，尤其适用于生产低抗原性 的婴儿食 品。 2 大互多| | c 的矗吸收遗虞和吸收率 现代生物代谢研究表明 ，人类摄食 的蛋 白质 经消 化酶 的作用后 ，更 多的是 在 胃及 小肠 中水解生 成肽 ，并 以肽 的形 式 由肠 管 吸 收 。 在 合 成 肽 的实 验 中证 明 ，二肽 和三肽 的吸 收速度 比同 一组成 的氨基酸快。有人通过对白鼠强制喂食 蛋 白质 ，可 以看 出大豆 多肽 的吸收速度 和吸收率与其他蛋 白和氨基酸的混合物 相比都是最高的，而氨基酸混合物却格 外的低。这表明了肽类比氨基酸可以更 容易更快地被机体吸收利用。因此，大 豆多肽可作为肠道营养剂或流动食品用 于对蛋 白质 消化吸 收不 良或体 内缺 乏酶 系统而 不能 分解和 吸收 蛋 白质 的人群 。 3 大豆多肽的保健作用 大豆多肽具有降低血清胆固醇的功 能 。大 豆 多肽通过 刺激体 内 甲状 腺激 素 的分泌量增加 ，促进胆 固醇 的胆汁酸 化，从而阻碍肠道内胆固醇的再吸收并 促使其 排 出体 外 。 大豆多肽具有降血压作用。血管紧 维普资讯 医 药 产品 张转化酶( A CE ) 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 I ，在 A CE酶 作 用下 ，继 续 水解 产 生血 管 紧张 素 I l 。 血管紧张素 l I 致使血管强烈收缩，血压 上升。大豆蛋白经特殊的酶水解后得到 的大豆多肽可以抑制阻碍A CE 酶催化水 解血管 紧张素 I 成为血 管 紧张素 l I ， 从而 防止血 管强 烈收缩 ，降低 了血 压。 张智等报道大豆多肽可促进钙的吸 收。大豆多肽具有和钙及其他微量元素 有效结合的活性基因，可以形成有机钙 多肽络 和物 ，大大促 进钙 的吸 收。大豆 多 肽也 可 以添 加到普 通食 品中 ，使人在 日常膳食 中即可达到补钙 的 目的。此 外 ，大豆多肽还可以与铁、硒 、锌等多 种微量元素结合 ，形成有机金属络合 肽 ，是微量元素吸收和输送 的很好载 体 。 大豆多肽的加工特性 大豆蛋白质经过酶解以后具有优于 大豆蛋白的加工特性 ，比如高溶解性、 稳定性、高保湿性、乳化性、抗凝胶性 等。J F e n g等报道，目前大豆蛋白水 解 物在食 品中 的应 用主要 在于 它的加 工 特性，而不是它的营养特性。 1 大豆多肽的低渗透压 大豆 多肽溶 液 的渗 透压 处于 大豆 蛋 白质与同一组成的氨基酸之间。当一种 营养液的渗透压比体液高时就会发生人 体周边组织细胞中的水分向肠胃移动， 这样易引起营养素吸收的恶化，由高渗 透压 引起 的腹 泻就 是这 个原 因。通常 氨 基酸经常会发生这种问题，但大豆多肽 渗透压比氨基酸低得多。可以作为口服 以及肠道营养液的蛋白质源，使用大豆 多肽 比氨基酸更容易见效。 2 大豆多肽的高溶解性质 大豆多肽具有良好的溶解性 ，一般 大豆蛋白处于 P H值4 24 5 等电点 附近是会形成沉淀而分离，而大豆多肽 P H值能显示出良好的溶解性， 既不会减 弱食品蛋 白质营养价值 ，还能获得良好 的功能性质 ，从而大大拓宽了它在食品 和饮料中的应用范围。另外，大豆蛋白 加热易形成凝胶 ， 高温下变性 ，影响制 品的感 官品质 。大豆 多肽的溶 解性 不受 加热 的影响 。 