大豆蛋白改性及活性肽

大豆蛋白改性修饰技术及活性肽简介摘要：为了加强大豆蛋白的功能性质和营养，从而扩大大豆蛋白在食品中的应用，本文介绍了蛋白改性修饰技术及将蛋白转化为活性肽两种加工方法。

关键词：大豆蛋白；改性修饰；活性肽Abstract：In order to strengthen the functional properties of soya protein and nutrients,thereby expanding the application of soybean protein in food. This paper introduces the modified protein modification technology and active peptide protein can be converted to two kinds of processing methods.Key words: soy protein; modification; polypeptides蛋白质是人类生命活动不可缺少的营养物质，正常情况下每人每天需要蛋白质60-80克。

但是中国居民所摄取的蛋白还达不到这个水平，并且摄取蛋白质主要还是以植物性蛋白质为主。

1、植物蛋白蛋白质是构成身体的物质基础，是与生命及各种形式的生命活动紧密联系的物质。

所占人体的20%，是构成人体内各种细胞的原料、构成人体内各种重要物质、调节人体代谢、在必要，即完全饥饿的时，为人体提供一部分能量，人体内若缺乏蛋白质，轻者会造成亚健康，重则会导致死亡。

蛋白质按来源，可分为动物蛋白、植物蛋白，植物蛋白主要来源于植物，即米面、豆类。

其营养价值与动物蛋白相似，但与动物蛋白相比，植物蛋白在人体内更容易消化、吸收；且不含有对人体有害的胆固醇及脂肪，还可提供较多的、动物蛋白不含的纤维素，维生素E等。

2、大豆蛋白植物蛋白主要来自米麦、豆类等作物，但米麦类的植物蛋白缺少人体所必须的氨基酸——赖氨酸，所以其营养价值远远比不上豆类蛋白质。

豆类中，大豆种植广泛，且容易成活，所以，大豆蛋白质已日渐成为中国人民所摄取的主要蛋白质。

大豆蛋白质即大豆类产品所含的蛋白质，含量约为38%，是谷类食物的4～5 倍。

大豆蛋白质的氨基酸组成与牛奶蛋白质相近，除蛋氨酸略低外，其余必需氨基酸含量均较丰富，氨基酸构成比例合理，是植物性的完全优质蛋白质，在营养价值上，可与动物蛋白等同；在基因结构上也是最接近人体氨基酸。

所以是最具营养的植物蛋白质；而且大豆蛋白所含人体“必需氨基酸”含量充足、组分齐全，属于“优质蛋白质”[1]。

影响蛋白质功能性质的因素：蛋白质结构[2]、亚基组分[3]。

大豆蛋白具有较高的营养价值，来源丰富，原料成本低。

本应在现代营养食品中占有重要地位。

但是，大豆蛋白在现代食品加工中的应用受到一定的限制，其原因是[4]：（1）大豆蛋白功能性质还不能满足现代食品加工的要求；（2）制成的大豆制品营养成分的生物有效利用率不高；（3）大豆制品易产生异味、口感不佳；（4）大豆制品可能含有一些蓄积毒性。

为了解决大豆蛋白制品的缺陷，该论文介绍了两种技术：大豆蛋白改性修饰技术；大豆蛋白分解为活性肽技术。

2.1 大豆蛋白修饰改性技术2.1.1 定义蛋白质改性修饰技术就是利用化学因素或物理因素、生物因素，使其氨基酸残基和多肤链发生某种变化,引起蛋白质大分子空间结构和理化性质发生改变,在不影响其营养价值的基础上改善蛋白质的功能性质。

