大豆肽的制备及其营养功能研究进展
Advancement of preparation of soybean peptide and its nutritional function
摘要：大豆肽是大豆蛋白水解后，由3～6个氨基酸残基组成的低肽混合物，分子量在1000 U以下。为了提高大豆蛋白资源的利用率，降低大豆肽的成本，本文综述了以豆粕为原料制备大豆肽的两种方法，发酵法和酶解法。同时也阐述了其功能特性及其在食品工业的应用。由于它具有很多优良的理化特性和生理活性，具有极高的利用价值和广阔的发展前景。 关键词：大豆肽 豆粕 营养功能 制备
Abstract: Soybean peptides are a mixture of many small peptides which have 3 to 6 amino acids and molecular weight is below of 1000 U. In order to improve the utilization rate of soybean protein and reduce the cost of soybean peptide, the two methods, fermentation and enzymatic method of soybean peptides being made from soybean meal were reviewed in this paper. Also, the function characteristics and the application in the food industry of soybean peptides were described. Soybean peptides have high utilization value and broad prospects because of its excellent physical-chemical properties and biological activity.
Key words: soybean peptides soybean meal nutritional function preparation
大豆肽就是由大豆蛋白经水解所得到的由3～6个氨基酸组成的低分子量肽。大豆肽的氨基酸组成几乎完全与大豆蛋白质一样，必需氨基酸的平衡良好，含量也丰富。同时人们发现许多小分子量肽在经人体消化道时不被水解，可直接被人体吸收利用，并且具有各种各样的生理活性。不仅如此，大豆肽溶液的黏度通常不受热处理的影响，加热也不会胶凝，即使在高温下也具有良好的流动性。大豆肽在大豆蛋白的等电点pH4.3 附近保持溶解状态，为开发酸性大豆饮料和食品提供了条件。大豆肽具有良好的溶解性、稳定性等，而且具有易吸收和低过敏原性、降低血脂和胆固醇、降低血压、促进矿物质吸收和脂肪代谢。大豆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利用方式[1] 。
1. 以豆粕为原料制备大豆肽
1.1微生物发酵法
微生物发酵法是通过微生物生命活动中产酶将大豆蛋白降解为大豆肽，其相对分子质量 大多分布在3000 U以上，产品中的小肽以营养性小肽为主。此法生产的大豆肽具有溶解性 好、无苦味和异味、口感好、溶解黏度小、受热不凝固等优点[2]。微生物发酵法是大豆肽生产方法之一，由于其把蛋白酶的发酵生产和大豆肽的酶解生产结合在一起，大大降低了大豆肽的生产成本，应用前景较好[3]。在固体发酵体系中, 可以通过混合培养获得较优的产酶和高效降解[4]。侯树宇等[5]利用两种菌混合培养研究对大豆蛋白的生物降解，这两种菌分别是白腐真菌和芽孢杆菌，通过用这两种菌混合培养可以大大提高降解性能。万琦等[6]筛选到一株能在发酵过程中产蛋白酶和外肽酶的枯草芽孢杆菌，利用此菌所产羧肽酶的作用将短肽末端的疏水性氨基酸切除，从而实现了酶解和脱苦一步完成的大豆肽发酵生产。张雁平[7]通过成本核算，采用发酵法生产大豆蛋白活性肽产品与酶解法相比，得率提高10%~ 20%，成本仅为酶解法的50%~60%。因此, ，该技术有良好的应用前景。微生物发酵法生产大豆肽的工艺流程如下[8]：豆粕→粉碎→配料→灭菌→冷却→接种→发酵→分离→过滤→真空浓缩→喷雾干燥→筛分→成品→包装。