因此 ，大豆 多肽应 用于饮 料工业尤其是在酸性或需要加热的条件 下作为蛋白质补充剂比大豆蛋 白稳定性 强 ， 应用范 围 比较 广泛 ， 不 易产 生沉 淀 。 另外 ，大豆 多肽还具 有抑 制蛋 白质凝胶 的形成 ，可 以调 整蛋 白质 食品 的硬度和 改善食感。例如 ，将大豆多肽添加到 肉 制品如火腿中，可以保持其鲜嫩可口的 性质 ，防止肉中肌蛋 白的硬化。 3 吸水性 蛋 白质 被水解 后 ， 分子 结构被破 坏 ， 大量 亲水基 团外 露 ，导 致大豆 多肽 明显 高于大豆分离蛋 白的吸水性。有人研究 了大豆分离蛋白与大豆多肽的吸水性和 P H值及温度的关系。 研究表明大豆分离 蛋 白吸水性 随P H 值 增大 而增 大 ， 而 大豆 多肽的吸水性受 p H 值改变的影响不大。 当温度在3 0 以后 ， 大豆分离蛋白吸水 性 随 温 度 升 高 而 下 降 ，而 大豆 多 肽 在 3 09 0 。 C范围内却随温度升高而增大 ， 而且不同种肽在不同的温度下 ， P H 值的 吸水 性基 本相 同。大豆 多肽这 种强 烈的 吸水性和保湿性能，将它添加到面包或 糕点等食 品中，可防止食品的失水老 化，保持其松软性。 4 低黏度性。高流动性 大豆蛋白含量提高到 1 0 以后，溶 液黏 度 随浓度直 线上升 ， 而 3 0 的大豆 多肽 溶液 的黏 度与 1 0 大豆蛋 白溶液 的 黏度 相 当 ，这是 由于 大豆蛋 白经酶 的水 解后 ，蛋 白质的网状结构被破坏，形成 分子量相对较小的肽类 ，嘭胀性减小 ， 导致黏度下降 ，它不像大豆蛋白那样黏 度随浓度的增加而上升 ， 即使5 0 的高 浓度时仍呈有低黏度性。比如 ，大豆蛋 白质一般在浓度为 1 5 时黏度就高达9 0 0 0 c P ，已不 易继 续浓 缩 ：而 采用 酶法 制取的大豆多肽溶液浓度达6 5 时黏度 只 有 2 2 0 0 c P，仍具有 很好 的流动 性和 较好的溶解度。大豆多肽的这一特性适 合 于高 蛋 白流体 食品使 用 ，即使添 加量 达 到 3 0 以上 也不腻 口。 5 促进徽生物的生长发1 _ 大豆 多肽 具有促 进微 生物 生长 发育 和活跃代谢的作用。实验表明，大豆多 肽能促进双歧杆菌的发酵作用以及促进 乳酸菌和霉菌等的增殖作用。把大豆多 肽用于生产酸奶、干酪、醋、酱油和发 酵火腿等发酵食品中，可以提高生产效 率、品质稳定性 、营养性和产品的风 味。 6 大豆多肽的抗氯化性 最近，大豆多肽的抗氧化性研究 也取得了一些进展，有人通过亚油酸 自动氧化鉴定并 分离 出大豆球蛋 白 l B c o n g l y c i n i n ) 的蛋 白酶 水解 物 中 6种具有抗氧化特性的多肽，此类多 肽具有捕捉 自由基以及螯合金属离子 作用，而且多肽中都含有组氨酸和酪 氨酸。此类多肽抗氧化机制还不是很明 确 ，有待进一步深入研究。 由于 大豆 多肽 的溶解 性好 ，吸 湿 性和保湿性强 ，易溶解于多种化妆品 溶 剂 ，水解得 到 的低肽 可 以与金属 元 素在一定条件下形成复合氨基酸络合 物。大豆多肽还具有一定 的抗氧化特 性，因此在头发及皮肤的护理上有一 定的作用，可用于一些修复型化妆品 的添加剂，如营养霜和面膜，可以快 速恢复皮肤 的光 泽与弹性 ，减 少皱 纹 ，对 延缓 衰老起 着积极 的作用 ；用 于护 发 ，有很好 的光 泽效果和 高效 的 保护作用， 使头发免受环境条件和化 学因素 的破坏 。 