大豆蛋白质水解物_功能性低聚肽物质的开发研究
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收稿日期: 2001- 12- 21 作者简介: 孔庆学( 1960- ) , 男, 黑龙江望奎人, 硕士, 副教授, 主要从事发酵微生物的教学和科研工作。
40
天 津农学院学报
第9卷
用是非常有利的。
2. 3 大豆功能性低聚肽的生理功能 生物功能性低聚肽是生命活动中起调节作用的一类重要生命物质。近年来, 研究人员发现, 从一些
食物蛋白的酶水解产物中分离出的多种小肽具有调节植物神经系统, 活化细胞免疫功能, 改善心血管功 能和抗衰老等生理活性[ 3] 。最近, 在医学上还发现, 多肽可由肠道直接吸收, 而且小肽吸收速度要比相 同组成的游离氨基酸快, 这些发现对开发肽类新型功能保健食品具有重要意义。
近年来人们已经发现, 大豆多肽也具有许多生理功能, 如降低胆固醇、抑制血压升高、非过敏性、增 强免疫功能和抗自由基损伤( 延缓衰老) 等[ 4] 。 2. 4 大豆功பைடு நூலகம்性低聚肽的营养功能
孔庆学1, 甄润英1, 李 玲2
( 1 天津农学院 食品科学系, 天津 300384; 2 天津农学院 农学系, 天津 300384)
摘
要: 概述了大豆功能性低聚肽 物质的分 子组成、理化 特性、生理 功能、营养特 性及功 能
性低聚肽物质的制备、苦味去 除及其应用。
关 键 词: 大豆; 功能性低聚肽; 特性 ; 制备; 脱 苦; 应用
2 功能性低聚肽的化学组成及其性质
2. 1 大豆功能性低聚肽的分子组成 大豆功能性低聚肽是大豆蛋白质经蛋白质水解酶作用后, 再经过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肽分子混合物所组成。产品中还含有少量的游离氨基酸、糖类和无 机盐等成分。大豆功能性低聚肽通常由 3~ 6 个氨基酸组成, 其分子量分布以低于 1 000 的为主。主要出 峰位置在分子量 300~ 700 的范围内[ 2] 。 2. 2 大豆功能性低聚肽的理化特性
上述文中谈到运动员和老年人都需要及时地补充蛋白质。补充蛋白质的形式最好是饮料, 一般蛋白 质不能溶于酸性饮料中, 肽却能在酸性饮料( pH 3. 5~ 4. 0) 中溶解, 而且粘度低, 不腻口, 这给保健饮料 生产开辟了一个新的途径。 5. 5 减肥食品
近年来的研究证明, 大豆肽有很强的促进脂肪代谢的效果。大豆肽是一种有效的减肥食品[ 6] 。 5. 6 发酵食品
有报道说当水解度控制在< 10. 5% 时, 所得的蛋白质水解物无苦味[ 5] 。
5 大豆肽的应用
5. 1 营养食品 由于大豆肽的吸收率高, 对一些做过外科手术的患者, 或因疾病的原因, 对蛋白质吸收或消化不良
的患者以及因缺乏酶系统而不能分解和吸收蛋白质的患者, 都是很重要的蛋白质营养供应源。此外, 有 些人, 特别是婴儿, 对牛乳蛋白或大豆蛋白有过敏反应, 而分子量在 300~ 400 以下的肽不会引起过敏反 应。因此肽可以满足这些人( 婴儿) 对氨基酸的需要, 保证其健康和成长。 5. 2 运动员食品
功能性食品应该是具有合理营养和保健功能的营养健康食品。大豆蛋白是营养价值很高的植物蛋
白, 也是目前唯一能取代动物蛋白的植物蛋白。它的酶水解产物由多种多肽分子构成, 富含人体必需氨 基酸, 氨基酸组成几乎和动物蛋白相同。
3 功能性低聚肽的制备
3. 1 原料的选择
大豆及其豆粕均可作为生产大豆功能性低聚肽的原料。
线菌 166、黑曲霉 3350 和芽孢杆菌等微生物蛋白酶。
3. 4 大豆水解物品质的改善
大豆中的脂肪氧化酶催化大豆不饱和脂肪酸后, 可以生成低分子醇、醛和酮等挥发性成分, 从而产
生令人难以接受的豆腥味, 这对产品的风味产生很大的影响。此外, 大豆本身还含有少量的胰蛋白酶抑
制物。为此, 在生产大豆功能性低聚肽时, 可采用适当的加热处理、加入化学试剂、控制蛋白质的水解度
中图分类号: T S202. 1 文献 标识码: A
Study on Hydrolyzed Material of Soybean Protein: Functional Oligopeptides
K ON G Q ing x ue1 ,ZH EN Run yi ng1 ,LI L ing 2
( 1. D epart ment of Food S cience, T ianjin A gricult ural College, Tianjin 300384, China; 2. D epart ment of A gronomy, Tianjin A gricult ural College, T ianjin 300384, China)
可以用环糊精、淀粉将苦味肽包埋, 从而将苦味除去 。还有报道添加苹果酸、柠檬酸、乳酸等可使苦
第1期
孔庆学, 等: 大豆蛋白质水解物 功能性低聚肽物质的开发研究
41
味下降。[ 5] 4. 3 酶处理
商品化的 Alcalase 酶对终端为疏水性的氨基酸有较好的选择性, Nakamura 等用 Alcalase 酶处理, 得 到了很好的蛋白水解物[ 5] 。 4. 4 控制水解度
Abstract: T he molecule composing , physical and chemical characterist ics, physiolog ical functions and nutritional characteristics
of functional oligopeptides are introduced . T he processing of functional oligopeptides, debitter ing and using functional oligopeptides as food processing materials ar e also introduced.