1.2脱脂豆粕酶法
采用酶法水解蛋白条件温和，安全可靠，产品色浅，并且酶法选择性较强。为了提高优质大豆蛋白资源的利用率，降低大豆肽的成本，谷伟等[9]采用酶法水解脱脂豆粕制备大豆肽，确定酶解最佳条件为：中性酶、复合酶添加量分别为400，200 U(每克蛋白) ，酶解温度为55 ℃，pH 值为7.5，时间为2h ，大豆肽产率约为32%。钱磊[10]采用单因素实验研究了超声处理对脱脂豆粕蛋白质浸提率的影响，容器式超声仪(300 W) 浸提蛋白的最佳工艺为：频率30 kHz、料液比(质量体积比) 为5 %、在p H值8.5下处理20 min，此时上清液中蛋白质浓度增加
58.68 %。比较了五种蛋白酶对脱脂豆粕的水解效果，水解能力最强的是碱性蛋白酶，用正交实验法确定了其水解脱脂豆粕的最佳条件为：底物质量分数5%、酶用量10000 U/ g 底物、温度55 ℃、p H 值8.5、反应时间4 h，此时大豆肽溶出率为59.34 %。本工艺中先将豆粕粉碎，再进行浸提蛋白、直接酶解等操作，一方面可提高脱脂豆粕的利用率，另一方面可大大提高大豆肽的产率，降低大豆肽成本。
2. 大豆肽的营养功能
2.1 促进钙镁及微量元素的吸收
人体内存在pH 值梯度，特别是处于吸收段的小肠环境pH 值为碱性，使得钙易与磷酸形成不溶性盐，从而大大降低了钙的吸收，在这种状态下通常人体只能吸收30 %左右[11]。而大豆多肽能与钙镁等离子形成可溶性螯合物，避免了这些金属离子在肠道内形成难溶性盐，有利于机体对这些离子的吸收[12]，进而可以改善大部分人群普遍缺钙的问题。
2.2 促进脂肪代谢
小松等日本学者给小儿肥胖患者食用大豆肽，可减少皮下脂肪和增加饮食诱导产热，并与基础代谢提高有关联[13]。给经过游泳负荷的小白鼠服用5%大豆肽饮用水，发现比饮用自来水的小鼠体内脂肪量明显减小，而运动能力明显增强[14]。过度肥胖会引起许多疾病，但节食减肥又会对身体伤害很大，因此在减肥过程中保持氮平衡非常重要。大豆肽能活化交感神经，阻止脂肪吸收和促进脂质代谢，减少身体皮下脂肪，既可达到减肥目的，又能保证减肥者体质[15]。
2.3 抗氧化功能
大豆蛋白中存在具有抗氧化活性物质。禚同友等[16]用邻苯三酚自氧化法验证了大豆生物活性肽的生物抗氧化活性，试验得到氧化性抑制率为16.18%，大豆肽具有类SOD 的功效。易维学[17]发现，584 g 大豆低聚肽抗氧化能力相当于1 g 特丁基对苯二酚（TBHQ ）纯品，其抗氧化能力是因氨基酸残基含有组氨酸或酪氨酸，而其残基中的组氨酸和酪氨酸则能消除自由基或螯合金属离子。
2.4 调节血糖浓度
陈晓光等[18]报道，大豆肽能起到抑制血糖急速上升的作用。作用机理是对α–葡萄糖苷酶有缓慢抑制作用，α–葡萄糖苷酶主要分布于肠微绒毛上，分解糖供体内葡萄糖。因此大豆肽同其它碳水化合物和糖类一起使用时，不受胰岛素分泌量影响，能起到抑制血糖急速上升的作用。
2.5大豆肽对高血脂症的影响
包乐媛等[19]通过用小鼠为实验材料来建立模型，发现大豆肽可以有效的降低血脂，对调节高脂蛋白的作用不明显，大豆肽对高脂饮食导致的高血脂症有良好的防治作用。
3. 大豆肽在食品工业中的应用
大豆多肽比大豆蛋白更易消化吸收，抗原性较低，抗癌作用，促进人体内肌红细胞的复原、增强运动员肌肉功能等，因此，大豆肽在食品工业上能得到了广泛应用[20]。
3.1大豆肽在营养疗效食品中的应用
大豆肽具有易消化吸收且吸收速度快的特性，使它可用于特殊病人的营养剂，特别是消化系统中肠道营养剂和流态食品。应用于康复期病人、消化功能衰退的老年人以及消化功能未成熟的婴幼儿服用。大豆肽的使用可以结合其它辅料，制作各种食品，如老年奶粉[21]。
3.2大豆肽在功能和保健食品中的应用
