（食品科学与工程专业论文）豆豉多肽和大豆多肽的抗氧化性及凝胶性研究.pdf

摘要 食品中的抗氧化多肽，对于各种跟自由基有关的疾病有很重要的预防作用，又由于其作用温 和、天然安全及无毒副作用，因而这些肽在食品中的产生以及应用引起了人们的广泛关注。本论 文研究了传统发酵大豆食品豆豉中的抗氧化多肽也进行了大豆蛋白水解抗氧化多肽应用方 面的研究。主要内容如下： 1 评价了我国三种有代表性的豆豉的抗氧化性，发现各种豆豉都有较强的自由基清除能力。 其中，多肽是很重要的一类抗氧化成分，且这些多肽的抗氧化专一性不强。 2 对抗氧化活性较强的细菌型豆豉黔西豆豉粑中的抗氧化多肽进行了分离纯化第一次 从传统的大豆发酵食品中分离到一条抗氧化多肽，它约有5 8 个氨基酸残基构成其j c 5 0 值约为 5 7u m ，有很强清除a b t s 和d p p h 自由基的能力，并且在油酸氧化体系中可以抑制亚油酸氧 化。 3 研究了细曲型豆豉前发酵过程中异黄酮及萤白的变化对豆豉抗氧化性的影响，发现b 葡萄 糖营酶的活力很低，异黄酮由糖营型向苷元型的转化很少，对发酵过稗中豆豉的抗氧化性变化影 响很小；而豆豉中大部分蛋白都转化成了游离氨基酸和低分子量的多肽，这些多肽的构成中有很 多是与抗氧化性相关的氨基酸，因而多肽对发酵过程中豆豉抗氧化性的提高有很大作用。 4 用d p p h 自由基清除法和a b t s 自由基清除法评价豆豉的抗氧化性，发现豆豉对这两种 自由基都有清除能力，且这两种方法之间有显著的相关关系( r 2 = o 6 7 ，p 00 5 ) 。因而这两种方 法都是用来评价发酵大豆食品的抗氧化性的适宜方法。 5 大豆蛋白水解产物有较强的抗氧化活性，但其凝胶性却很差，限制了其在食品中的应用。 通过研究发现低分子量、低表面疏水性可能是其低凝胶性的原因。尽管抗氧化肽有助于提高凝胶 的抗氧化活性但是它也抑制了巯基与二硫键发生交换反应，降低了多肽的凝胶性。谷氨酰胺转 氨酶处理能够提高大豆蛋白水解产物的凝胶性，并且在形成凝胶后其抗氧化活性不发生变化。 6 本研究也试图通过自然发生的荚拉德反应来提高抗氧化多肽的凝胶形成性。大豆蛋白抗氧 化肽与凝结多糖在一定的条件下可以发生美拉德反应，形成多肽多糖聚合物，即糖肽。多肽与多 糖通过共价键结合，减少了多肽分子上的游离氨基，降低了分子之间的斥力，因而对提高凝胶性 有一定的帮助。另外糖肽不但有很好的凝胶形成性与乳化性，而且其抗氧化性比原米的多肽高。 糖肽有较好的乳化性，这对于多肽的抗氧化能力的提高也有一定作用。凝结多糖是一种水不溶性 多糖，它与大豆多肽的聚合对提高了它本身溶解性很有意义。这个糖肽是在类似自然的条件下得 到的，没有添加任何化学试剂。 关键词：大豆多肽抗氧化性，发酵大豆食品，凝胶形成性 a b s t r a c t f o o dd e r i v e da n t i o x i d a t i v ep e p t i d e sa r ec o n s i d e r e dt ob eh e a l t h y , m o d e r a t e ，s a f e t ya n dn o n t o x i c i t y , a n dt h e ya r et h o u g h tt ob eh e l p f u lt op r e v e n ts o m ef r e er a d i c a l r e l a t e dd i s e a s e s ，s u c ha sc a t a r a c t ，c a n c e r c a r d i o v a s c u l a ra n di n f l a m m a t o r yd i s e a s e sm a n yr e s e a r c h e sh a v eb e e nf o c u s e do ns o y b e a n d e r i v e d p e p t i d a sa n di t sa p p l i c a t i o ni nf o o d t h i sp a p e rm a i n l yw o r k so nt h ee v a l u a t i o no ft h ea n t i o x i d a n t a c t i v i t i e so fd o u c h i ，at r a d i t i o n a lf e r m e n t e ds o y b e a nf o o di nc h i n a ，t h ep u r i f i c a t i o no fa n t i o x i d a t i v e p e p t i d ef r o md o u c h ia n dt h ea p p l i c a t i o no f t h ea n t i o x i d a t i v ep e p t i d e sf r o ms o yp r o t e i nh y d r o l y s a t e s t h e m a i nc o n c l u s i o n sa r ef o l l o w i n g ： 1 t h