大豆多肽的制备及其研究应用

　　刘向东

　　摘要：大豆多肽在食品和保健品生产领域应用广泛，是一种很有前途的功能性食品。大豆中蛋白质含量高，氨基酸组成合理，大豆多肽是大豆蛋白经酶解后产生的分子量较低的化合物。研究表明：其氨基酸组成与大豆蛋白基本相同，且在整个pH范围内均有良好的溶解性及低粘度，比大豆蛋白具有更好的营养价值和生物功能，如抗氧化、降血压、降胆固醇、抗疲劳等。这些特性使得大豆多肽在食品、医药、化妆品等领域得到广泛的开发和利用。

　　关键词：大豆多肽;功能性食品;特性

　　我国是大豆的故乡,在大豆蛋白利用方面有着悠久的历史。较新开发的大豆制品有大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、大豆组织蛋白和大豆蛋白粉等。但大豆蛋白溶解度低,且具有一定的抗原性,故在使用方面受到了一定的限制。为了改善大豆蛋白的功能特性,拓宽其应用领域,提出了大豆蛋白水解,即大豆多肽的研究开发。随着大豆深加工产品开发的不断深入,以大豆多肽为原料的功能食品在国外不断被开发出来,国内在这方面也进行了广泛的研究。1大豆多肽的组成与理化性质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肽分子混合物所组成,产品中还含有少量游离氨基酸、糖类和无机盐等成分。

　　大豆既是重要的油料资源，更是重要的优质植物性资源，堪称植物蛋白中的佼佼者，已经得到了广泛的关注与研究。我国是大豆的故乡，在大豆蛋白食用方面有着悠久的历史。传统食品有豆芽、豆腐和酱油等，较新开发的大豆制品则有大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、大豆组织蛋白和大豆蛋白粉等。然而，大豆蛋白溶解度低、具有一定的抗原性等问题使得其应用价值受到了一定的影响。

　　大豆多肽是大豆蛋白水解后的产物，功能性的大豆多肽由3~6个氨基酸组成，其必需氨基酸组成与大豆蛋白质完全一样，含量丰富且营养平衡，而且多肽化合物更容易被人体消化吸收，克服了大豆蛋白质在营养学上的弱点，具有比大豆蛋白质更丰富的营养和功能特性，是一种极具潜力的功能性食品基料，近年来，大豆多肽的开发研究已成为国内外研究的热点

　　1 国内外研究现状

　　美国和日本，无论在大豆多肽的基础理论研究方面，还是在应用研究方面，均处于世界领先地位。美国在20世纪70年代初研究了大豆多肽产品之后，美国公司建成了年产5000吨的食用大豆肽工厂[1]。日本于20世纪80年代开展此方面的研究，日本不二制油公司、雪印和森永等乳业公司均已成功地将大豆肽用于食品生物技术产业[2]。但当时他们生产的大豆多肽也多用酸解法、碱解法和氢解法，这样生产的肽化学物质难以除尽、苦味重，需要用活性炭脱苦，致使一些活性炭侵入肽体。80年代，随着酶化学的迅猛发展，美国、日本对于大豆蛋白的酶解工艺和酶解过程的感官特性、功能特性及营养价值改善的研究取得了较大的进展。

　　我国对于大豆多肽的研究开发起步较晚，于80年代后期才开始兴起，基础和应用研究都很薄弱，目前仍处于起步阶段，近几年有段大豆肽的各方面的研究才逐步活跃起来。吴建中等研究了用Alcalase酶和Flavourzyme酶双酶分步酶解法生产大豆多肽工艺[3]。刘通讯等采用多酶与Flavourzyme酶分步加酶的协同作用方法，研制了大豆多肽饮料的酶解条件[4]。由于我国对大豆多肽的研究开发起步于酶学兴起的80年代，我国研究开发的肽主要是用酶法生产的生物活性肽，代表着当今世界肽研究、开发、生产、创新的水平和潮流。

　　2 大豆多肽概述

　　2.1 大豆多肽的理化特性

　　大豆多肽理化性质与分子大小、水解度、所用蛋白酶作用特性、水解条件及最终产物其它组成成分有密切关系，并将直接影响大豆肽的营养特性、加工特性、贮存稳定性、品感质量、应用范围和生物活性。

　　(1)低渗透压

　　大豆多肽溶液渗透压处于大豆蛋白质与同一组成氨基酸之间。当一种营养液渗透压比体液高时就会发生人体周边组织中水分向肠胃移动，这样易引起营养素吸收恶化，由高渗透压引起腹泻就是这个原因[5]。通常氨基酸经常会发生这种问题，但大豆多肽渗透压比氨基酸低很多，可作为口服及肠道营养液蛋白源，使用大豆多肽比氨基酸更容易见效快。

