大豆多肽的功能特性及其开发应用

 

    大豆多肽是指大豆蛋白质经过水解分离精制等过程而获得的通常由3-6个氨基酸组成的相对分子量低于1000的低肽混合物，肽类的相对分子量主要300-700在范围内，其中还含有少量的游离氨基酸、糖类等成分。

 

 

    大豆多肽的必需氨基酸组成与大豆蛋白质完全一致，含量平衡且丰富，而且多肽化合物更容易被人体消化吸收，尤其是某些低分子的肽类，同时还具有防病、治病、调节人体生理机能的功效，这些功效是原大豆蛋白质及其所组成的氨基酸所不具备的。

 

    因此可以说，大豆多肽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，是大豆蛋白质的最佳营养物质。

 

    1、大豆多肽营养特性及低抗原性

 

    由于大豆蛋白的7S和11S有很大的抗原性，以及一些蛋白质酶抑制因子的存在，使大豆分离蛋白的消化率和生物效价大大降低。而用酶免疫测定法（ELISA）测得大豆多肽其抗原性比原先的大豆蛋白质降低了0.1%-1%。所以在食用后不会产生或很大程度上减弱了由大豆蛋白质引起的过敏反应，可满足对干乳蛋白或大豆蛋白易发生过敏反应的人群对氨基酸的需要，尤其适用于生产低抗原性的婴儿食品。

 

 

    现代生物代谢研究表明，人类摄食的蛋白质经消化酶的作用后，更多的是在胃及小肠中水解生成肽，并以肽的形式由肠管吸收。在合成肽的实验中证明，二肽和三肽的吸收速度比同一组成的氨基酸快。有人通过对白鼠强制喂食蛋白质，可以看出大豆多肽的吸收速度和吸收率与其他蛋白和氨基酸的混合物相比都是最高的，而氨基酸混合物却格外的低。这表明了肽类比氨基酸可以更容易更快地被机体吸收利用。因此，大豆多肽可作为肠道营养剂或流动食品用于对蛋白质消化吸收不良或体内缺乏酶系统而不能分解和吸收蛋白质的人群。

 

    3、大豆多肽的保健作用

 

    大豆多肽具有降低血清胆固醇的功能。大豆多肽通过刺激体内甲状腺激素的分泌量增加，促进胆固醇的胆汁酸化，从而阻碍肠道内胆固醇的再吸收并促使其排出体外。

 

    大豆多肽具有降血压作用。血管紧张转化酶在人体血压调节过程中是至关重要的。血浆中的血管紧张素原被肾素水解成血管紧张素Ⅰ，在ACE酶作用下，继续水解产生血管紧张素Ⅱ。血管紧张素Ⅱ致使血管强烈收缩，血压上升。大豆蛋白经特殊的酶水解后得到的大豆多肽可以抑制阻碍ACE酶催化水解血管紧张素Ⅰ成为血管紧张素Ⅱ，从而防止血管强烈收缩，降低了血压。

 

    二、大豆多肽的加工特性

 

    大豆蛋白质经过酶解以后具有优于大豆蛋白的加工特性，比如高溶解性、稳定性、高保湿性、乳化性、抗凝胶性等。据报道，目前大豆蛋白水解物在食品中的应用主要在于它的加工特性，而不是它的营养特性。

 

    1、大豆多肽的低渗透压

 

    大豆多肽溶液的渗透压处于大豆蛋白质与同一组成的氨基酸之间。当一种营养液的渗透压比体液高时就会发生人体周边组织细胞中的水分向肠胃移动，这样易引起营养素吸收的恶化，由高渗透压引起的腹泻就是这个原因。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得多，可以作为口服以及肠道营养液的蛋白质源，使用大豆多肽比氨基酸更容易见效。

 

    2、大豆多肽的高溶解性质

 

    大豆多肽具有良好的溶解性，一般大豆蛋白处于值等电点4.2-4.5附近是会形成沉淀而分离，而大豆多肽PH值能显示出良好的溶解性，既不会减弱食品蛋白质营养价值，还能获得良好的功能性质，从而大大拓宽了它在食品和饮料中的应用范围。另外，大豆蛋白加热易形成凝胶，高温下变性，影响制品的感官品质。大豆多肽的溶解性不受加热的影响。因此，大豆多肽应用于饮料工业尤其是在酸性或需要加热的条件下作为蛋白质补充剂比大豆蛋白稳定性强，应用范围比较广泛，不易产生沉淀。另外，大豆多肽还具有抑制蛋白质凝胶的形成，可以调整蛋白质食品的硬度和改善食感。例如，将大豆多肽添加到肉制品如火腿中，可以保持其鲜嫩可口的性质，防止肉中肌蛋白的硬化。

 

 

    蛋白质被水解后，分子结构被破坏，大量亲水基团外露，导致大豆多肽明显高于大豆分离蛋白的吸水性。有人研究了大豆分离蛋白与大豆多肽的吸水性和pH值及温度的关系。研究表明大豆分离蛋白吸水性随pH值增大而增大，而大豆多肽的吸水性受pH值改变的影响不大。当温度在30℃以后，大豆分离蛋白吸水性随温度升高而下降，而大豆多肽在30-90℃范围内却随温度升高而增大，而且不同种肽在不同的温度下，pH值的吸水性基本相同。大豆多肽这种强烈的吸水性和保湿性能，将它添加到面包或糕点等食品中，可防止食品的失水老化，保持其松软性。

 

    4、低黏度性，高流动性

 