ea n t i o x i d a n ta c t i v i t i e so ft h r e em a i n t y p ed o u c h ii nc h i n aw e r es t u d i e d e a c hd o u c h i p o s s e s s e sa n t i o x i d a n ta c t i v i t y p e p t i d e sp l a ya ni m p o r t a n tr o l ea sa na n t i o x i d a n tc o m p o n e n ti nv a r i o u s d o u c h ia n dm a n yp e p t i d e sw i t hd i f f e r e n tc o n s t i t u t e da m i n oa c i d ss h o wr a d i c a ls c a v e n g i n ga c t i v i t i e s a p e p t i d ew i t hs t r o n ga n t o x i d a n ta c t i v i t y ( i c s o = 5 7 a m ) ，w a si s o l a t e df r o mab a c t e r i a l - t y p ed o u c h if r o m g u i z h o u ，c h i n ai tc o n s i s t so fa b o u t5 - 8a m i n oa c i dr e s i d u e s ，c a l ls c a v e n g ea b t sa n dd p p hr a d i c a l s a n de x e r t ss t r o n gi n b i b i t i o ne f f e c to nt h el i n o l e i ca c i do x i d a t i o ni nl i n o l e i ca c i dm o d e is y s t e m 2 c h a n g e si nt h ea n t i o x l d a n ta c t i v i t ya n ds o m es o y b e a nc o m p o n e n t si n v o l v i n gi na n t i o x i d a n t a c t i v i t yo fb a c t e r i a l - t y p ed o u c h id u r i n gf e r m e n t a t i o np r o c e s sw e r ei n v e s t i g a t e d i tw a sf o u n dt h a tt h e a n t i o x i d a n ta e t i v i t yo fd o u c h iw i l li n c r e a s ed u r i n gt h e2 4 一h o u rf e r m e n t a t i o nu n d e rs o m ec o n d i t i o n s ，a n d t h ec h a n g e si ns o y b e a nc o m p o n e n t sc a ni m p a c ti m p o r t a n t l yo nt h ec h a n g e si na n t i o x i d a n ta c t i v i t yo f s o y b e a nd u r i n gf e r m e n t a t i o np r o c e s s t h ei n c r e a s eo fa n t i o x i d a n ta c t i v i t yo fb a c t e r i a l - t y p ed o u c h ii s m a i n l y d u et ot h eh y d r o l y s i so fs o yp r o t e i nb ys o m ep r o t e a s e sd e r i v e df r o mb a c t e r i ad u r i n g f e r m e n t a t i o np r o c e s s p r o t e o l y s i sw i l ll e a dt ot h ep r o d u c t i o no fs o m ep e p t i d e s ，w h i c hw i l lc o n t r i b u t et o t h ei n c r e a s eo fa n t i o x i d a n ta c t i v i t yo fd o u c h id u r i n gf e r m e n t a t i o n a n di tw a sa l s of o u n dt h a tt h e c h a n g e s i ni s o f l a v o n eh a v