大豆蛋白酶解產物 功能特性的研究進展
摘 要:總結了大豆蛋白酶解產物功能特性,主要闡述了大豆蛋白酶解產物的生物活性肽功能特性、輕度酶解產物功能特性以及苦味肽,並作出了展望。
關鍵詞:大豆蛋白酶解產物 生物活性肽 輕度酶解苦味肽 功能特性
由於大豆蛋白的高營養價值和低成本使它在食品工業上的應用日益廣泛,在過去十年裏,大豆蛋白開始應用到咖啡增白劑、乳品飲料、蛋黃醬和可食用膜等產品當中。然而,大豆蛋白本身的溶解性,熱穩定性,乳化性和起泡性限製了它在某些食品中的應用。通過蛋白酶水解來改善大豆蛋白的功能特性是目前比較可行的方法之一,以下將對酶解所產生的不同分子量的產物特性進行具體闡述。
1 生物活性肽功能特性
大豆活性肽的分子量範圍大多在500~2000之間,大部分可以直接被人體吸收。在較寬的pH範圍內有很好的溶解性,持水能力比原蛋白有很大提高。其生物活性主要有以下幾個方麵。
1.1 降血脂和膽固醇
國外專家研究指出,增加膳食中大豆活性肽含量,可以降低血清膽固醇濃度。在小鼠喂飼試驗中,添加大豆活性肽有利於降低極低密度脂蛋白合成,從而促進肝髒載脂蛋白的合成,防止脂肪在肝髒的積累,促進脂肪的運輸和代謝。
1.2 抗氧化活性
大豆活性肽的抗氧化活性明顯高於大豆蛋白本身。酶解是提高大豆蛋白抗氧化性的有效方法之一,大豆活性肽的抗氧化性是多肽氨基酸序列的一種本質特性。不同的酶,其水解專一性不同,導致水解產物的抗氧化性也不同。大豆活性肽對小鼠體內脂肪過氧化抑製作用強於酪蛋白活性肽,在對紅血球抗氧化防禦能力的提高方麵與酪蛋白活性肽相當,可增強紅血球對自由基的攻擊抵抗作用。
1.3 低過敏原性
很多食物中由於過敏原的存在,會導致一些特異性過敏反應,如一些皮膚病、呼吸道疾病甚至過敏性休克就是由於這個原因所引起。大豆蛋白中也存在著過敏原,但已有研究表明,蛋白降解是降低或消除過敏原的有效方法。通過酶免疫測定法對大豆活性肽的抗原性進行測定,結果指出,活性肽抗原性比大豆蛋白降低1%~2%。
1.4 降血壓
血壓在血管緊張素轉換酶(ACE)的作用下進行調節,血管緊張素I不具有活性,在ACE作用下可以轉變為血管緊張素Ⅱ。血管緊張素Ⅱ具有收縮血管平滑肌的功能,從而引起血壓的升高。大豆蛋白活性肽可以抑製ACE的活性,防止血管平滑肌收縮,實現降低血壓的目的。而且,對於正常血壓的人體,大豆活性肽不會起到降血壓作用。在膳食中加入大豆活性肽,可以起到維持正常血壓的目的。
1.5 促進體能恢複
運動員在運動時,由於對能量的需求,體內會發生蛋白質合成抑製,肌蛋白降解增加,氨基酸氧化作用和葡萄糖異生作用的增加,利於能量的產生。運動中和運動後蛋白質的補充,均可以補充體內蛋白質的消耗。大豆活性肽可直接被人體吸收、迅速利用,減少了運動員體內肌蛋白的降解,維持體內正常蛋白質的合成,減輕由於運動所帶來的一係列疲勞效應,起到抗疲勞效果。
2 輕度酶解產物功能特性
大豆蛋白經輕度酶解以後,部分肽鍵被切斷,分子量從幾千到幾萬不等。肽鏈分子構象發生了一定程度的變化,一些被包埋的基團釋放出來。不同酶對大豆蛋白的酶解作用不同,因此所產生的水解產物的功能特性也不同。
2.1 溶解性
溶解性的增加是大豆蛋白部分水解所引起的最劇烈變化之一。酶解後的蛋白產物在較寬的pH範圍內有很好的溶解性,尤其在酸性條件下的溶解性明顯提高。不同酶的水解產物,其溶解性不同。用堿性蛋白酶和胰蛋白酶水解的大豆分離蛋白產物,其溶解性要比胰凝乳蛋白酶和粗製凝乳酶效果好。在pH4.5時,胰蛋白酶和堿性蛋白酶水解物溶解性相近,但在pH7.0時,胰蛋白酶水解物的溶解性比堿性蛋白酶水解物高得多。水解物分子大小的減小、一些新暴露出來的離子化氨基和羧基和親水基團是溶解性提高的根本原因。
