大豆多肽的性质及其研究进展.pdfVIP

饲料添加剂 天袭蓉 肽 的性质及莫研 进展 ； ： ：誊 善 ：|= ： 蠹 ：善 ： 萎 葺 囊 ：篓 豢 量 蓦 萎 ：。 善 妻 害 ： 蔓 ： ：j 卢 亚萍冯杰 浙 江 大 学饲 料研 究所农 业部 动物 分子 营养 重点 实验 室 摘要大豆 多( S o y p e p 【 i d e ) 是 大豆蛋 白质经酶解作 用后 的 多肽 分子混合 物。与大豆蛋 白相 比， 大豆肽具有 更好 的理化性质 ， 含有 多种 生理活性物质 ， 在机体 内具有更 多种生理功能， 近年来 引起人们 的 广泛关注。 关键词 大豆 多肽 多肽分子混合物 大豆蛋 白 性质 中图分 类号 ： $ 8 1 6 7 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 2 8 1 3 ( 2 0 0 5 ) 1 1 一 O O 2 6 0 4 大豆多肽 是指 大豆蛋 白质经 蛋 白酶作 用后 ， 再经 特殊处理而得 到的蛋 白质 水解 产 物 ， 它 由大豆蛋 白质 水解后 的许多种多肽分子混 合物所组成 。它可以有效 改善原料蛋 白的各项理化 特性 ， 如无豆腥 味 、 无蛋 白变 性 、 酸性不沉淀 、 加 热不凝 固 、 易溶于 水、 流 动性好 等 ， 同时还能赋 予产 品特殊 生理活性 。与大 豆蛋 白相 比 ， 具有消化吸 收率高 、 提 供能量 迅速 、 促 进微 生物 生 长 、 促进脂肪代谢和低过敏原性等 。 1 大豆多肽的理化性质 据资料报道， 小分子大豆多肽不仅具有很好的溶 解性 、 低黏度 、 抗凝胶形成性 ， 而且在 体 内消化吸收快 ， 蛋白质利用率高； 大豆肽具有低抗原性， 不会产生过敏 反映 ； 能促进发酵产 生有益分泌物 ； 能增 强运动员 体能 和肌 肉， 促进 肌红 细胞复 原 、 帮助恢 复疲 劳 ； 另 外 大豆 肽具有生理活性 。 1 1 大豆多肽的组成 大豆多肽是平均肽链长度为 2 1 0的短肽 ( 以 2 3的低分子肽 为主 )， 还含 有少 量 的游 离氨 基酸 、 糖类 和无机盐成分 ( 见表 1 ) ， 相对分子质量 以低 于1 0 0 0 的为 主体 ， 主要溶出峰位 置在相对 分子 质量 3 0 07 0 0范 围 内。大豆肽的相对分子 质量 大小 、 肽链 长短以及各种 收稿 日期： 加0 5 0 7 2 1 2 6 膏完 l l。 “ _t w一 理化性质 由所选用 的酶类 、 水解 条件 和分 离方法而定 。 大豆肽的蛋 白质含量 为 8 5左右 ， 其氨基 酸组 成几乎 完全与大豆蛋 白质相 同 ， 通常是 由3 6个氨基酸组成 ， 必需氨基酸的平衡 良好且含量丰富 。 表 1 大豆多肽的成分构成 1 ， 2 大豆多肽的溶解性 大豆多肽在不 同 p H 、 温度 、 离 子强度 、 氮浓度 条件 下都是可溶的。其比未经水解的大豆分离蛋白溶解度 有极 大的提 高 ， 超过 9 0， 这 主要是 因为 酶解 引起 蛋 白质相对分子 质量 的减少 ， 端 基极 性基 团增加 使溶解 度增加。尤其在 p H 4 2等电点处水解液中溶解度的测 定表明大豆多肽不仅提高了一般 p H下蛋 白质的溶解 度 ， 更重要的是大大改善 了在等 电点时蛋 白溶解度 。 1 3 大豆 多肽 的黏度 大豆蛋 白质黏度 随浓 度 的增 加 而显著增 加 ， 在等 电点 p H4 3 左右几乎完全沉淀。而大豆肽蛋白由于其 相对分子质量较低 ， 黏度随 浓度 增高 时变 化不大 ， 并且 随 p H变化 ， 即在酸性或中性 条件下 大豆 多肽蛋 白的流 动 I生无极 大差 异 ， 不易 凝 固。