em i n o re f f e c to f ft h ec h a n g e si na n t i o x i d a n ta c t i o no fd o u c h id u r i n g f e r m e n t a t i o n 3 t w or a d i c a l s ，a b t sr a d i c a la n dd p p hr a d i c a lw e r ee m p l o y e dt oe v a l u a t et h ea n t i o x i d a n t a c t i v i t yo f d o u c h i a l t h o u g ht h es c a v e n g i n ga c t i v i t ya g a i n s ta b t sr a d i c a la n dd p p hr a d i c a lo f v a r i o u s d o u c b ia r ed i f f e r e n t ，as i g n i f i c a n tc o r r e l a t i o n ( r 220 6 7 ，p ( 0 0 5 ) e x i s t si nt h et w or a d i c a l si ne v a l u a t i n g t h ea c t i v i t i e so fd o u c h ih e n c e ，t h et w or a d i c a l sa r ea l lu s e f u l li ne v a l u a t i n gt h ea n t i o x i d a n ta c t i v i t yo f f e r m e n t e ds o y b e a nf o o d s 4 g e l - f o r m i n ga b i l i t ya n d1 ，1 - d i p h e n y l 2 - p i c r y l h y d r a z y l ( d p p h ) r a d i c a l s c a v e n g i n ga c t i v i t yo f t h ep e p t i ch y d r o l y s a t ef r o ms p lw e r ei n v e s t i g a t e d t h eg e l - f o r m i n ga b i l i t yo fm i x t u r e sc o n s i s t e do fs p i a n di t s h y d r o l y s a t ed e c r e a s e da st h ep e r c e n t a g eo fh y d r o l y s a t ei n c r e a s e d t h ei n f e r i o rg e l - f o r m i n g a b i l i t y o ft h eh y d r o l y s a t ew a ss h o w nt ob er e l a t e dt ob o t ht h el o ws u r f a c eh y d r o p h o b i c i t yo ft h e h y d r o l y s a t ea n dt h ed r o pi ns u l t h y d r y le x c h a n g er e a c t i o n sd u r i n gg e l a t i o n a l t h o u g ha n t i o x i d a n t si nt h e s h mc o u l db eh e l p f u li ne n h a n c i n gt h er a d i c a l s c a v e n g i n ga c t i v i t yo ft h ep e p t i d e b a s e dg e l ，t h e y i i 中国农业大学博士学位论文a b s t r a c t s u p p r e s s e dt h eo x i d i z a t i o no fs u l l h y d r y l si n s h - s ，s i n t e r a c t i o n a sar e s u l to ft h i s ，a n t i o x i d a n t s p r e s e n tr e d u c e dt h eg e l - f o r m i n ga b i l i t yo ft h es h mt h ea d d i t i o no ft g a s ei m p r o v e dt h eg e l - f o r m i n g a b i l i t yo fs h mam i x t u r eo f7 0 s p ia n d3 0 h y d r o l y s a t ei nt h ep r e s e n c eo ft g a s er e s u l t e di