同时抑制酶的活性或是除去有害物质，达到除去异味和提高营养利用率的目的[5]。

2.1.2 物理改性修饰方法物理改性修饰：指利用热、电、磁、机械能等物理作用形式对大豆蛋白的功能特性加以改善的方法。

物理改性的优点：成本低，无副作用，作用时间短，对产品营养性能影响较小等优点[6]。

常见的物理改性方法：适当的热变性；增加粘稠剂；质构化。

最新的物理改性方法有加热改性、超声改性、超高压改性、微波改性等[7]。

热变形处理，可以增加蛋白质的交联程度，使其拥有更有序、更稳定的结构[8]。

经实验表明，在85 ℃热处理2min能提高大豆蛋白的乳化性和表面活性。

添加增稠剂可以改善大豆蛋白的功能性质[4]，例如黄原胶能提高SPI的起泡性和泡沫稳定性。

食品修饰改性的现代食品加工技术：高静压处理改性，即通过500~1 000 MPa 高压处理食品基料和产品[9]。

经超高静压处理后的大豆蛋白，其某些理化性质得到改变，即乳化性、凝胶性等。

Molina[10] 等研究了高压处理对大豆蛋白以及其组分乳化性能影响，研究表明压力在400 MPa时，可以改善大豆蛋白的乳化性。

Alazka[11] 等详细描述了高静压处理对大豆蛋白理化性质的影响，高静压处理可使大豆蛋白质产生降解、变性和絮凝反应。

2.1.3 化学改性修饰方法化学改性修饰：通过化学手段在大豆蛋白中引人各种功能基团如带负电荷基团、亲水亲油基团、二硫基团等开发生产出多种具有特殊功能特性的大豆蛋白品种,即为化学改性。

糖基化反应：蛋白质分子上α、ε–氨基通过共价键与碳水化合物相连接，形成糖基化蛋白的化学反应。

在目前的化学修饰技术中，糖基化反应是十分有潜力的，现在研究。

迟玉杰等[12]研究了糖基化反应对大豆蛋白凝胶流变性质影响，结果表明：糖基化反应确实对大豆蛋白的某些理化性质起到了优化作用，例如：增加了热稳定性，提前了凝胶点，加大了凝胶粘弹性。

2.1.4 酶改性修饰酶改性修饰：通过蛋白酶的内切、外切作用把蛋白质切割为较小的分子。

利用蛋白酶有限水解蛋白质，达到改变蛋白质功能特性的目的。

酰基转移酶：常见的是谷氨酰胺转胺酶，它可以催化相同或不同的蛋白质分子之间发生共价交联[13]。

Gan[14]等人利用谷氨酰胺转胺酶将大豆蛋白与核糖与蔗糖交联后，凝胶性显著增强。

Tang 利用谷氨酰胺转胺酶处理大豆分离蛋白溶液可使液滴间发生共价交联，凝胶刚性显著提高。

大豆蛋白改性常用的植物蛋白酶有木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶。

王岩[15]等研究表明，木瓜蛋白酶对大豆蛋白持水性、吸油性、乳化性和起泡性均有不同程度的改善；但随酶用量加多，水解程度加深，大豆蛋白的这些功能特性又会下降。

逯昕[16]等发现用菠萝蛋白酶改性热变性的大豆蛋白，可以得到一种低粘度凝胶型大豆蛋白，可广泛用于汤类产品中。

2.1.5 研究进展大豆蛋白改性技术不单单只在食品中应用，还可扩展到工业之中。

在食品方面的应用，周雪松等人[17]研究发现，改性大豆蛋白的乳化性、乳化稳定性、起泡性介于进口酪朊蛋白和国产酪朊蛋白间，因此大豆蛋白可替代进口酪朊酸钠，添加50%于奶油中，制成的植脂奶油产品品质良好，这大大降低了植脂奶油的生产成本；在工业方面，可应用大豆蛋白的胶黏性，大豆蛋白胶黏剂的黏结，是由蛋白质在水中的分散性以及蛋白质的极性与非极性基团同黏结基的相互作用所的决定，胡坤等人[18]研究发现大豆蛋白的磷酸化处理可使甘油增塑的大豆分离蛋白塑料由柔性转化为刚性。

2.2 活性肽技术从生物角度来讲，肽链长度超过10个氨基酸的成为多肽，小于10个氨基酸的称之为寡肽，从大豆中提取的多肽，又称大豆蛋白活性肽，由2-15个氨基酸组成的混合物，分子量在300-2000u之间。

大豆多肽来源于大豆蛋白的酶解产物，是大豆蛋白质经过蛋白酶作用而得到的蛋白质水解产物，通常是由3~6 个氨基酸组成，产品中还含有少量的游离氨基酸、糖类、水分和无机盐等成分[19]。

