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维持体内正常蛋白质的合成

时间:2019-04-07 20:59

  摘 要:总结了大豆蛋白酶解产物功能特性,主要阐述了大豆蛋白酶解产物的生物活性肽功能特性、轻度酶解产物功能特性以及苦味肽,并作出了展望。

  由于大豆蛋白的高营养价值和低成本使它在食品工业上的应用日益广泛,在过去十年里,大豆蛋白开始应用到咖啡增白剂、乳品饮料、蛋黄酱和可食用膜等产品当中。然而,大豆蛋白本身的溶解性,热稳定性,乳化性和起泡性限制了它在某些食品中的应用。通过蛋白酶水解来改善大豆蛋白的功能特性是目前比较可行的方法之一,以下将对酶解所产生的不同分子量的产物特性进行具体阐述。

  大豆活性肽的分子量范围大多在500~2000之间,大部分可以直接被人体吸收。在较宽的pH范围内有很好的溶解性,持水能力比原蛋白有很大提高。其生物活性主要有以下几个方面。

  国外专家研究指出,增加膳食中大豆活性肽含量,可以降低血清胆固醇浓度。在小鼠喂饲试验中,添加大豆活性肽有利于降低极低密度脂蛋白合成,从而促进肝脏载脂蛋白的合成,防止脂肪在肝脏的积累,促进脂肪的运输和代谢。

  大豆活性肽的抗氧化活性明显高于大豆蛋白本身。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种本质特性。不同的酶,其水解专一性不同,导致水解产物的抗氧化性也不同。大豆活性肽对小鼠体内脂肪过氧化抑制作用强于酪蛋白活性肽,在对红血球抗氧化防御能力的提高方面与酪蛋白活性肽相当,可增强红血球对自由基的攻击抵抗作用。

  很多食物中由于过敏原的存在,会导致一些特异性过敏反应,如一些皮肤病、呼吸道疾病甚至过敏性休克就是由于这个原因所引起。大豆蛋白中也存在着过敏原,但已有研究表明,蛋白降解是降低或消除过敏原的有效方法。通过酶免疫测定法对大豆活性肽的抗原性进行测定,结果指出,活性肽抗原性比大豆蛋白降低1%~2%。

  血压在血管紧张素转换酶(ACE)的作用下进行调节,血管紧张素I不具有活性,在ACE作用下可以转变为血管紧张素Ⅱ。血管紧张素Ⅱ具有收缩血管平滑肌的功能,从而引起血压的升高。大豆蛋白活性肽可以抑制ACE的活性,防止血管平滑肌收缩,实现降低血压的目的。而且,对于正常血压的人体,大豆活性肽不会起到降血压作用。在膳食中加入大豆活性肽,可以起到维持正常血压的目的。

  运动员在运动时,由于对能量的需求,体内会发生蛋白质合成抑制,肌蛋白降解增加,氨基酸氧化作用和葡萄糖异生作用的增加,利于能量的产生。运动中和运动后蛋白质的补充,均可以补充体内蛋白质的消耗。大豆活性肽可直接被人体吸收、迅速利用,减少了运动员体内肌蛋白的降解,维持体内正常蛋白质的合成,减轻由于运动所带来的一系列疲劳效应,起到抗疲劳效果。

  大豆蛋白经轻度酶解以后,部分肽键被切断,分子量从几千到几万不等。肽链分子构象发生了一定程度的变化,一些被包埋的基团释放出来。不同酶对大豆蛋白的酶解作用不同,因此所产生的水解产物的功能特性也不同。

  溶解性的增加是大豆蛋白部分水解所引起的最剧烈变化之一。酶解后的蛋白产物在较宽的pH范围内有很好的溶解性,尤其在酸性条件下的溶解性明显提高。不同酶的水解产物,其溶解性不同。用碱性蛋白酶和胰蛋白酶水解的大豆分离蛋白产物,其溶解性要比胰凝乳蛋白酶和粗制凝乳酶效果好。在pH4.5时,胰蛋白酶和碱性蛋白酶水解物溶解性相近,但在pH7.0时,胰蛋白酶水解物的溶解性比碱性蛋白酶水解物高得多。水解物分子大小的减小、一些新暴露出来的离子化氨基和羧基和亲水基团是溶解性提高的根本原因。