大豆肽能促进微生物生长发育和代谢, 已被广泛地应用于发酵工业, 生产酸奶、干酪、醋、酱油和发 酵火腿等发酵食品, 同时还可提高生产效率、稳定品质以及增强风味[ 7] 。
6 结论
综上所述, 由于大豆肽具有很强的理化性质和营养特性以及生理活性, 所以有着广阔的开发前景。 目前, 大豆肽的开发研究还处在起始阶段, 今后还有待进一步地开发研究, 研制出更多的大豆肽产品。
第9卷 第1 期 2002 年 3 月
天 津农学院学报 Journal of T ianjin Agr icultur al Colleg e
文章编号: 1008- 5394( 2002) 01- 0039- 03
Vol 9, N o 1 M arch, 2002
大豆蛋白质水解物 功能性低聚肽物质的开发研究
参 考 文 献:
[ 1] 陈历俊, 程涛, 等. 肽基蛋白水解物及其生物活性[ J] . 食品工业科技, 1999, ( S1) : 178- 182. [ 2] 葛文光. 大豆多肽生理功能及作用效果[ J] . 无锡轻工业大学学报, 1996, ( 3) : 272- 277. [ 3] 刘大川, 钟方旭. 酶水解法制备大豆肽的研究[ J] . 中国油脂, 1997, ( 6) : 14- 16. [ 4] 黄骊虹. 大豆肽生理功能及应用( 一) [ J] . 食品科技, 1999, ( 3) : 50- 51. [ 5] 郭清泉, 张兰威. 食品中活性肽的研究[ J] . 食品与机械, 1999, ( 6) : 12- 15. [ 6] 李书国, 陈辉. 大豆多肽的功能特性及加工工艺[ J] . 粮油食品科技, 2000, ( 1) : 14- 17. [ 7] 陈晓光, 金红梅. 大豆肽的生理功能及应用前景[ J] . 中国食物与营养, 2000, ( 4) : 39- 40.
和特殊酶解处理等方法将大豆多肽制品中的不良风味和抗营养物质除去, 以保证大豆活性多肽的品质
和营养价值。
4 蛋白质水解物去苦味法
除了上面提到的在水解中含有异味成分以外, 还有一个更大的问题就是苦味。大豆蛋白质经酶分解 之后, 其三四级结构被破坏, 原来隐藏在分子内部的疏水性氨基酸如亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸等氨基酸 暴露在分子表面。而苦味与疏水性氨基酸的侧链直接相关。当疏水性氨基酸位于肽链的 C- 端位置时, 表现出苦味的最大值; 当位于 N- 端位置时, 苦味较低。以游离氨基酸形式存在时苦味最低。苦味的形成 限制了蛋白质功能性低聚肽在食品中的应用。故苦味的防止与去除一直是研究的热点。一般可用以下几 种方法来去除苦味[ 5] 。 4. 1 吸附法
与大豆蛋白相比, 大豆肽往往具有更良好的物理性质。例如, 大豆蛋白的粘度随浓度增加迅速升高, 但低分子量的大豆肽即使在 50% 的高浓度下也仍然保持流动性。大约 10% 浓度的大豆蛋白水溶液, 一 经加热就会凝固, 而大豆多肽就不会。在溶解性方面, 大豆蛋白在其等电点会形成沉淀, 但大豆多肽仍然 会保持溶解状态。不仅如此, 大豆多肽还具有抑制蛋白质形成凝胶的能力 。这些性质对大豆肽的开发利
活性炭为疏水性吸附剂, 可吸附疏水性的苦味肽, 但也不可避免地吸附一些其它的肽和氨基酸, 故 会有一部分蛋白质损失。同时也改变了蛋白质水解物的肽、氨基酸的比例, 故在经济上、营养上欠妥。
许多疏水交互作用色谱和酚醛树脂也被用来消除苦味。近年来有研究发现, 2- 丁醇- 水体系对苦 味肽有很好的分离效果[ 5] 。 4. 2 掩埋法
在体育活动中, 一般消耗体内热量的 4% ~ 10% 是由破坏蛋白质提供的。由于体内不储存蛋白质和 不能合成必需氨基酸, 所以必须及时地从外部补充氨基酸, 以免造成肌肉蛋白质的负平衡, 小分子的肽 则比蛋白质或氨基酸更容易被吸收, 因而能迅速恢复和增强体力[ 5] 。 5. 3 老年人保健食品
一般老年人由于健康或衰老的原因食欲不振, 摄取的蛋白质一般都低于需要量, 这样更容易引起疾 病和衰老, 由于肽能容易被吸收, 老年人用肽补充蛋白质是最理想的办法。 5. 4 蛋白饮料
3. 2 生产工艺流程
大豆脱油脱脂大豆粕
水提取 豆渣
豆乳
酸浸提 !
乳清
碱中和
中和乳
