花生蛋白改性的研究进展

重点综述 了花生蛋白的酶解改性及改性蛋 白食品的研究进展 ， 并展望 了花生蛋 白深加工产品及酶解改性制备 活性 肽 的技 术发展 。探 索花 生蛋 白改性技 术及其 功 能特性 ， 于开辟 花 生新 的利 用途 径 ， 高其使 用价值 ， 对 提 具
有重要 的 实际意义 。
关键 词
花生蛋 白
目前 ， 国花 生 蛋 白 制 品 主 要 有 ： 生 蛋 白 粉 我 花
蛋白耐热性增加 ， 从而改善了分离蛋 白在碱性条件 下溶解 性 。 超高压技术已广泛用于食品蛋 白质 的改性。研 究表明， 超高压处理能使蛋 白质降解成亚基 ， 暴露 出 更 多的极性 和疏 水 基 团 ， 而 影 响蛋 白质 的溶 解 性 、 从 乳化性、 起泡性 、 凝胶性和酶解特性 ； 随着蛋 白质 但
和压力 等 因素 的影 响 ， 成 部 分 花生 蛋 白质 发 生 变 造
的改性及蛋 白质与其他分子 的缩合等结构变化 ； 而 这些 变化 取 决 于 热 处 理 的 强 度 和 时 间 、 分 活 度 、 水 ｐ、 Ｈ 盐含量及其 他活性物质。Ａ ｉｇ 等 利 用温 ｍｎ ｏ ｉ 烫和烘烤（ 单独和两者结合使用 ） 可 以不 同程度改 ，
所差别 。另外 ， 高压可改变蛋白质的伸展程度 ， 提 高花生蛋 白的变性 温度 ； 表现为花生蛋 白颗粒 明显
于开发高蛋 白食 品、 减肥食 品等花生蛋 白深加 工产
品 ［］ １。 ３
减小 ， 地 细腻 且溶 解 特性 得 以改 善 ； 质 而纵 伟 等＿ 采用 ４０Ｍ ａ ２ ０ Ｐ 高压处理 １ ｍｎ 所分离得到 的 ５ ｉ， 蛋 白具有较高的乳化性和稳定性 。姚强等 研究 了 超高压处理对花生分离蛋 白物理特性和功能特性 的
要 有冷 榨 、 出 、 浸 酸沉 淀 、 碱溶 酸 沉法 、 代 法 以及 膜 水
物理改性是指利用 热、 机 械能、 电、 高频 电场微 波、 超声波等物理形式 改变蛋 白质高级结构和蛋 白 质分子 聚集 方 式 ， 般 不 涉及 蛋 白质 一 级 结 构 的 改 一 变， 从而改善蛋 白质性能 ］ １ 。物理改性常用方法有 ５
的八种氨基酸 ， 属于完全蛋 白； 在人体必需八种氨基
酸中， 除蛋氨酸含量较低外 ， 赖氨酸、 色氨酸、 苏氨酸 含量均接近联合 国粮农组织所规定 的标准 ， 其他 四 种氨基酸含量也接近或超过了此标 准 （ 见表 ２ ； ）
同时谷氨酸和天 门冬 氨酸含量也 高于大米、 麦粉 小
１Ｏ １
白的改性 ， 进而开发利用花生变性蛋 白， 对生产高附 加值的花生食品具有重要意义。本文简述了花生蛋 白改性的研究进展 ， 并对花生蛋 白的利用及其产品
开发 前景 作一展 望 。
在 １０ １０ ０～ ０万吨 ； ４ ５ 花生总产、 单产和 出口量一直 位居全国油料作物之 首…。花生仁 含脂肪 ５ ％ 左 ０ 右， 含蛋白质达 ２ ％以上 ， １ 其营养价值基本等同于牛 肉蛋 白； 无机盐类约 占３ ， ％ 以钾、 磷含量 最高 （ 表 １； ）氨基酸组成 与含量也 比较均衡 ， 适合人们 消费， 可为食品工业 提供高蛋 白食 品原料 。 目前 ， Ｊ 花生
花生蛋 白的功能特性对于食 品的加工和食 品营
养成分 的组成有重要 的影响 ， 包括 ： 溶解性 、 持水性／ 持油性 、 乳化 性 、 泡 性 、 性 和 凝胶 性 ¨。这 些 特 起 黏
性 既受 蛋 白质 本 身 如 分 子 结 构 和 分 子 质 量 的影 响 ，
理对花生蛋 白质 的溶解度 、 黏度和可溶性 固形物小／ 成 、 硫 键 多 氨 亚 组 二
寡、 亲水性／ 疏水性强弱等所决定 ¨ 。不 同的物理 、
化 学 或生 物 手 段 能不 同 程 度 改 变 蛋 白质 构 象 ， 而 从 改变 蛋 白质 功 能 特 性 。花 生 蛋 白 的 改 性 实 质 上 是 蛋 白质 基 团 的修 饰 ， 通 过 改 变 蛋 白质 的 功 能 基 即