nag e l w i t hg o o dg e l l i n gp r o p e r t ya n dh i g hr a d i c a l - s c a v e n g i n ga c t i v i t y 5 s o yp r o t e i nh y d r o l y s a t ew a sc o n j u g a t e dw i t hc u r d l a nt h r o u g hn a t u r a l l yo c c u r r i n gm a i l l a r d r e a c t i o nt oe x t e n di t sa p p l i c a t i o ni nf o o dp r o c e s s l n g t h eg e l f o r m i n ga n de m u l s i f y i n gp r o p e n i e so fs o y p r o t e i nh y d r o l y s a t e sw e r es i g n i f i c a n t l yi m p r o v e d ( p 0 0 5 ) b yc o n j u g a t i o nw i t hc u r d l a n t h es o y p r o t e i nh y d r o l y s a t e c u r d l a nc o n j u g a t e ( s p h c c ) s o yp r o t e i ni s o l a t e ( s pj ) m i x e dg e lh a dam u c ht h i c k e r n e t w o r kt h a nt h es o yp r o t e i nh y d r o l y s a t ea n ds p im i x e dg e lj u d g e df r o ms c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p i c i m a g e s t h ei m p r o v e m e n to fg e l l i n gp r o p e a i e so fs o yp r o t e i nh y d r o l y s a t eb yc u r d l a nc o n j u g a t ew a s a t t r i b u t e dt ob o t ht h ed e c r e a s ei nt h er e p u l s i v ef o r c e sa m o n gs o yp r o t e i nh y d r o l y s a t e sa n dt h ei n c r e a s e i nt h es o l u b i l i t y t h ec o v a l e n tb i n d i n go fs o yp r o t e i nh y d r o l y s a t e sa n dc u r d l a na l s os h o w e dap r o f o u n d e f f e c to nt h ea n t i o x i d a t i v ea c t i v i t yo ft h es o yp r o t e i nh y d r o l y s a t e s t h eh i g h e ra n t i o x i d a t i v ea c t i v i t yo f s p h c cw a sr e l a t e dt ot h ep e p t i d er e d u c t a n t sp r o d u c e df r o mt h em a i l l a r dr e a c t i o na n dt h eh i g h e r e m u l s i f y i n gp r o p e r t yo f s p h c c t h ec o n j u g a t e so f s o yp r o t e i nh y d r o l y s a t ea n dc u r d l a nc a nb eu s e da sa f u n c t i o n a lf o o da d d i t i v eh a v i n ge x c e l l e n tg e l - f o r m i n g ，e m u l s i f y i n gp r o p e r t i e sa n da n t i o x i d a t i v ea c t i v i t y k e y w o r d s ：s o yp e p t i d e ，a n t i o x i d a n ta c t i v i t y , f e r m e n t e ds o y b e a nf o o d ，g e l f o r m i n ga b i l i t y i i i a b t s a c n a n s d h d p p i - i d t n b g d l h p l c m e s o 队 p b s p - n p g s d s p a g e s e m s h m s p h c c s p h c m s p i t b a t f a t g t l c t n b s t r o l o x 缩略词表 2 ，2 - a z i n o b i s - ( 3 - c t h y l b e n z o t h i a z o l i n c 6 - s u l f o n i ca c i d ) 乙睛 1 - a n i l i n o 一8 - n a p h t h a l e n e s u l t b n a t e 水解度 i 1 一d i p h e n y l 2 - p i c d , t h y d r a z y l 5 , 5 - d i t h i o b i s ( 2 - n i t r o b e n z o i ca c i d ) 葡萄糖艘i 5 一内酯 高敬液相色谱 2 - m o r p h o l i n o e t h a n e s u l f o n i ca c i d o p h t h a l d i a l d e h y d e 磷酸缓冲 c p - n i t r o p h e n y l 一- d - g l u c o p y r a n o s i d e 十二烷基磺酸钠一丙烯酰胺凝胶电泳 扫描i 乜镜 人豆分离蛋白一大豆分离蚩白水解产物混合物 糖肽 犬豆多肽一凝结多糖棍含物 大豆分离蛋白 硫代巴比妥酸 三氟乙酸 谷氨酰胺转氨酶 薄层层析 2 4 ，6 - 三硝某苯磺酸 6 - h y d r o x y 一2 ，5 7 ，8 - t e t r a m e t h y c h r o m a n 一2 一c a r b o x y l i ca c i d 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：彳易腹蛑时f h ：沙f 年月h 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同 媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名 导师签名： 荀棱砖 争鬯呼 时间：h ， 时间： 年厂月，g 日 年月同 1 1 问题的提出 第一章绪论 1 1 ，1 饮食中的抗氧化成分对由自由基引发的疾病有重要的预防作用 随着经济的发展，我国正经历一个由贫到富的经济转型的关键时期，我国居民的食物消费行 为发生了显著变化，膳食营养过剩加之现代社会精神压力增加，一些与营养相关的慢性疾病如高 血压、高血脂、高血糖等的患病率明显提高。 现代社会发展造成的环境污染、紫外线、放射线，摄取氧化变质的食品以及身体的正常代酣 过程都可以产生自由基利活性氧( 单线态氧、超氧阴离子自由基、羟基自由基、过氧自由基) ， 它们可对生活细胞和组织造成严重的氧化损伤。活性氧在体内可与脂肪、蛋白质和脱氧核糖核酸 ( d n a ) 分子迅速反应，造成膜损伤、蛋白变性、酶失活以及d n a 链断裂或碱基修饰等( c r o s se t a 1 1 9 8 7 ) ，其结果就形成各种疾病，如动脉硬化、心皿管疾病、癌症、机体老化以及肺气肿、炎 症、关节炎、白内障等一些慢性病，甚至还包括身体的老化过程( a m e s1 9 8 7 ：t a p p l e1 9 9 1 ) 。 生物组织有两个途径来保护自己免于自由基的损伤：一个是超氧化物岐化酶 ( s u p e r - o x i d e d i m u t a s e ，简称s o d ) 、过氧化氢酶( c a t ) 、谷胱甘肽过氧化物酶( 还原型g s h 、 氧化型g s s g ) 、含硒谷胱甘肽过氧化物酶( g s h p x ) 等酶系统列自由基的清除或吞噬作用：另 一个是低分子量的化合物如v e 、多酚类物质、抗坏血酸、半胱氨酸、蛋氨酸等的保护作用( h o d i n c k e ta 1 1 9 8 6 ) 。 除了这些内源性的保护机制外，人们还从药物中寻求机体的保护，来保持身体健康，延缓衰 老。但一些药物的氏期使用是一把双刃剑，在取得一定疗效的同时，常常带来定的毒副作用， 因此人们都倾向于非药物方法。 饮食中摄入的抗氧化成分对于抵御自由基的侵害具有重要作用( r i m me ta 1 1 9 9 3 ；w i l i e r 1 9 9 4 ) 。随着科学研究的发展及对药物药理、食品生理功能认识的深入，加之人们对自身健康意 识的增强，从食品中获取天然、安全、温和的防病治病的功能性营养成分成为可能，并且成为人 们选择的首要目标。近年来饮食中有许多抗氧化成分已经被发现，并且其对某些疾病的作用效果 已经被研究域正在被研究，大豆抗氧化多肽即是其中之一。 1 ，1 2 研究功能性大豆食品是提高传统大豆食品消费的重要途径 大豆起源于中国，早在公元前2 5 6 0 年前的黄帝时期就已种植( 李里特2 0 0 1 ) ，并流传到世界 各地。如今大豆已发展为主要农作物之一。 