蛋白酶水解
酶解乳 ∀ 分离 ∀ 大豆活性多肽
乳清
3. 3 酶制剂的选择
正确选择蛋白质酶制剂是生产上的关键环节。一般可选择胰蛋白酶、胃蛋白酶等动物蛋白酶, 也可
以使用木瓜和菠萝等植物蛋白酶。但考虑到经济成本及使用效果, 目前应用较广的是枯草杆菌 1389、放
Key words: soybean; functional olig opeptide; function and characteristic; hydrolyzing; debittering; application
1 概述
肽基大豆蛋白水解物( peptide based protein hy drolysate) 也简称肽, 是生命活动中起调节作用的一 类重要生命活性物质[ 1] 。大豆蛋白功能性低聚肽具有独特的理化性质和生物学性质以及一定的营养特 性和生理功能。因此, 目前国内外专家均在积极地开发大豆功能性低聚肽制品。
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天 津农学院学报
第9卷
用是非常有利的。
2. 3 大豆功能性低聚肽的生理功能 生物功能性低聚肽是生命活动中起调节作用的一类重要生命物质。近年来, 研究人员发现, 从一些
食物蛋白的酶水解产物中分离出的多种小肽具有调节植物神经系统, 活化细胞免疫功能, 改善心血管功 能和抗衰老等生理活性[ 3] 。最近, 在医学上还发现, 多肽可由肠道直接吸收, 而且小肽吸收速度要比相 同组成的游离氨基酸快, 这些发现对开发肽类新型功能保健食品具有重要意义。
近年来人们已经发现, 大豆多肽也具有许多生理功能, 如降低胆固醇、抑制血压升高、非过敏性、增 强免疫功能和抗自由基损伤( 延缓衰老) 等[ 4] 。 2. 4 大豆功பைடு நூலகம்性低聚肽的营养功能
孔庆学1, 甄润英1, 李 玲2
( 1 天津农学院 食品科学系, 天津 300384; 2 天津农学院 农学系, 天津 300384)
摘
要: 概述了大豆功能性低聚肽 物质的分 子组成、理化 特性、生理 功能、营养特 性及功 能
性低聚肽物质的制备、苦味去 除及其应用。
关 键 词: 大豆; 功能性低聚肽; 特性 ; 制备; 脱 苦; 应用
2 功能性低聚肽的化学组成及其性质
2. 1 大豆功能性低聚肽的分子组成 大豆功能性低聚肽是大豆蛋白质经蛋白质水解酶作用后, 再经过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肽分子混合物所组成。产品中还含有少量的游离氨基酸、糖类和无 机盐等成分。大豆功能性低聚肽通常由 3~ 6 个氨基酸组成, 其分子量分布以低于 1 000 的为主。主要出 峰位置在分子量 300~ 700 的范围内[ 2] 。 2. 2 大豆功能性低聚肽的理化特性
上述文中谈到运动员和老年人都需要及时地补充蛋白质。补充蛋白质的形式最好是饮料, 一般蛋白 质不能溶于酸性饮料中, 肽却能在酸性饮料( pH 3. 5~ 4. 0) 中溶解, 而且粘度低, 不腻口, 这给保健饮料 生产开辟了一个新的途径。 5. 5 减肥食品
近年来的研究证明, 大豆肽有很强的促进脂肪代谢的效果。大豆肽是一种有效的减肥食品[ 6] 。 5. 6 发酵食品
有报道说当水解度控制在< 10. 5% 时, 所得的蛋白质水解物无苦味[ 5] 。
5 大豆肽的应用
5. 1 营养食品 由于大豆肽的吸收率高, 对一些做过外科手术的患者, 或因疾病的原因, 对蛋白质吸收或消化不良
的患者以及因缺乏酶系统而不能分解和吸收蛋白质的患者, 都是很重要的蛋白质营养供应源。此外, 有 些人, 特别是婴儿, 对牛乳蛋白或大豆蛋白有过敏反应, 而分子量在 300~ 400 以下的肽不会引起过敏反 应。因此肽可以满足这些人( 婴儿) 对氨基酸的需要, 保证其健康和成长。 5. 2 运动员食品
功能性食品应该是具有合理营养和保健功能的营养健康食品。大豆蛋白是营养价值很高的植物蛋
白, 也是目前唯一能取代动物蛋白的植物蛋白。它的酶水解产物由多种多肽分子构成, 富含人体必需氨 基酸, 氨基酸组成几乎和动物蛋白相同。
3 功能性低聚肽的制备
3. 1 原料的选择
大豆及其豆粕均可作为生产大豆功能性低聚肽的原料。