选 用毛细 管黏 度计不 能 维普资讯 测定大豆分 离蛋 白黏度 ， 故 而大 豆分离 蛋 白黏 度 明显 要高于大 豆 多肽 蛋 白， 黏 度并 不 因 p H变化 而 急剧 变 化。 1 4 大豆多肽 的吸水性 大豆多肽 的吸水性明显高于大豆分离蛋 白的吸水 性。这主要是 蛋 白质被 水解 后 ， 大量 亲水基 团外 露 的 缘故 。从 p H对大豆蛋白和大豆多肽吸水性 的影 响看 ， 大豆分离蛋白吸水性随 p H增大而增大， 这是因为 p H 的改变影响到 蛋 白质 分子 的净 电荷数 ， 从 而改变 了蛋 白质 一蛋 白质 和蛋 白质 一 水 的相 互作 用力 ， 导致 吸水 性 的改变 。而 p H变化所 导致 的净 电荷 变化不 足以改 变大豆肽分子 与水 的作用力 ， 因此大 豆 多肽 的 吸水性 受 p H改变 的影响不 大。大豆分 离蛋 白吸水性 随温度 升高而下降 ， 这可能是温度 升高后 ， 氢键减少 而导致吸 水性下降 ， 也 可能 由于蛋 白质发 生变 性或 聚集作 用引 起吸水性下降。然而大豆多肽在 3 o 9 0范围内却随 温度升高而增 大 ， 而且 2 种肽在 不同的温度和 p H的吸 水性基本相 同。 2 大豆多肽独特的生理功能 2 1 大豆 多肽 的易消化性 许多研究表明 ， 初生动物消化 系统 没有发育成熟 ， 消化吸收蛋 白质 和氨基 酸能 力有 限 ， 大豆 多肽不 仅具 有与大豆蛋 白质相 同的必需 氨基 酸组成 ， 而 且其 消化 吸收性 比蛋 白质更佳 ， 吸收速度 快 ， 利 用率 高 ， 还 能最 大限度的加速氮 的同化 。小肠黏膜功 能缺陷 的 比较研 究表明， 即使不同的氨基酸系统转运能力已明显减弱， 肽载体仍能参与游离氨基酸的吸收。与游离氨基酸配 合 日粮相比， 肽溶液的离子强度转低， 可以防止 由离子 强度过高而引起的腹泻。大豆多肽还能通过血 中血蛋 白的升高降低 了小 肽对 水与 电解质 的排 泄 ， 达到 了预 防腹泻的效果 。另有研究表 明 ， 初生动物腹泻 时 ， 由于 小肠黏膜受损 ， 刷状 缘肽酶 活性 降低摄 入完 整蛋 白质 会加重腹泻 和营养 不 良状态 ； 而二肽 的吸 收基本 上不 受影 响， 9 0的二肽酶活性和 4 0 一 6 0三肽酶分布 在细胞浆 内 ， 尽 管肠 黏膜病 变可 导致 细胞浆 肽酶 活性 部分降低 ， 但肠 黏膜 细胞浆 对二肽 和三 肽 的消化 能力 没有明显 的降低 。 2 2 大豆多肽对微生物发酵 的促进作用 大豆多肽具有促进微生物生长发育和 活跃 代谢的 饲料添加剂 作用 ， 相同组成的氨基酸或大豆蛋白质则没有这种作 用效果 。大豆多肽能促 进乳酸菌 、 双歧杆 菌 、 酵 母及其 他菌类的增殖作用， 并促进有益代谢物的分泌。 在反刍动物方面 ， 体外研究 显示 ： 通过 与一定 浓度 的底物结合 ， 肽 比游离氨 基酸有 更大 的促微 生物 生长 的效果。肽可以被整合成微生物菌体蛋 白， 而且是瘤 胃微生物生长所必需 的。使用 1 1 0 0 m g L的小 肽 一 氨基酸混合物， 可以增加瘤 胃有益菌群合成菌体蛋白 质 的能力 ， 只要 1 0 m g L的小肽浓度即可达 到有益菌生 长最理想的浓度。肽还可以为纤维分解菌生长提供支 链挥发性脂肪 酸 ， 保证了瘤 胃内纤维物质 的充 分消化 。 纤维分解 菌生长需要来 自于支链 氨基酸 的支链 挥发性 脂肪酸 ， 若高粗料型 日粮 中真蛋 白质不 足 ， 瘤 胃支链氨 基酸和肽 含量低 ， 则 导致纤 维分 解菌 支链挥 发性脂 肪 酸缺乏， 使生长受抑。