我国人民很早以前就发明了种类繁多的大豆食品，干百年来，这些大豆食品养育了中华民旅。 大豆食品有很高的营养价值。牛奶是营养食品的代表，从传统大豆食品豆腐、豆浆与牛奶的比较 1 ( 见表11 ) 中可以看出，大豆食品的营养价值不皿于牛奶。 表11 豆腐、豆浆及牛奶中的营养成分( 挛里特2 0 0 6 ) t a b l e1 1n u t r i e n t si nt o f u ，s o y m i l ka n dm i l k 大豆中的大豆蛋白是优良的植物蛋白，具有很高的营养品质。研究表明，大豆蛋白中的8 种 人体必需氨基酸的含量与人体需要比较，可基本上满足人体的营养，其蛋白消化率校正氨基酸评 分( p d c a a s ) 值为l0 ( y o u n g1 9 9 1 ) ，与肉、蛋、奶相近似，是全价蛋白质，且没有动物性蛋 白质的副作用，如引发肥胖症、心血管病和高胆同醇症等。大豆蛋白本身还具有降低血液中的低 密度脂蛋白( h a me ta 1 1 9 9 3 ) ，减少身体内钙的损失( h u l b e r ge ta 1 1 9 9 3 ) 等重要的生理功能。 令人瞩目的是对大豆多肽的研究，大豆多肽与大豆蛋白氨基酸组成相当，但与大豆蛋白相比，大 豆多肽在吸收性、低抗原性、加速肌肉恢复疲劳、促进脂肪代谢、降低血液中胆同醇等方面更具 营养价值( 葛文光1 9 9 6 ) 。尤其是近来研究表明，大豆多肽还具有抗氧化( c h e ne ta 1 1 9 9 5 ，1 9 9 6 ， 1 9 9 8 ；p e n a r a m o se ta l2 0 0 2 ) 、降血压( y ue ta l1 9 9 6 ；w u1 9 9 8 ：w ue ta l ，2 0 0 1 ) 等特定的生理 功能，这使大豆多肽有重要的应用前景和研究价值。表1 2 总结了大豆中的生理活性成分。 表1 2 大豆及大豆食品中的生理活性成分( 李里特2 0 0 6 ) t a b l e1 2t h eb i o a c t i v ec o m p o n e n t si ns o y b e a na n ds o y b e a nf o o d s 成分生理活性 大豆蛋白 大豆多肽 卵磷脂 大豆异黄酮 腊食纤维 大豆低聚糖 口一亚麻酸 火豆皂甙 v e 亚油酸 v k 生物凝血素 胰蛋白酸抑制剂 植物固醇 植酸钙镁 降l 札清胆固醇、抗动脉硬化、改善月巴胖、抑制老化 易消化吸收、降m 清胆固醇、降i m 压 改善脂质代谢、保护神经系统功能 雌性澈素作用、预防骨质疏松和埔 改善消化器官功能和脂赝代谢，预防结肠稿 益生菌吲予、改善消化器官功能 必需脂肪陵、改善循环系统忠疾、降低血脂、抗过敏、改善学习能力 改善脂质代谢、抗氧化作用、增进食欲 抗氧化、改善循环系统患疾 必需脂肪酸、改善腊固醇代谢 预防骨质疏松和m l 液凝固 提高免疫力 抗癌作用 降低固醇、改善心脏患疾和前列腺痈 妨碍矿物质吸收、抗癣、调节胆瑚醇代谢 2 中国农业大学博：l 学位论文第一章绪论 正是对大豆食品的功能性认识，引起了人们很大的消费兴趣。1 9 9 7 年以来，美国大豆食品的 消费量每年以超过1 0 的速度增长。其增长的原动力不仅仅是大豆的营养和风味，更主要是大 豆蛋白和大豆异黄酮的生理功能( 梅方权2 0 0 1 ) ，如降低乳腺癌、前列腺癌、肠癌等疾病的发病 率，缓解妇女的更年划综合症和骨质疏松症等。1 9 9 9 年1 0 月美国食品药品管理局( f d a ) 批 准，凡是一次常规食用量舍大豆蛋白6 ，2 5g 以上的食品可以标以该局许可的“可能会减少患心脏 病的危险”的健康食品说明，这也是自从1 9 9 0 年以来f d a 通过的关于食品的第二个健康通告。 正是这些成果，打破了过去大豆在美国只作为油料和饲料的局限，美国的食品企业趁机推出各种 西式大豆食品，如豆奶、大豆汉堡、热狗等；同时将传统大豆食品，如豆腐、夭培等融合到美国 饮食文化中去，设计出许多符合美国消费者饮食习惯的大豆食品配方( 段葆兰2 0 0 0 ) 。 在人们重视大豆功能性食品的今天，与国际上形成的大豆食品热相反的是，我国的大豆食品 n 一- 1 7 却徘徊不前，尤其是传统的大豆食品加工。2 0 0 4 年，我国传统大豆食品的年j 3 n _ - i - 量只占国产 大豆女n - 1 2 产量的1 1 ，年加工大豆仅有1 3 5 万吨( 曹龙奎等2 0 0 4 ) 。究其原因是多方面的，如我国 大豆食品企业大多规模小，加工技术水平不高，设备陈旧，产品单一，深度开发利用不够，同一 地区、同类产品往往在低水平重复难以适应居民消费需求增长的新形势等。 但我们认为很重要的原网是，我国对传统大豆食品的研究还远不够深入。如豆豉是起源于我 国的传统的大豆食品，其他东方国家的大豆食品，如日本的纳豆、东南弧的天培，都是跟豆豉类 似的由豆豉衍生出来的发酵食品。纳豆摄早也只是日本的一个区域性发酵大豆食品，但是自从发 现其中的纳豆激酶有较强的溶血栓效果后，研究者对它的生理活性研究投入了前所术有的热情， 日本采用各种方法和途径，在生产技术、市场认知度各方面对纳豆进行研究，宣传纳豆，使其营 养价值、生理活性深入人心，使名不见经传的纳豆走向世界，一跃成为世界知名产品，成为在国 际上占有一席之地的食品。