２１ 年 １ ０１ ２月
中国粮油学报
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｅＣ ｉｅ ｅＣ ｒａｓａ ｄ Ｏ ｌ Ａｓｏ ｉｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｆｔ ｈｎ ｓ ｅｅ ｌ ｎ ｉ ｓｃａｉ ｈ ｓ ｏ
Ｖ０ ． ６． ． ２ １２ Ｎｏ １
第２ ６卷第 １ 期 ２
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花 生 蛋 白改 性 的研 究 进 展
中国粮油学报
２ １ 年第 ｌ 期 ０１ ２
和玉米 ， 其有效利用率高达 ９ ． ％。值得注意 ， ８４ 花生
中含有 比大 豆 更 少 的抗 营 养 因子 ， 认 为 是 一 种 极 被 具 开 发潜 力 的乳 糖不 耐症 消 费者 的蛋 白基料 和 牛乳
和凝胶性等¨ 。植物蛋白的功能特性主要 由分子质
等动物奶类的替代品 。
表 ２ 花生 的必需氨基酸含量 （／ ０ 蛋 白）Ｔ ｇ１ ｇ ０ Ｅ ］
氨基酸 赖氨酸 Ｆ Ｏ标准 Ａ ４２ ． 花生 ３０ ． ５２ ． ０９ ． 氨基酸 亮氨酸 缬氨酸 苏氨酸 Ｆ ＡＯ标准 花生 ４８ ． ６７ ．
色氨酸
苯丙氨酸 蛋氨酸
变花 生 蛋 白的溶 解 性 、 化性 、 胶性 、 乳 凝 吸油 性 和 吸 水性等 。韩 志慧等 ¨ 研究 了不 同热处 理对 花生 蛋 白 主要功 能 性 质 的影 响 ， 现 以 １０℃ 烘烤 ２ ｉ 发 ３ ５ｍｎ处
性； 而变性蛋 白表现为水溶性降低 ， 部分氨基酸与糖 发生结合 ， 而且 因氨基 酸的分解 和改变可 降低 花生 蛋 白的营养价值 。 引
蛋 白改性
功 能特性 文章 编号 ：０３— １４ ２ １ ）２— １９—０ １０ ０７ （０ １ １ ００ ９
中图分 类 号 ：Ｓ０ ． Ｔ２ １２
文献标 识码 ： Ａ
花生是全球最重要 的四大油料作物之一。中国
是 世 界上重 要 的花生 生 产 大 国 ， 量 居世 界 第 一位 ， 产 约 占世 界 总产 量 的 ４ ％ 。 目前 ， 国花 生 的 年 产 量 ０ 我
效果最 好 。赵冠 里 等 研究 也 表 明 ， 烤 会 使 花 生 烘 蛋 白中伴 球 蛋 白含 量 明显 减 少 ， 球 蛋 白相 对 伴 球 而
也与环境因素相关 ， 如蛋 白质制备方法、Ｈ、 ｐ 离子强 度 以及 食 品 中其 他 物 质 成 分 。 除此 之 外 ， 过 物 ｊ 通 理、 化学或者酶解改性等方式 ， 可以改变花生蛋 白的 功能特性或生理活性。
发展的超高压微射 流技术 可形成剧烈 的物理条件，
第２ 第１ ６卷 ２期
董新红 等
花生 蛋 白改 性 的研究 进展
１１ １
如液体高速撞击、 强烈剪切、 空穴作用及高频振荡等 机械作用， 而改变蛋 白分子结构 而导致功 能特性 从 的变化 Ｊ 。超高压微射流处理可破坏花生蛋白的内 部基团， 表现为粒度尺寸变小和分布范围集 中、 游离 巯 基减 少 、 面疏 水 基 团增 多 和蛋 白质 结 构 展 开程 表
影响， 发现超高压处理 （ ４ ０Ｍ ａ 对蛋 白质的变性 ＜ ￣ ０ Ｐ ）
３ 花 生蛋 白的改性
蛋 白质功能特性是指蛋 白质在加工、 制备 和贮 藏过程 中对食 品质 量能产 生影 响的某些理化性 质，
主要表现为溶解性 、 乳化性 、 起泡性 、 吸水性 、 吸油性
影响在一定程度上类似热处理 的效果。在此基础上
摘
要
花生是一种重要的油料蛋白资源， 天然花生蛋 白由于某些功能特性的限制而影响了其在食品加
工 中的应 用。花 生蛋 白改性是 当前植 物蛋 白深加 工领 域 的研 究热点 ， 拓 宽 花 生蛋 白应 用 的关键 。本 文 简单 是