肽可能会提供支链氨基酸。 2 3 大豆多肽促进脂 肪和矿物质 的吸收 大豆多肽还可以促进脂质代谢 。 日本 学者小松卡 夫等人在 治疗儿 童肥胖 过程 中发现 ， 大豆肽 比牛乳更 能提高基 础代谢水平 ， 使食后 发热量增加 ， 促进 能量代 谢进行 ， 并且 可 促进 皮 下脂 肪 减 少。崔 洪斌 ( 2 0 0 1 ) 报 道， 大豆肽能有效减少体脂肪 ， 同时保持骨骼肌重量不 变。高长城等( 2 0 o 1 ) 报道 ， 给小 白鼠饲 喂大豆肽时发现 能刺激产 生热能 的褐 色脂肪组 织 B A T活性 ， 提 高 甲状 腺在血液中的浓度 ， 并随大豆肽服用量的增加 而提高 。 大豆多肽可与钙、 锌、 铜、 镁、 铁等金属离子和微量 元素形成络 合物 ， 保 护一些 金 属离子 和人体 所必需 的 微量元素不被植 酸 、 草酸 、 单 宁所沉淀 。可使微 量元素 处于 良好 的可溶状 态 ， 有利 于被 机体 吸收。可显 著促 进钙 、 磷等 矿物质 和其 他微 量元素 的 吸收。大豆 多肽 作为这些 离子 的载体 ， 在 补充 矿物质 的同时补充 了优 质蛋 白质 ， 起 到提 高机体 免疫 力 、 抗疲 劳 、 快 速恢 复体 力等保健作用。 2 4 大豆多肽调整体 内血糖 浓度 葡萄糖是运动 中的首要 能源 ， 在剧烈运动过程 中， 机体必须保持一定葡萄糖含量。小 鼠游泳9 0 m i n 后测 葡萄糖含 量 ， 添加肽组与对 照组相 比差 异显著 ， 且肽摄 入量越大， 血清中葡萄糖含量越高， 因此肽可以作为稳 定血糖的调节 剂。陈晓光 等( 2 0 0 0 ) 报道 ， 大 豆肽对 a一 葡萄糖苷酶有缓慢抑制作用， a一葡萄糖苷酶主要分布 饵科研究 lRi I l I ! 2 7 维普资讯 饲料添加剂 于肠微绒毛上 ， 它的作用 是迅速分解糖 供体 内葡 萄糖 ， 因此 大豆肽 同其他碳 水化 合物 和糖类 一起使 用 时 ， 不 受胰岛素分泌量的影 响， 能起到抑制血糖急速上升的 作用。 2 5 大豆多肽能 降胆 固醇 、 降血脂 、 降血压 2 0 世 纪初 ， 人们 发现大豆蛋 白具有 降血 脂和胆 固 醇的作用 ， 大豆蛋白水解 物 一大豆多肽 具有 同样功 能 ， 而且效果更佳 。大豆多肽具 有抑制肠道 内胆 固醇 的吸 收， 刺激甲状腺素的分泌增加， 促进胆汁酸化并排出体 外。其含有 的多种血 小板凝 集 阻碍肽 、 血纤 维 蛋 白抑 制肽 ， 能降低血脂 的浓度 和黏稠度 ， 防止血凝块 的产生 和破坏血凝块 ， 从 而达到抗血 栓形成 ， 降低血 清胆 固醇 和调节血脂 的 目的。陈历俊 ( 1 9 9 8 )报 道 ， 2 0 0 m s k s 体 质量 的肽摄入 量导致 血清 甘油 三酯 的含量显 著 降低 ， 1 0 1 3 0 m s k s 和5 0 13 0 m s k g的添加量对甘油三酯和血清 胆 固醇的影 响均表现 出特别 显著 的效 果 ， 表 明大 豆多 肽具有显著降低胆固醇和血脂的作用。 大豆 多 肽 混 合 物 中可 分 离 出 aA m P r o一 aL y s ， L e uP r oI J e uAm P h e一 aVa l P r o T y rP r oGi nA m T y rGl yI J e uP r oP r oAm P r o L v s l l e P r o P r o ， L e uL v s T y r几种短 肽能抑 制血管紧张素转换酶 ( a n g i o t e n s i n c o n v e r t i n g e n z y n l e ， 简 称 A C E ) 的活性。