2.2 持水性
蛋白質的持水性與水分活度相關,水分活度0.6~0.9之間,水解後的大豆蛋白持水性是原蛋白的2~3倍。大豆蛋白包含大量可電離的親水氨基酸,如穀氨酸和門冬氨酸等,它們的吸水量是不可電離親水氨基酸的3倍左右。在原蛋白中,這類基團被埋藏在分子內部,不能夠與水分子接觸。通過酶水解以後,肽鏈構象變化,這類基團移到分子表麵,與水分子接觸,從而提高了蛋白質的持水性。因此,大豆蛋白水解物可用作持水劑來保持食品中的水分和改善食品質構。
2.3 凝膠性
凝膠性指蛋白質形成一定的網狀結構,保持一定的膠體形態,具有一定的機械強度和粘彈性。在一定的外部條件下,蛋白質分子間作用增強,蛋白質與水分子之間作用減弱,就會導致凝膠的形成。酶水解作用會降低大豆蛋白的凝膠特性。因為經過酶解處理,大豆蛋白水解物的疏水性降低,表麵靜電荷增加,削弱了蛋白質之間的凝集作用,抑製了凝膠的形成。在某些工業應用當中,凝膠性的降低使得大豆蛋白即使經過熱處理過程仍能較好的保持其流動特性,利於工業生產。
2.4 乳化性
由於蛋白質分子包含親水和親油基團,可用作表麵活性劑,其在極性-非極性表麵定向排列可降低界麵間的表麵張力。蛋白質乳化過程包括3個連續步驟:①蛋白質分子擴散和連接到界麵;②被吸附蛋白質分子的擴散和展開;③被吸附蛋白質分子在界麵的重新排列。衡量蛋白質乳化性的指標主要有乳化活性,乳化能力和乳化穩定性。水解度和體係的pH是影響蛋白質乳化性的兩個主要參數。在某一適當的水解度和pH條件下,蛋白質具備最佳的乳化性。
2.5 起泡性
泡沫是由連續的液體相和分散的氣體相組成的雙相膠狀係統;攪打、振蕩和噴射是製造食品泡沫的常用方法。衡量泡沫的兩個重要指標是泡沫體積和泡沫穩定性;適合起泡的蛋白質分子特性與適合乳化的蛋白質分子特性相似;限製性大豆蛋白水解會提高其起泡性。但水解產物的起泡能力與泡沫穩定性不一定會同時增加,這與蛋白質水解度和具體多肽鏈的氨基酸組成有關。在大豆蛋白水解產物中,一些大分子肽鏈或未水解蛋白質分子的疏水效應或空間位阻效應會抑製其它蛋白質分子的起泡特性。
3 苦味肽
酶水解大豆蛋白常常會產生具有苦味的水解產物,這主要是一些強疏水性的苦味肽分子由於酶解反應的進行而不斷產生。目前已有大量的來自大豆蛋白水解產生的苦味肽分子被分離鑒定。在水解度達到15%時,即在高分子量部分的低分子量區域,苦味開始出現。隨著水解物分子量的逐漸減小,苦味逐漸增加。進入小分子量部分區段,苦味強度達到最大值。對小分子量部分進行反向高效液相色譜分析,結果表明,低疏水性的肽鏈分子苦味較輕,但具有其它風味如酸味和鹹味等。高疏水性肽鏈分子具有明顯苦味,主要由3~6個氨基酸殘基組成。
4 展望
大豆蛋白是一種功能性蛋白質,具有很好的營養價值。由於本身一些物化特性的局限限製了它在工業中的應用。可控酶解可以改善大豆蛋白的一些功能特性。但到目前位置,蛋白質結構與功能性關係的模型並不完善,我們仍需要進一步了解它們之間的關係。大豆生物活性肽對人體的免疫功能的提高,目前的研究仍不夠細致,有待於進一步的研究和開發。
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[責任編輯:]
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