  蛋白质的持水性与水分活度相关,水分活度0.6~0.9之间,水解后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电离的亲水氨基酸,如谷氨酸和门冬氨酸等,它们的吸水量是不可电离亲水氨基酸的3倍左右。在原蛋白中,这类基团被埋藏在分子内部,不能够与水分子接触。通过酶水解以后,肽链构象变化,这类基团移到分子表面,与水分子接触,从而提高了蛋白质的持水性。因此,大豆蛋白水解物可用作持水剂来保持食品中的水分和改善食品质构。

  凝胶性指蛋白质形成一定的网状结构,保持一定的胶体形态,具有一定的机械强度和粘弹性。在一定的外部条件下,蛋白质分子间作用增强,蛋白质与水分子之间作用减弱,就会导致凝胶的形成。酶水解作用会降低大豆蛋白的凝胶特性。因为经过酶解处理,大豆蛋白水解物的疏水性降低,表面静电荷增加,削弱了蛋白质之间的凝集作用,抑制了凝胶的形成。在某些工业应用当中,凝胶性的降低使得大豆蛋白即使经过热处理过程仍能较好的保持其流动特性,利于工业生产。

  由于蛋白质分子包含亲水和亲油基团,可用作表面活性剂,其在极性-非极性表面定向排列可降低界面间的表面张力。蛋白质乳化过程包括3个连续步骤:①蛋白质分子扩散和连接到界面;②被吸附蛋白质分子的扩散和展开;③被吸附蛋白质分子在界面的重新排列。衡量蛋白质乳化性的指标主要有乳化活性,乳化能力和乳化稳定性。水解度和体系的pH是影响蛋白质乳化性的两个主要参数。在某一适当的水解度和pH条件下,蛋白质具备最佳的乳化性。

  泡沫是由连续的液体相和分散的气体相组成的双相胶状系统;搅打、振荡和喷射是制造食品泡沫的常用方法。衡量泡沫的两个重要指标是泡沫体积和泡沫稳定性;适合起泡的蛋白质分子特性与适合乳化的蛋白质分子特性相似;限制性大豆蛋白水解会提高其起泡性。但水解产物的起泡能力与泡沫稳定性不一定会同时增加,这与蛋白质水解度和具体多肽链的氨基酸组成有关。在大豆蛋白水解产物中,一些大分子肽链或未水解蛋白质分子的疏水效应或空间位阻效应会抑制其它蛋白质分子的起泡特性。

  酶水解大豆蛋白常常会产生具有苦味的水解产物,这主要是一些强疏水性的苦味肽分子由于酶解反应的进行而不断产生。目前已有大量的来自大豆蛋白水解产生的苦味肽分子被分离鉴定。在水解度达到15%时,即在高分子量部分的低分子量区域,苦味开始出现。随着水解物分子量的逐渐减小,苦味逐渐增加。进入小分子量部分区段,苦味强度达到最大值。对小分子量部分进行反向高效液相色谱分析,结果表明,低疏水性的肽链分子苦味较轻,但具有其它风味如酸味和咸味等。高疏水性肽链分子具有明显苦味,主要由3~6个氨基酸残基组成。

  大豆蛋白是一种功能性蛋白质,具有很好的营养价值。由于本身一些物化特性的局限限制了它在工业中的应用。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,蛋白质结构与功能性关系的模型并不完善,我们仍需要进一步了解它们之间的关系。大豆生物活性肽对人体的免疫功能的提高,目前的研究仍不够细致,有待于进一步的研究和开发。

  [1] 马燕丽.大豆蛋白酶解产物的营养保健功能.《农产品加工》.2008.

  [2] 焦保利.大豆蛋白酶解产物抗氧化性与水解度相关性研究.《粮食与油脂》.2015

  [3] 高娟.大豆蛋白酶解产物的分子量分布与其发泡性能关系的研究.《广东化工》.2012.

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