　　(2)低粘度性

　　由于大豆蛋白溶液在浓度为10%以上时，经高温处理易于产生疏水键结合和二硫键结合形成网状聚合物，使得大豆蛋白质的粘度随着浓度的增高而急剧升高。而大豆肽的溶解度高达99%以上，其溶液的粘度在其浓度高达65%以上仍具有良好的流动性。而且肽溶液的粘度通常不受热处理的影响，加热也不会胶凝，具有明显抑制蛋白质形成凝胶的性质，可用于改善蛋白食品品质和口感[6]。

　　(3)高溶解性

　　大豆多肽在不同pH值、温度、离子强度、氮浓度条件下都是可溶的，pH值适应性广[7]，而大豆蛋白在酸性条件下，特别是在pH4.2-4.5等电点附近时，便会因酸沉淀而无法继续溶解。大豆多肽的这种高溶解性既不会减弱蛋白质营养价值，还能获得良好功能特性，大大拓宽了它在食品和饮料中的应用范围。

　　(4)高吸水性

　　蛋白质被水解后，分子结构被破坏，大量亲水基团外露，导致大豆多肽吸水性明显高于大豆分离蛋白。大豆分离蛋白吸水性随pH值增大而增大，而大豆多肽吸水性受pH值影响改变不大。当温度超过30℃，大豆分离蛋白吸水性随温度升高而下降，而大豆多肽吸水性在30℃~90℃范围内却随温度升高而增大，且不同类肽在不同温度、pH值时吸水性基本相同。因大豆多肽的强吸水性和保湿性能，将它添加到面包或糕点等食品中，可防止食品失水老化，保持食品松软性[8]。

　　(5)乳化性

　　适度的水解可以提高蛋白水解物的乳化性。这是由于水解使包埋于蛋白质内部的疏水性残基暴露出来，提高了其在界面的吸附，形成了内聚性膜，同时，疏水性残基与油相互作用，而亲水性残基与水相互作用所致;但过度的水解也会导致水解产物乳化性的急剧下降。这是因为尽管肽能迅速扩散，并在界面吸附，但它们不能折叠并在界面如同蛋白质一般取向，因此不能有效地降低界面张力[9]。丛建民等[10]研究了大豆肽的乳化性，结果发现大豆肽具有一定的乳化性，与大豆分离蛋白相比，其乳化性及乳化稳定性随浓度增加而增加，但明显比大豆蛋白乳化性及乳化稳定性小。

　　2.2 大豆多肽的生理功能

　　2.2.1易消化吸收，营养价值高

　　声物代谢实验证明，大部分蛋白质并非完全水解成氨基酸才被吸收，而是在多肽形式时就能直接被人体吸收，低肽比氨基酸更易、更快被机体吸收利用，因而大豆多肽可以作为那些通常饮食不能充分满足蛋白质营养需求的特殊条件人员的食品。而且大豆多肽的氨基酸结构几乎完全与大豆蛋白一样，必需氨基酸平衡良好，含量丰富，即它保留了原蛋白的营养特性，而且通过蛋白质的改性作用消除了原蛋白中的一些营养抑制因子，在一定程度上增加了它的吸收利用效率[11]。

　　2.2.2低抗原性，无过敏反应

　　由于大豆蛋白7s和11s有很大抗原性，及一些蛋白酶抑制因子存在，使大豆分离蛋白(SPI)的消化率和生物效价大大降低。而用酶免疫测定法测得大豆多肽其抗原性比原先大豆蛋白降低了0.1%~1%，所以在食用后不会产生或很大程度减弱了由大豆蛋白引起的过敏反应，可满足对干乳蛋白或大豆蛋白易发生过敏反应人群对氨基酸的需要，尤其适宜于生产低抗原性婴儿食品[12]。

　　2.2.3降低血压的作用

　　血管中含有血管紧张素和血管紧张素转换酶，大豆多肽混合物中降压肽可将两者转换，同时降解激肽，使之失活，防止血管收缩，因而起到降低血压的作用;对心血管疾病也有显著疗效，具有预防动脉硬化、延缓人体衰老等功效。但大豆多肽仅对高血压患者有降压作用，而对正常人无降压作用，因此其应用安全可靠，长期食用具有很好降血压作用。

　　2.2.4抑制胆固醇的作用

　　大豆多肽能够刺激甲状腺激素分泌增加，促进胆固醇的胆汁酸化，使粪便排泄胆固醇增加，从而起到降低血液胆固醇的作用。对胆固醇值正常的人，不降低其胆固醇。它不降低对人体有益的高密度脂蛋白的数值，在食用高胆固醇含量食品时，对血清胆固醇值升高也有防止作用。

　　2.2.5促进脂肪代谢的作用

　　过度肥胖会引起许多疾病，但低能膳食方式的减肥又会导致减肥者体质下降。大豆多肽有阻止脂肪吸收的作用，在保证足够肽摄入的基础上，将其余能量组分降至最低，则既可达到减肥的目的，又能保证减肥者的体质。实验结果表明，添加大豆肽的食品产热量最高，说明大豆肽比其它蛋白质具有更大的促进能量代谢的效果。摄食蛋白质比摄食脂肪和糖类更能促进能量代谢，高长城等报道，大豆肽比其它蛋白质具有更大的促进能量代谢的效果[13]。