A C E是一 种 羧二 肽酶 ， 血管 紧 张素I 在 A C E的作用下生成 活性很强 的升血压活性肽血 管紧 张素 ， 后者作用于血管平滑肌， 造成血管收缩， 使血压 持续性 的增 高。作 为 A C E抑制剂 的大豆多肽可以减少 血管紧张素 的形成 ， 防止血管末端收缩 ， 达到降血压 的 目的。 2 6 大豆多肽的低过敏原性 过敏反映是一种异 常的病理性 免疫 应答。牛乳蛋 白和大豆蛋 白会导 致典 型的 过敏反 映。崔洪斌 ( 2 0 0 1 ) 报道， 食物摄入前， 对过敏原分子大小和分子构性的破 坏是 产物过 敏性 降低与 去除 的先决 条件 ， 其 中蛋 白质 降解是最为有效的方法。青山敏明报道， 将大豆肽除 去不溶性组分后 ， 用酶联 免疫测定法 ( E I J S A ) 进 行基础 研究 ， 结果发现 ， 大豆多肽 的抗原性 比大豆蛋 白质降低 1 1 0 0 1 1 0 1 3 0 。大豆多肽与人体 中的抗 原提示细胞 中 的免疫遗传因子 I Q抗原相互作用 ， 使 T细胞和 B细胞 被活化 ， 随即产生球蛋白 E， 球蛋 白 E与过敏素结合， 2 s 爵兜 t ， ： K t i i 。 j l 。 ，、 使过敏素失去作用。 3 大豆多肽的应用 3 1 大豆多肽在食品上的应用 与传统大豆蛋 白相 比较 ， 大 豆多肽 具有易 消化 吸 收、 能迅速给肌体提 供能量 、 无 蛋 白变性 、 无 豆腥味 、 无 残渣 、 分子量小 、 易溶 于水 、 在酸性条件下 不产生沉淀 、 溶液黏度低 、 受热不凝固等特性， 可以广泛应用到食品 加工业 。 3 1 1 大豆多肽在保健食品上的应用 人体 的免疫系统是机体抵御外来 细菌 、 病 毒 、 化 学 毒物侵犯 的一个重要 防御 系统 。它 由 2部分 组成 ： 细 胞免疫与体 液免疫 。蛋 白肽对 机体免 疫 系统最 敏感 、 最直接的表现是 ： 蛋 白肽是 维持 免疫 细胞功能 的核 心 物质 ， 以细胞免疫 中最重要 的淋 巴细胞为例 ， 当受抗 原 细胞的活化后 ， 能迅速增殖并合 成大量 的抗体 ， 对 蛋 白 肽的需求能 迅速增 加 ， 但是 体 内储 存 的蛋 白肽 是有 限 的， 不能满 足需求 。而在这 时补充 外源 性蛋 白肽能及 时提供细胞 活化后 所需 的能 量和原 料物 质 ， 从 而产 生 大量的免疫 细胞 和抗体 ， 使 机体 的免疫 力迅速 得 到提 高 。外源性蛋 白肽 可促 进淋 巴细胞 的增生 ， 增 强 巨噬 细胞 的吞噬活性和杀伤能 力。在 年老体 弱及营养 不 良 致使机体免疫功 能受 到抑制 时 ， 补充 蛋 白肽 可恢 复正 常的免疫功能 。人 体在特 定 的生理 条件 下 ( 如 外科 手 术、 败血症 、 烧伤等) 补充外源性蛋白肽 ， 不仅可增强机 体的免疫功 能 ， 更有助于维持 细胞和体液 的免疫应答 ， 还能解除免疫抑制 。因此大豆多肽 的提高免疫 力性使 其作为保健性食品的应用上有很大的发展。 3 1 2 大豆多肽在运动饮料 中的应用 大豆蛋 白活性 肽类 饮 料是 西 方流行 的功 能性 饮 料 ， 既能解渴 和补充水分 ， 又能 为人 体提供所必 需的蛋 白肽 。在运动饮料 中添加大 豆蛋 白活性 肽 ， 正是适 应 了当代人及 时补 充运 动消耗 的各种 营养 素 的需 求 ， 同 时可起到提高机体免疫力 、 抗疲 劳 、 快 速恢复体 力等保 健作用 。饮用添 加大 豆蛋 白活性肽 的运动 饮料 ， 能使 饮用 者在 吸收各 种营 养成分 的 同时 ， 减少对 热量 物质 的摄入量 ， 长期饮用可 明显增强 体力和耐 力 ， 并 能显著 控制减肥 ， 特别适 合 中青年 肥胖 者使用 。