e t 本人甚至打出了用纳豆拯救世界的口号，由此带动了纳豆产业的极 大发展。 但相比之一f ，我国传统大豆食品尤其是发酵大豆食品的国际影响远不如纳豆与天培在国 人心目中的影响也不是很大，对其研究的投入也十分有限。比如在发酵食品研究方面，对其理想 的发酵参数、发酵过程中必须的微生物、发酵过程中所发生的生化和化学变化、原料； i i 终产品的 营养品质、发酵过程中的感官变化以及发酵过程中可能发生的毒理学问题等，还未有深入系统的 研究：作为保健食品，迄今为i l ，其保健生理功能雨i 生理活性成分的研究还鲜有报道。 我国传统大豆食品是一个巨大的宝库，很多传统的大豆食 都蓟食同用。我们应该借鉴纳豆 和天培的的成功经验，一方面，着力对传统大豆食品的生理活性进行发掘，加强对传统大豆食品 的研究，系统研究、优化其生产一c 艺，降低其含盐量，并在此基础上运用保健食鼎研究新技术、 新方法。对传统大豆食品特殊功能成分进行分离、提取及保健功能研究，揭示其药食两用的生理 活性物质，明确其保健功能成分，深入研究传统大豆食品活性成分结构，作用机理及其加： 稳定 性，进一步挖掘我国丰富的食疗宝库，生产出具有特色的大豆保健食品；另一方面，加强研究成 果的宣传，提高消费者对大豆食品的认知，弘扬传统的大豆食品文化，籍此来提高我国传统大豆 食品的消费，提升大豆产业。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 生物活性肽概述 在生物组织中，内源性的多肽是作为激素或神经传递素，起着很重要的生理作用。通过与激 素受体的相互作用及信号传导这些多肽可以调节新陈代谢( 水、矿物质利其他他营养素) 、控制 腺体分泌、调节血压，调节情绪，促进身体成长，还可以通过中枢神经系统对睡眠、学习、 a 忆 等活动施加影响。例如，胰高血糖素与胰岛素对新陈代谢就起很重要的作用( s e w a l de ta 1 2 0 0 2 ) 。 研究发现，膳食蛋白中也存在生物活性肽，但这些肽通常是大的蛋白中的一段，没有活性。 通过肠胃蛋白酶水解或加： 过程，这些肽从母体蛋白中释放出米，能够独立起到类似激素的作用 ( k o r h o n e ne ta 1 2 0 0 3 ) 。1 9 5 0 年，m e l l a n d e r 发现酪蛋白磷酸肽能使患佝偻病的婴儿目密质增加 ( m e l l a n d e r1 9 5 0 ) 。这是第一次关于食源性的生物活性肽的报道。此后，食品中发现了大量的生 物活性肽。迄今为止，在已研究的活性肽中，发现的血管紧张素转换酶( a c e ) 抑制肽的种类最多 ( a h ne ta 1 2 0 0 0 ；g o b b e t t ie ta 1 2 0 0 2 ：r h y ue ta 1 2 0 0 2 ；c l a r ee ta 1 2 0 0 3 ) 。象其他的生物活性肽如 有镇定作用的肽、抗氧化性肽、抗癌肽、免疫调节肽等也都有发现。 食源性的生物活性肽的特征是通常都由2 - 9 个氨基酸残基构成( k i r se ta 1 2 0 0 3 ) 。但也有例 外，有些会超过2 0 个氨基酸残基( k o r h o n e ne ta 1 2 0 0 3 ) 。例如，l u n a s i n ，是从食品中发现的有抗 癌作用的多肽，由4 3 个氨基酸残基构成( j e o n ge ta 1 2 0 0 2 ) 。 在所有的食品中，牛奶及其他奶制品中含有相当多的生物活性肽，被研究得也最泛( f l o r ie t a 1 2 0 0 3 ) 。另外鸡蛋、鱼、谷物( 大米、小麦、玉米) 、大豆( m a t s u ie la 1 9 9 3 ；l ie la l2 0 0 2 ：y o s h i k a w a e ta 1 2 0 0 3 ) 中也都发现了生物活性肽。 1 2 2 大豆蛋白是生物活性肽的宝库 大豆是重要的植物蛋白资源，是一个生物活性肽的宝库，这是由其很高的蛋白含量及复杂的 组成决定的。大豆中约含4 0 的蛋白，其中主要是贮藏蛋白大豆球蛋白和1 3 - 伴球蛋白，它们占大 豆总蛋白的6 5 8 0 ( 表1 3 ) 。大豆球蛋白和b - 伴球蛋白分别由3 和5 个主要弧基构成。它们各自 的弧基之间有很多的氨基酸序列具有相似性。 表13 大豆蛋白分类( w a n ge ta l2 0 0 5 ) t a b l e1 3s o y b e a np r o t e i nc l a s s i f i c a t i o n 流行病调查表明，经常食用大豆食品的人群患癌症的风险很低，并且几种常见的癌症病人的 4 中国农业大学博：卜学位论文 第一章绪论 死亡率也很低( n a g a t ae ta i 2 0 0 2 ；w ue ta 1 2 0 0 2 ；s p e c t o re ta 1 2 0 0 3 ) 。因此。作为大豆的主要成 分，大豆蛋白的健康促进作用受到越来越多的关注。