大豆活性肽的功能逐渐被人类发掘出来，大豆活性肽的摄入可很大程度提高人体的健康水平。

大豆蛋白活性肽具有以下功能特性：促进微生物的发酵、促进矿物质的吸收、抗氧化作用、低过敏原功能、调节血糖浓度增强体能，抵抗衰老、降低胆固醇、血脂、降低血压、调节免疫力、降低血压、抗血栓。

目前，大豆活性肽的分离提取技术主要包括以下三种：（1）酶解法；（2）微生物发酵法；（3）化学分离方法。

2.2.1 大豆蛋白活性肽的生理活性(1) 促进微生物发酵：大豆肽能促进微生物的生长、加快微生物的增殖、刺激微生物的代谢[20]。

因此，将大豆肽加入酸奶、面包等发酵食品中，可以缩短生产时间，改善口味，提高生产量。

(2) 促进矿物质的吸收：李迪[21]等研究了不同大豆肽制备的钙肽复合物的溶解性和稳定性，发现有显著的差异，BML-Ca的溶解性最好，若要灭菌的话，200～300 mg／ml的浓度最好口。

卢建国[22]等研制出富硒大豆肽胶囊，刘伟[23]等研制出富硒大豆肽饮料，均有利于人体对硒的吸收。

(3) 降低胆固醇：Allce[24]报道大豆蛋白能够降低心血管病的发生，其机制是降低血胆固醇，增加胆汁酸的分泌，提高低密度脂蛋白受体的活性，减慢低密度脂蛋白颗粒的氧化，增加血管壁的顺应性及雌激素样作用。

Moritaba实验证明以大豆为饲料进行喂养的老鼠体内胆固醇含量有一定的降低[25]。

Satoshi N agaoka[26]等人在进行体外实验中，发现SPH能显著降低胆固醇微粒体的溶解性，且结合胆汁酸的能力较强，从而抑制了CaCo-2 细胞对胆固醇的吸收。

(4) 抗肿瘤作用：Rowlands 等研究表明，大豆分离蛋白可增强鼠的肝脏代谢，对鼠体内致癌物质的活性起到抑制作用，从而减少肝癌的发生[27]。

(5) 降血压，降血脂，较少血糖含量：卢静[28]等通过给正常大鼠及急性肾性高血压大鼠静脉注射一定剂量的大豆肽，实验得到以下结论，注射了大豆肽之后，大豆肽对ACE 有抑制作用。

研究表明[29]：大豆降压肽对自发性高血压病人具有显著的降压疗效，并且对正常人却没有降血压作用，还无毒副作用。

1wami[30]等人猜测，胆固醇降低可能是大豆多肽中的疏水肽起的作用。

(6) 抗疲劳作用：Dragan[31]等人实验表明：大豆水解蛋白可提高耐力运动员的血色素水平，抑制血清肌酸激酶水平以及促进运动后骨骼肌损伤组织的修复。

抗疲劳肽可通过抑制重链肌球蛋白的降解、激活蛋白酶介导的蛋白水解，而防止运动引起的骨骼肌蛋白降解[32]。

2.2.2 大豆蛋白活性肽制取方法（1）凝胶过滤色谱法：GFC也叫凝胶色谱分子筛法，是利用凝胶网状结构，根据分子大小和形状的不同进行分离的一种方法。

Ljevakovic[33]等分离肽聚糖单体衍生物是通过凝胶过滤色谱Sephadex G25~lSP- - Sepadex C-25离子交换色谱来完成的。

（2）微生物发酵法：目前大可活性肽的微生物发酵法被认为是最有效、最先进的方法。

微生物发酵法制备大豆肽具有原料成本低廉、工艺过程简单、条件温和、发酵效率高、产品品质好等特点[34]。

杨彩艳[35]在一定条件下，进行了枯草芽孢杆菌、黑曲霉、米曲霉和它们的混合菌种对大豆肽转化率影响的实验，结果证明用混合菌种发酵制备低分子量肽优于单菌种发酵。