还 可使饮 料 中的其他微 粒成 分均 匀地分 布在 溶液 中 ， 不 易产 生沉 淀和分层现象。 维普资讯 3 1 3 大豆 多肽在发酵食品中的应用 大豆多肽对 微生 物有增 殖效 果 ， 并 促进 有益 菌 的 代谢分泌， 促进微生物的生长、 发育和代谢 ， 被广泛应 用于发酵工业。在谷氨酸发酵 中， 大豆蛋白肽替代等 量 的氮源 ， 镜检菌种生 长旺盛 ， 发酵周期缩短 4 6 h ， 产 酸率也得到了相应的提高， 从而提高了生产率。在酸 奶生产发酵剂的制备 中 ， 加入 1的大豆 蛋 白肽 ， 不仅 提高了产品的 营养价值 ， 而且在 稳定产 品质 量方 面也 起到 了积极的作 用。 3 2 大豆多肽在医药行业 中的应用 大豆 多肽 含 有 降 压 肽 、 降 胆 固醇 肽 、 抗 肿 瘤 肽 、 C P P S等肽段， 所以可以用于医药行业中， 生产出相应功 效 的药品 ， 如标 本兼 治 的降压灵 、 强力补 钙 剂、 肿瘤 抑 制剂等。不过 ， 在医药行业中， 经酶解法或微生物分解 法所得到的大豆混合多肽， 必须经过分离提纯 ， 方能在 较小剂量 的情 况下 达到 理想功 效 ， 虽然 提高 了加工 成 本， 但药品的附加值也将大幅度提高。 3 3 大豆多肽在畜牧业生产上的应用 大豆 多肽包含 一些 寡肽 ， 这些 寡肽在 动物 胃肠 道 中不水解 ， 不 受抗 营养 因子 ( 如植 酸) 的干 扰而 直接被 吸收， 且比单个氨基酸的吸收速度快。这些寡肽能刺 激瘤胃内纤维分解菌的生长及在动物体内发挥激素功 能 ， 故 以寡肽作为饲料添加 剂正 引起人们 的兴趣 。 3 4 大豆多肽在仔猪生产 中的应用 早期断奶仔猪消化系统和免疫系统都未发育成 熟， 应选择氨基酸平衡性好、 消化率高、 低抗原的优质 蛋白质 源。大 豆是一种 优质 的蛋 白质源 ， 但 因大 豆抗 原蛋 白会引起 断奶仔 猪 的过敏反 映 ， 而使 大豆在 早期 断奶仔猪 中的应用受到限制。与其他 的大豆 蛋 白产 品 相比 ， 大豆多肽因为具有 易消化吸收性 、 低 抗原性 以及 促进发酵作用而在断奶仔猪 的应用 中具有很 大的优越 性。饲 喂大豆 多肽可 预 防早 期断 奶仔猪 的腹 泻 ， 还可 以在仔猪发生 腹泻后 ， 减 轻腹 泻症状 和改 善营养 不 良 状态 ， 并可减 少对早期断奶 仔猪的应激 ， 保证 多种氨基 酸的摄取 ， 促进生长发 育。同时 ， 大豆多肽对 双歧 杆菌 的增殖作用， 对断奶仔猪也非常有益， 其可通过维持肠 内菌群平衡， 提高仔猪免疫力 ， 抑制肠腐败菌， 减少幼 龄仔猪 的断奶 应激 。综 上所述 ， 大豆 多肽作 为断奶 仔 猪 日粮 中蛋白质 源具有 良好 的应用前景。 饲料添加剂 4 大豆多肽研究现状与应用前景 2 0 世纪 6 0年代初， 美国首先研制出大豆多肽， 9 0 年代初 ， 大豆多肽被美 国食品药品管理局 ( f 1 ) A ) 批 准为 “ 肠道营养剂” ， 大豆多肽产品在美国年销售额达上千 亿美元。 日 本于 2 0 世纪 8 0年代初开始研制大豆肽， 而 我国是于 2 0 世纪 8 0 年代中后期开展了大豆多肽的生 产和应用研究 。 目 前 国外大 豆蛋 白活性肽 已广 泛用 于幼儿食 品 、 运动员食品、 优质面包 、 焙烤食品、 强化营养食品及饮 料 中。从发展 前景 看 ， 大豆 蛋 白活性 肽 的研究 与开 发 已成为 国际 上新兴 的高科 技生 物领域 的热 点 ， 是具 有 极大市场潜力 的朝 阳产业。我 国对大豆 多肽