b o w m a nb i r k 抑制剂( b b i ) ，是大豆2 s 蛋 白的组分，可以抑制动物体的癌症发生( k e n n e d y1 9 9 5 ik e n n e d ye ta 1 2 0 0 2 a ) ，也可以抑制人体 前列腺癌的发生( k e n n e d ye ta 1 2 0 0 2 b ) 。l u n a s i n ，是从大豆中新发现的多肽，它可以抑制大鼠哺 乳细胞中的癌症发生( d el u m e n2 0 0 5 ) 这个大豆多肽在1 0 0g 豆粉( 各种来源) 中含量竟有0 1 1 3 3g ( j e o n ge ta 1 2 0 0 3 ) 。因此，大豆蛋白和大豆多肽有可能会对防治疾病起作用。食品加：e 和蛋 白酶水解都可能将活性肽释放出来，通过与细胞受体作用，作为激素、调节酶起到各种生物功能。 迄今为止，人们已经从大豆中发现了各种各样的生物活性肽，这些多肽包括降血压肽、降胆 固醇肽、抗肥胖肽、抗癌多肽、抗氧化多肽、免疫调：竹肽等。有关大豆中的生物活性肽总结在表 1 4 中。 1 2 3 大豆抗氧化多肽结构与功能的关系 一般认为t y r 、m e t 、h i s 、l y s 年t r p 这几个氩基酸有抗氧化活性。为研究肽的抗氧化性，s a i t o e ta 1 ( 2 0 0 3 ) 合成了一系列的三肽，并用很多方法检测了这些三肽的抗氧化性，包括抑制亚油酸氧 化的能力、还原能力、自由基清除活性以及超氧阴离子清除活性。结果发现，c 端含有t r p 有it y r 残基的三肽清除自由基能力很强，但对超氧阴离子的清除作用却很弱。这个结果解释了为什么蛋 白在降解后得到的多肽活性存在差异。他们也发现抗氧化多肽会与一些低分子的抗氧化物质如酚 类化合物起协同作用( s a i t oe ta l2 0 0 3 ) 。 水解时，大豆蛋白结构会发生改变，氨基酸的活性较强的r 基会暴露出来因此大豆多肽比 大豆蛋白的抗氧化性强( c h e ne ta 1 1 9 9 8 ) 。大豆球蛋白和b 一伴球蛋白在水解后，自由基清除活性 会提高3 5 倍。加热不能改变蛋白的活性，这说明大豆蛋白水解后由于形成了多肽，其抗氧化活 性会提高，单纯靠改变蛋白的结构不能明显提高其抗氧化性。 t a k e n a k ae ta 1 ( 2 0 0 3 ) 发现对模型大鼠饲喂大豆分离蛋白( s p i ) 或大豆多肽可以减少除草剂引 发的氧化压力，防止t b a r s 浓度的升高，防止由除草剂引发的大鼠肿重量的增加。但是用相同 组成的氨基酸却没有这些效果。 因为抗氧化肽的功能与其结构密切相关，因此y a n ge ta 1 ( 2 0 0 0 ) 认为水解： 艺对其功能性有 影响，通过比较源于大豆蛋白水解产物的多肽p h h 及2 8 个结构与之类似的多肽的抗氧化性，发 现p h h 是这些多肽的活性中心。这是因为含有组氨酸的多肽能够螯合金属离子、清除活性氧自 由基及过氧化氢自由基( s a i t oe ta 1 2 0 0 3 ) 。 由于存在着结构与功能的关系，因此不同的水解条件下得到的水解产物的抗氧化性也不相 同，发酵食品中的微生物、发酵条件不同，得到的多肽的活性会有很大差异。有很多关于大豆蛋 白水解多肽方面的研究，但对丁发酵大豆食品中抗氧化多肽的研究还不多。 表1 4 大豆生物活性肽 t a b l e1 4t h eb i o l o g i c a l l yf u n c t i o n a lp e p t i d e sd e r i v e df r o ms o yp r o t e i n s 6 1 2 4 发酵大豆食品中的抗氧化多肽的研究 发酵被认为是产生生物活性肽的有效方法，因为在发酵食品中的微生物或微生物酶的作用 下，生物活性肽就可以从氏链蛋白中被释放出来( k o r h o n e ne ta l2 0 0 3 ) 。在酸奶和奶酪中，通过 微生物发酵产生生物活性肽已经被j 。泛研究。近年来，关于发酵大豆食| i ! 如纳豆、天培、酱油、 豆酱越来越受到关注，从中分离出了许多生物活性肽，例如纳豆菌发酵的大豆中分离出了a c e 抑制肽，从枯草芽孢杆菌发酵的韩国豆酱中也分离出了a c e 抑制肽( k o r b o n e ne ta 1 2 0 0 3 ) ，豆酱、 酱油、纳豆和天培中也都有a c e 抑制肽( s h i ne ta 1 2 0 0 1 ：o k a m o t oe ta 1 1 9 9 5 ：g i b b se ta l2 0 0 4 ) 。 发酵大豆产生多肽有其局限性，因为发酵不足以充分水解大豆蛋白象糖基蛋白、磷酸化蛋 白、以及其他改性的、二硫键较多的蛋白或区位是很难水解的。另外，发酵也可能合成新的序列 的多肽，如在发酵大豆食品的产物中，序列为e l l y l l ( 表面活性肽) 的肽，其前体大豆蛋白中 并没有发现有该氢基酸序列，有可能是发酵过程中新合成的肽( g i b b se ta 1 2 0 0 4 ) 。 就发酵大豆食品中的抗氧化多肽的研究报道并不多。l i ue ta 1 ( 2 0 0 5 ) 研究后发现酸豆浆 ( s o y m i l k f e f i r ) 具有显著的抗基因突变和抗氧化性，认为发酵豆浆是预防基因突变利氧化很有效 的食品。