大豆多肽开发与应用现状 关于蛋白质改性研究的历史可以 追溯到 2 O世 纪 4 0年代 ，当时一 些西 方学者用酶法改性蛋白质来补充极其 紧缺的鸡蛋。 6 0 年代以来，随着生物 技术的进步和生命科学的发展 ，大豆 多肽的生理功能逐渐被人们所认识， 一 些活性肽的结构和功能逐渐明确， 也进一步推动了活性肽的研究 ，大豆 蛋白的酶法改性也成为众多学者关注 的课题 。美国和 日本在 这 方面一直 处 于领 先地 位。 1 9 7 4年 美国成 立 了 由 J A d i e Ni s s e n领 导的专 门研 究水 解蛋 白课题 的机构 ；从 7 0年代 到 9 0 年代 日本不- aj 油公司在 制油 副产 品 的开发中也致力于大豆多肽的研究 ， 从 产 酶 菌 的 选 育 ，到 水 解 工 艺 的 确 定 ，水解 产物 的脱苦均 取得 了技 术上 的突 破 。 日本 的 K O d e r a T O mO h i r O 和 AS a n O Mi n a O等也在 脱苦 方面 进 行了研究， 他们不添加任何苦味吸附 剂或掩盖剂 ，而是直接利用酶的作 维普资讯 医 药产 品 用 ， 他 们利 用一种 内切酶 切除 疏水性 末端氨基酸 ， 得到低苦味值 的肽类产 品。 这种肽可 以添 加到食 品、 药 品、 保 腱品以及调味料中， 并不会给产品带 来不良的风味。在国外的研究中，大 多数采用双酶法水解大豆蛋 白( 包括 大 豆分离蛋 白和大豆浓缩蛋白) ， 如 P e r M u n k N i e I S e n d等 和 M C n e i I Ma r c e I C采 用AI c a I a S e和 NeU t r a S e 酶 双 酶 分步 酶 解 ：J f e n g等 利 用 AI c a I a S e和 Ha v0 U r z y me酶 水解 大 豆分离蛋 白。水解产物添加到肉制品 中来改善肌肉组织的物理性能。M Qi ，NSHe t t i a r a c h C h Y等平 0 用 胰蛋白酶水解大豆分离蛋白来提高其 溶 解性及 乳化 性能 ，水解产 物可作 为 功能性成分添加到乳化产品或低 P H 值 的食 品 中。 他 们研 究发现 随着 水解 度 的 提 高 ， 乳 化 活 性 指 数 ( Em u I Si f Yi n g Ac t V i t v I n de X， E A” 也升 高 ，当水解 度达 到 1 5 时 E AI 达到最 大 为 1 1 2 2 ， 而 同浓度 条 件下大豆分离蛋白的E AI 为 O 5 5 O 。 由于研究 的进展速度 以及技术上 的保 密， 相关文献在分离提纯方面的报道 比较 少 ，有部 分 报道 如 P e r M u n k Ni e I S e n d等采用超滤和纳米滤对大 豆水解物进行分离纯化。 近年来 ，对大豆多肽的功能性研 究也取得了一些进展。日本不二公司 开 发的一种 大豆 多肽( 称 为 H D3 ) 、平 均 多肽链长 为 5 ，经 动物 实验证 实具 有优越的消化吸收性 ， 经抗原性评价 以及临床实验证实具有 很低 的过敏 性，可作为一些大豆过敏患者的食品 素材 ，同时也可作 为过敏 患者 的营养 补给。