介绍 了花生蛋 白的营养和功能特性， 并概述 了花生蛋 白改性的分类及 目前 国内外花生蛋 白改性研究的进展 ，
油 提取 多 采 用 热 压 榨 工 艺 而 导 致 花 生 蛋 白发 生 变
１ 花 生蛋 白的组成及 营养特 性
花生蛋白在植物蛋 白资源 中居第三位 ， 大约 占 总蛋 白的 ｌ％。花生蛋白约含有 １％水溶性清蛋 白 ｌ ０ 和 ９ ％球蛋 白； 中球蛋 白由花生球蛋 白和伴花生 ０ 其 球蛋 白两 部 分组 成 。杨 晓泉 等 通 过 Ｓ Ｓ— Ｊ Ｄ ＰＧ Ａ Ｅ分析表明， 花生的盐溶蛋 白主要来 自于花生贮 藏性蛋 白， 包括花生球蛋 白、 伴花生球蛋 白和 ２ ｓ蛋
为 １ ７ 虽 然 比酪 蛋 白 （ ． ） 低 ， 比小 麦 粉 ．， ２５ 要 但 （ ．） 玉米（ ． ） １０ 、 １２ 要高。 。花生蛋 白含有人体必需 。
基金项 目：６ 划 （０ ６ Ａ ０ ３６ ， ８３计 ２０ Ａ １ Ｚ ２ ） 国家杰 出青 年科 学基 金 （０ ２ ００ ３ ４ ５４ ） 收稿 日 ： １ — ２— ６ 期 ２ １ ０ ２ ０ 作者简介 ： 董新红 ， ， ７ 年 出生 ， 师 ， 士， 品营养与化学 女 １７ ９ 讲 博 食 通讯作者 ： 蒋跃明 ， ， ６ 年出生 ， 男 １３ ９ 研究员 ， 博士生导师 ， 食品生 物化学
１４ ．
２８ ． ２２ ．
１６ 异亮氨酸 ．
４２ ．
４２ ． ２８ ．
４１ ．
４５ ． ２５ ．
团、 键合作用 、 空间结构和聚合形 式 ， 从而对其理化 特性产生 重大影 响 ， 获得 原来 所 不具 备 的生 理 活 性 。花 生蛋 白改 性 主要 有 物 理 、 学 和 生 物 （ ） 化 酶 ３ 种方 法 。
（ 浓缩和分离蛋 白粉 ） 花生蛋 白肽、 、 花生蛋 白饮料 、 花生蛋 白膜 、 炼乳和花生蛋 白肉等 。花生蛋 白由 于具有 良好 的功能特性 （ 乳化性、 起泡性 ） 营养特性 、 以及 良好风味 ， 已被广泛应用于食 品加工过程 中， 用
浓度 、 ｐ 和 Ｈ值 、 超高压处理 的强度 、 时间的不同而有
董新红 赵谋 明 蒋 跃 明
（ 中国科学院华南植物园 中国科学院植物资源保存与可持续利用重点实验室 广州 ５０５ ） ， １６０ （ 桂林理工大学化学与生物工程学院 桂林 ５ １０ ） ， ４０ ４ （ 华南理工大学轻工与食品学院 广州 ５０４ ） ， １６０
（ 中国科学 院研 究生 院 北 京 ， １０ ３ ） ００ ９
加热 、 静 压 、 高 压 、 压 组 织 化 、 声 、 波 处 理 高 超 挤 超 微 等方法 。 热 处理会 造 成 蛋 白质 的 肽键 水 解 、 基 酸侧 链 氨
分离技术等 ； 而这些技术 常结合起来 以便更好制备 花生蛋 白 。在 榨 取 花 生 油 的过 程 中 ， 于受 温度 Ｊ 由
３ １ 花 生 蛋 白的 物理 改性 ．
２ 花生蛋 白的发展现状
目前 ， 制取花生蛋 白的原料常用方法有 ： 一是以 脱脂或部分脱脂后的饼粕作为原料直接制取花生粉 或进一步制取浓缩蛋 白或分离蛋 白； 二是 以花生仁 为原料直接生产全脂花生粉或采用水剂法同时分离 出油脂和蛋 白 Ｊ 。在植物蛋 白具体制备过程 中， 主
白。另外 ，Ｄ— Ａ Ｅ显 示 ， 生球 蛋 白由两 个 酸 性 ２ ＰＧ 花
性， 营养价值与功能特性降低 ， 而限制了花生蛋 白 从 在食 品体系 中的广泛 应用 。 因此 ， 过研究花 生蛋 通
表 １ 花生 中主要营养成分 ］
亚基和三个碱性亚基组成 ， 花生球蛋 白仅有 一个 伴
亚基 ，Ｓ蛋 白 由 ６个 多 肽组成 ， ２ 以离 解 形式 而非 亚 基 形式存 在 。花 生 蛋 白不含 胆 固 醇 ， 白效 价 （ Ｅ 蛋 Ｐ Ｒ）