线菌 166、黑曲霉 3350 和芽孢杆菌等微生物蛋白酶。
3. 4 大豆水解物品质的改善
大豆中的脂肪氧化酶催化大豆不饱和脂肪酸后, 可以生成低分子醇、醛和酮等挥发性成分, 从而产
生令人难以接受的豆腥味, 这对产品的风味产生很大的影响。此外, 大豆本身还含有少量的胰蛋白酶抑
制物。为此, 在生产大豆功能性低聚肽时, 可采用适当的加热处理、加入化学试剂、控制蛋白质的水解度
中图分类号: T S202. 1 文献 标识码: A
Study on Hydrolyzed Material of Soybean Protein: Functional Oligopeptides
K ON G Q ing x ue1 ,ZH EN Run yi ng1 ,LI L ing 2
( 1. D epart ment of Food S cience, T ianjin A gricult ural College, Tianjin 300384, China; 2. D epart ment of A gronomy, Tianjin A gricult ural College, T ianjin 300384, China)
可以用环糊精、淀粉将苦味肽包埋, 从而将苦味除去 。还有报道添加苹果酸、柠檬酸、乳酸等可使苦
第1期
孔庆学, 等: 大豆蛋白质水解物 功能性低聚肽物质的开发研究
41
味下降。[ 5] 4. 3 酶处理
商品化的 Alcalase 酶对终端为疏水性的氨基酸有较好的选择性, Nakamura 等用 Alcalase 酶处理, 得 到了很好的蛋白水解物[ 5] 。 4. 4 控制水解度
Abstract: T he molecule composing , physical and chemical characterist ics, physiolog ical functions and nutritional characteristics
of functional oligopeptides are introduced . T he processing of functional oligopeptides, debitter ing and using functional oligopeptides as food processing materials ar e also introduced.
大豆肽能促进微生物生长发育和代谢, 已被广泛地应用于发酵工业, 生产酸奶、干酪、醋、酱油和发 酵火腿等发酵食品, 同时还可提高生产效率、稳定品质以及增强风味[ 7] 。
6 结论
综上所述, 由于大豆肽具有很强的理化性质和营养特性以及生理活性, 所以有着广阔的开发前景。 目前, 大豆肽的开发研究还处在起始阶段, 今后还有待进一步地开发研究, 研制出更多的大豆肽产品。
第9卷 第1 期 2002 年 3 月
天 津农学院学报 Journal of T ianjin Agr icultur al Colleg e
文章编号: 1008- 5394( 2002) 01- 0039- 03
Vol 9, N o 1 M arch, 2002
大豆蛋白质水解物 功能性低聚肽物质的开发研究
参 考 文 献:
[ 1] 陈历俊, 程涛, 等. 肽基蛋白水解物及其生物活性[ J] . 食品工业科技, 1999, ( S1) : 178- 182. [ 2] 葛文光. 大豆多肽生理功能及作用效果[ J] . 无锡轻工业大学学报, 1996, ( 3) : 272- 277. [ 3] 刘大川, 钟方旭. 酶水解法制备大豆肽的研究[ J] . 中国油脂, 1997, ( 6) : 14- 16. [ 4] 黄骊虹. 大豆肽生理功能及应用( 一) [ J] . 食品科技, 1999, ( 3) : 50- 51. [ 5] 郭清泉, 张兰威. 食品中活性肽的研究[ J] . 食品与机械, 1999, ( 6) : 12- 15. [ 6] 李书国, 陈辉. 大豆多肽的功能特性及加工工艺[ J] . 粮油食品科技, 2000, ( 1) : 14- 17. [ 7] 陈晓光, 金红梅. 大豆肽的生理功能及应用前景[ J] . 中国食物与营养, 2000, ( 4) : 39- 40.