日本不二制油公司已将大豆多 肽制 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。还 有研究 发 现。从 胰蛋 白酶 水解 大豆蛋 白的酶 解 物中可获 得一种 六肽 ， 这种 肽能刺 激 巨噬 细 胞 和 多核 白细 胞 的吞 噬作 用 。 进一 步用蛋 白酶 ( P r o n a s e ) ， 获得 了同样 具有 免疫调节 作用 的四肽。 S0 n gE Ki m和 HY U C k Hwa Ki m等从 大豆蛋白中分离得到一种抗癌类肽。 国 内从 2 0世纪 8 0年代 也开始 了 大豆多肽的开发和应用研究。有数所 高校和一些研究机构进行 了大豆多肽的 研究 ，对大豆蛋 白的酶水解方面进行了 深入 的探 索 ，已在 蛋 白酶 的选 择 ，酶 解 工艺参数 ，水解液的脱苦、脱盐、分离 精 制等 方面 取得 了一定 的进展 。在水 解 方面 ，刘通 讯等 采用多 酶协 同作用对 大 豆分离蛋 白进行水解生产大豆多肽进行 了研究，最终选择多酶与F I a v o U r z y me 酶 采用 分步 加酶 方式作 为研 制大豆 多肽 饮 料 的 酶 解 条 件 。 吴 建 中 等 对 采 用 AI c a I a S e和 F I a V 0U r z y me酶 双酶 法分 步 酶解 工艺来 生产低苦 味 大豆多肽 的 方 法进 行 了研 究 。也有人 采用 单一酶 对大 豆蛋白进行水解 ，如刘大川 I 等采用碱性 蛋 白酶 ，确定其 酶解 条件 ；钱 方等研 究 了 胃蛋 白酶 水解 大 豆蛋 白的水 解 条件 ， 但这些水解产物苦味都 比较强。另外 ， 有 人利 用微生 物所产 蛋 白酶 对大豆 蛋 白 进行酶解。据李理、罗泽民等报道 ，他 们利用腐乳生产菌种梨形毛酶生产 出的 大豆多肽无任何苦涩味，可直接调配成 酸性蛋 白肽饮料。李理、潘进权等对液 体 发 酵 技术 制 备大 豆 多肽 进 行 了研 究。 结 果表 明 ，采用液体 发酵 法制备 的发酵 液蛋 白水解度较高 ，收率高。而且风味 色泽等感 官特性均优于酶法水解 的产 物 ，这一 方法是制 备大豆 多肽 的一种 很 有潜 力的 方法。在 功能及 应用 方面 ，吴 建平和 于江 虹等均 从大豆 酶解液 中得 到 了具 有 显著 降 ACE酶 活性 的低 聚 肽 组 分。我 国 的中国食 品发酵 工业研 究院 与 国 家体 育 总局运动 医学研 究所 合作 ，利 用大豆多肽研制出不同风味功能的固体 多肽饮料 ，即耐力型超速恢复冲剂和增 肌型超速恢复冲剂。在分离纯化方面， 大多采用膜法分离 ，采用超滤膜和纳米 滤膜 可有 效地去 除生物 大分子 、无机 盐 类 ，得到 所需分 子量 的肽链 。也有 采用 高效 毛细 管 电泳 及高压 液相 色谱 进行 分 离的，这些方法分离提纯效率高，但是 它们价格昂贵，只能适用于分离分析或 价值较高产品的分离，不适于大量的工 业化 生产 。从 当前 国内市场来 看 ，大豆 多肽的生产处于研究阶段，国内还没有 形成 大规 模的生 产 ，可 以说 国内市 场在 这方面基本上属于空白。 目前 ，大 豆多 肽研究 开发 存在 以下 主 要 问题 ：水解 物 的风 味 ，尤其 是苦 味 问题