　　2.2.6抗氧化作用

　　抗氧化性是大豆肽所具有的一种生物活性，是指其对亚油酸等不饱和脂肪酸、邻苯三酚等的自动氧化具有一定的抑制作用。大量的研究结果显示，人体内各器官、系统均会产生不同程度的自由基，但在体内同时存在有消除氧自由基的防御系统，即由一些酶和非酶物质组成的抗氧化系统。大豆中含有很多抗氧化活性的物质 ,而这些物质往往不是大豆蛋白本身，仅是其共存物(如黄酮类、多酚类等)，在大豆蛋白质中，并没有被完全除去和破坏其抗氧活性，而残留在大豆蛋白之中的物质。

　　3 大豆多肽的应用

　　我国大豆资源丰富，价格低廉，且大豆蛋白营养丰富，具有诸多生理功能;而大豆多肽含有组成与植物蛋白完全一致的必需氨基酸，具有比大豆蛋白更优越的加工特性，尤其是小分子肽吸收速度快，蛋白质利用率高等，同时还具有防病治病，调节人体生理功能等，大豆肽的生产已成为大豆及大豆蛋白深加工一个重要方向，同时也为油脂加工厂综合利用大豆油脂副产品提供一个有效途径。大豆肽安全实用，无副作用，应用范围广，是一种十分有前途的功能性食品。

　　3.1 在普通食品中的应用

　　大豆多肽吸湿和保湿性能好，可使产品软化，用其生产豆制品时不仅营养丰富，易消化吸收，而且产品的口感和风味都会得到改善;大豆多肽加入到鱼、肉制品中，可突出制品的肉类风味，提高鲜香度，同时改进其品质，使之具有柔软的质地和良好的口感;大豆多肽可使焙烤食品的质构疏松、香气增加，用于面包可增加面团的粘弹性，减少面包失水，使面包质地柔软;大豆多肽用于糖果、巧克力生产，使产品甜度降低，香气增加，并降低成本;用于制作糕点，可改善口味品质，降低成本，延长保质期;大豆多肽水溶性高，溶液粘度低，且在酸性条件下不产生沉淀，并还有较好的发泡作用，所以可用来生产酸性饮料、营养饮品和雪糕及冰淇淋等冷饮食品。

　　3.2 在营养疗效食品中的应用

　　大豆多肽具有能直接被肠道吸收，吸收速度快的特性，因此，适于作为手术后特别是消化道手术后的康复期病人、因高温或过度疲劳等引起的肠胃功能失调期病人、消化功能衰退的老年人及消化功能未成熟的婴幼儿的营养剂。根据老年人生理特点和营养要求，以大豆多肽为基料，添加部分全脂奶粉和蜂蜜，强化蛋氨酸和半胱氨酸，强化Fe、Ca、Zn元素等并添入天然果汁，可研制出高蛋白、高果糖、低动物性脂肪、易消化的速溶性老年奶粉。

　　3.3 在运动员食品中的应用

　　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。尤其是在运动前和运动中补充大豆多肽可以减轻肌蛋白降解，维持体内正常蛋白质合成，及减轻或延缓由运动引发的其余生理方面的改变，达到抗疲劳的效果。

　　3.4 在发酵工业中的应用

　　大豆多肽具有促进微生物生长发育和活跃新陈代谢的作用，可用于生产酸奶、干酪和火腿等食品，能提高生产效率、改善品质、增强风味和增加营养价值，也可用于生产酶制剂。大豆多肽的应用能使生产成本降低、风味品质改善、保质期延长，具有极佳的生理功能和加工特性，是一种很有发展前景的功能性食品原料。

　　4 大豆多肽的发展前景及展望

　　大豆不仅营养丰富，原料成本低，而且我国大豆资源丰富，年产量约1640万t，占世界总产量的9%，居第三位。随着国内对大豆功能性成分越来越深入的研究，目前有关单位已利用丰富的大豆资源开发出了浓缩大豆蛋白、分离大豆蛋白、大豆凝乳、大豆低聚糖、大豆磷脂等多种大豆深加工产品，促进了国内大豆生产加工的产业化，提高了大豆的附加值和科技含量，同时又为食品、医药、日用化工等领域提供了原料。大豆多肽作为一种新型的大豆深加工产品，必将得到进一步的开发利用，并蕴含着巨大的市场潜力。业内权威人士认为，如果大量以大豆多肽为主要成分的多肽功能产品问世，则不仅为企业自身带来滚滚财源，也为我国人民的健康带来福音，更为大豆多肽带来更加广阔的市场发展前景。

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