和特殊酶解处理等方法将大豆多肽制品中的不良风味和抗营养物质除去, 以保证大豆活性多肽的品质
和营养价值。
4 蛋白质水解物去苦味法
除了上面提到的在水解中含有异味成分以外, 还有一个更大的问题就是苦味。大豆蛋白质经酶分解 之后, 其三四级结构被破坏, 原来隐藏在分子内部的疏水性氨基酸如亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸等氨基酸 暴露在分子表面。而苦味与疏水性氨基酸的侧链直接相关。当疏水性氨基酸位于肽链的 C- 端位置时, 表现出苦味的最大值; 当位于 N- 端位置时, 苦味较低。以游离氨基酸形式存在时苦味最低。苦味的形成 限制了蛋白质功能性低聚肽在食品中的应用。故苦味的防止与去除一直是研究的热点。一般可用以下几 种方法来去除苦味[ 5] 。 4. 1 吸附法
与大豆蛋白相比, 大豆肽往往具有更良好的物理性质。例如, 大豆蛋白的粘度随浓度增加迅速升高, 但低分子量的大豆肽即使在 50% 的高浓度下也仍然保持流动性。大约 10% 浓度的大豆蛋白水溶液, 一 经加热就会凝固, 而大豆多肽就不会。在溶解性方面, 大豆蛋白在其等电点会形成沉淀, 但大豆多肽仍然 会保持溶解状态。不仅如此, 大豆多肽还具有抑制蛋白质形成凝胶的能力 。这些性质对大豆肽的开发利
活性炭为疏水性吸附剂, 可吸附疏水性的苦味肽, 但也不可避免地吸附一些其它的肽和氨基酸, 故 会有一部分蛋白质损失。同时也改变了蛋白质水解物的肽、氨基酸的比例, 故在经济上、营养上欠妥。
许多疏水交互作用色谱和酚醛树脂也被用来消除苦味。近年来有研究发现, 2- 丁醇- 水体系对苦 味肽有很好的分离效果[ 5] 。 4. 2 掩埋法
在体育活动中, 一般消耗体内热量的 4% ~ 10% 是由破坏蛋白质提供的。由于体内不储存蛋白质和 不能合成必需氨基酸, 所以必须及时地从外部补充氨基酸, 以免造成肌肉蛋白质的负平衡, 小分子的肽 则比蛋白质或氨基酸更容易被吸收, 因而能迅速恢复和增强体力[ 5] 。 5. 3 老年人保健食品
一般老年人由于健康或衰老的原因食欲不振, 摄取的蛋白质一般都低于需要量, 这样更容易引起疾 病和衰老, 由于肽能容易被吸收, 老年人用肽补充蛋白质是最理想的办法。 5. 4 蛋白饮料
3. 2 生产工艺流程
大豆脱油脱脂大豆粕
水提取 豆渣
豆乳
酸浸提 !
乳清
碱中和
中和乳
蛋白酶水解
酶解乳 ∀ 分离 ∀ 大豆活性多肽
乳清
3. 3 酶制剂的选择
正确选择蛋白质酶制剂是生产上的关键环节。一般可选择胰蛋白酶、胃蛋白酶等动物蛋白酶, 也可
以使用木瓜和菠萝等植物蛋白酶。但考虑到经济成本及使用效果, 目前应用较广的是枯草杆菌 1389、放
Key words: soybean; functional olig opeptide; function and characteristic; hydrolyzing; debittering; application
1 概述
肽基大豆蛋白水解物( peptide based protein hy drolysate) 也简称肽, 是生命活动中起调节作用的一 类重要生命活性物质[ 1] 。大豆蛋白功能性低聚肽具有独特的理化性质和生物学性质以及一定的营养特 性和生理功能。因此, 目前国内外专家均在积极地开发大豆功能性低聚肽制品。