    大豆蛋白含量提高到10%以后，溶液黏度随浓度直线上升，而30%的大豆多肽溶液的黏度与10%大豆蛋白溶液的黏度相当，这是由于大豆蛋白经酶的水解后，蛋白质的网状结构被破坏，形成分子量相对较小的肽类，膨胀性减小，导致黏度下降，它不像大豆蛋白那样黏度随浓度的增加而上升，即使50%的高浓度时仍呈有低黏度性。比如，大豆蛋白质一般在浓度为15%时黏度就高达9000cP，已不易继续浓缩；而采用酶法制取的大豆多肽溶液浓度达65%时黏度只有2200cP，仍具有很好的流动性和较好的溶解度。大豆多肽的这一特性适合于高蛋白流体食品使用，即使添加量达到30%以上也不腻口。

 

    5、促进微生物的生长发育

 

    大豆多肽具有促进微生物生长发育和活跃代谢的作用。实验表明，大豆多肽能促进双歧杆菌的发酵作用以及促进乳酸菌和霉菌等的增殖作用。把大豆多肽用于生产酸奶、干酪、醋、酱油和发酵火腿等发酵食品中，可以提高生产效率、品质稳定性、营养性和产品的风味。

 

    6、大豆多肽的抗氧化性

 

    最近，大豆多肽的抗氧化性研究也取得了一些进展，有人通过亚油酸自动氧化鉴定并分离出大豆球蛋白的蛋白酶水解物中6种具有抗氧化特性的多肽，此类多肽具有捕捉自由基以及螯合金属离子作用，而且多肽中都含有组氨酸和酪氨酸。此类多肽抗氧化机制还不是很明确，有待进一步深入研究。

 

    由于大豆多肽的溶解性好，吸湿性和保湿性强，易溶解于多种化妆品溶剂，水解得到的低肽可以与金属元素在一定条件下形成复合氨基酸络合物。大豆多肽还具有一定的抗氧化特性，因此在头发及皮肤的护理上有一定的作用，可用于一些修复型化妆品的添加剂，如营养霜和面膜，可以快速恢复皮肤的光泽与弹性，减少皱纹，对延缓衰老起着积极的作用；用于护发，有很好的光泽效果和高效的保护作用，使头发免受环境条件和化学因素的破坏。

 

    三、大豆多肽开发与应用现状

 

    关于蛋白质改性研究的历史可以追溯到20世纪40年代，当时一些西方学者用酶法改性蛋白质来补充极其紧缺的鸡蛋。60年代以来，随着生物技术的进步和生命科学的发展，大豆多肽的生理功能逐渐被人们所认识，一些活性肽的结构和功能逐渐明确，也进一步推动了活性肽的研究，大豆蛋白的酶法改性也成为众多学者关注的课题。美国和日本在这方面一直处于领先地位。

 

    近年来，对大豆多肽的功能性研究也取得了一些进展。日本不二公司开发的一种大豆多肽，平均多肽链长为5，经动物实验证实具有优越的消化吸收性，经抗原性评价以及临床实验证实具有很低的过敏性，可作为一些大豆过敏患者的食品素材，同时也可作为过敏患者的营养补给。日本不二制油公司已将大豆多肽制成强化运动饮料，连续饮用可明显增强运动员的体力和耐力，使肌肉疲劳迅速消除并恢复体力。还有研究发现，从胰蛋白酶水解大豆蛋白的酶解物中可获得一种六肽，这种肽能刺激巨噬细胞和多核白细胞的吞噬作用，进一步用蛋白酶，获得了同样具有免疫调节作用的四肽。

 

    国内从20世纪80年代也开始了大豆多肽的开发和应用研究，有数所高校和一些研究机构进行了大豆多肽的研究，对大豆蛋白的酶水解方面进行了深入的探索，已在蛋白酶的选择，酶解工艺参数，水解液的脱苦、脱盐、分离精制等方面取得了一定的进展。

 

    在分离纯化方面，大多采用膜法分离，采用超滤膜和纳米滤膜可有效地去除生物大分子、无机盐类，得到所需分子量的肽链。也有采用高效毛细管电泳及高压液相色谱进行分离的，这些方法分离提纯效率高，但是它们价格昂贵，只能适用于分离分析或价值较高产品的分离，不适于大量的工业化生产。从当前国内市场来看，大豆多肽的生产处于研究阶段，国内还没有形成大规模的生产，可以说国内市场在这方面基本上属于空白。

 

    目前，大豆多肽研究开发存在以下主要问题：水解物的风味，尤其是苦味问题虽然取得了一些进展，但是还未根本解决，找不到较为理想的酶，既保证水解物有一定的水解度，又不具有苦味；对蛋白质酶解机理与过程控制缺乏系统深入的研究，水解度与酶解产物特性的关系尚未明确，使得水解工艺的控制缺乏一定的理论指导；分离纯化过程的工艺还不成熟，有待于找到一种比较合适的分离方法提纯大豆多肽；另外，对大豆多肽的功能特性的应用开发还不完全，大豆多肽的潜力还未完全开发出来。

 

 

    由于肽类易被人体吸收、有较好的酸热稳定性和水溶性等物理特性，不仅能提供人体生长发育所需的能量，还具有防病治病、调节人体机能的优点，多肽成为当前食品学科研究的热点之一。

 

    近年来，多肽类的生理功能受到了越来越多的重视，随着许多活性肽的结构和生理功能的明朗，科学界对活性肽的研究越来越深入。大豆的资源丰富、价格低廉、大豆蛋白质的营养丰富和特殊的生理功能，以及大豆多肽具有比大豆蛋白质更丰富的加工特性，大豆多肽的生产已经成为大豆及大豆蛋白质深加工的一个重要方向，同时也为油脂加工厂的大宗副产物大豆粕的综合利用提供了一条有效途径。

 

    在国内，肽类营养功能食品的开发已列入了食品工业的远景目标规划。随着人们对食品功能性越来越强烈的要求，大豆多肽的生产及应用前景必将非常广阔，市场潜力巨大。