大豆肽能与机体中的胆酸结合，具有降低人体血清胆固醇、降血压、降血脂，减肥和低抗原性等功能。因此大豆肽可用于生产降血压、预防心血管系统疾病、肥胖病患者蛋白质补给等功能保健食品及婴幼儿奶粉、非奶粉、甜点心等非致敏性保健食品。这样的食品既健康又安全，同时又能预防和治疗疾病，有非常好的发展前景。
3.3大豆肽在运动员食品中的应用
大豆肽具有易消化吸收、能迅速给机体提供能源、促进脂质代谢和恢复体力等功能，因此连续饮用大豆肽强化的运动员饮料，可明显地增强运动员的体力、耐力、迅速消除疲劳、恢复体力。故它可用于制造运动员用的粉状、片状和颗粒状食品、蛋白质强化食品和运动功能性饮料等[22]。
3.4用于冷饮食品
大豆肽水溶性高，溶液黏度低，且在酸性条件下不产生沉淀，并有较高的发泡作用，所以可以用来生产酸性饮料、营养饮品、汽水、速溶固体饮品和奶粉、啤酒、雪糕及冰淇淋等冷饮食品[23]。
4前景展望
大豆肽具有各种营养功能和生理特性，能够与食品产业很好的结合，从而创造出很多极富有价值的功能性食物，这对于二十一世纪的更为关注自身健康的人们来说无疑带来了福音，同时也为生物事业的发展起到了一定的推动作用。
参考文献
[1] 汪家铭. 大豆多肽开发应用潜力大[J]. 四川粮油科技, 2000, 17(2) : 39
[2] 邹玉蓉. 大豆肽的特性及在饲料中的应用研究进展[J]. 饲料研究, 2007, 3: 6-10
[ 3 ]刘唤明, 邓楚津. 发酵法生产大豆肽的研究[J]. 饲料工业, 2007, 27 (19) : 4-5
[ 4 ]Gutierrez-Correa M, Tengerdy RP. Production of cellulase on sugar cane bagasse by
fungalmixed culture solid substrate fermentation[J]. Biotechnology Letters, 1997, 19 (7): 665–667
[ 5 ]侯树宇, 张清敏, 多淼, 等. 白腐真菌和细菌对芘的协同生物降解研究[J]. 农业环境科学学报, 2005, 24 (2) : 318-321
[6] Dutta R, Hines E L, Gardner JW, et al. Tea quality p rediction u2sing at in oxide - based
electronic nose: an artificial intelligence app roach [J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2003, 94(2): 228-237
[7]张雁平. 采用发酵法工业化生产大豆蛋白活性肽[ J ]. 大豆通报, 2003, 3: 26-27.
[8]王文娟, 潘海涛, 于磊娟. 豆粕发酵制备大豆肽的研究[J ]. 粮食加工, 2007, 32 (2) : 55–56
[9]谷伟, 钱方, 李顺燕, 王凤翼脱脂豆粕酶法生产大豆肽工艺条件的研究[J]. 中国乳品工业, 2006, 36 (5): 28-29
[10]钱磊, 包乐媛, 鄂旭等, 脱脂豆粕酶法制备大豆肽[J]. 化学与生物工程, 2006, 24(3): 39-42
[11]陈成, 刘文玉, 杨青. 大豆蛋白活性肽的生物学功能及其应用[J]. 黑龙江农业科学, 2004, 3: 40-42
[12]黄骊虹. 大豆多肽的生理功能及应用(二) [J]. 食品科技, 1999, 4: 51-52
[13]刘传富，董海洲，刘晓婷. 大豆多肽及其在食品工业中的应用[J]. 粮食与油脂, 2002,10: 31-32
[14]黄骊虹. 大豆多肽的生理功能及应用[J]. 食品科技, 1999, 3: 50-51
[15]高长城, 胡锐, 李煜馨. 大豆肽对增强体能的作用[J]. 大豆通报, 2001, 2: 24
[16]禚同友, 丛建民. 大豆生物活性肽的制备及其生物活性研究[J]. 中国酿造, 2007, 8: 7-9
[17]易维学. 大豆低聚肽的功能性质及应用[J]. 中国食品工业, 2001, 2: 36-38
[18]陈晓光. 大豆低聚糖-功能性低聚糖[J]. 大豆通报, 2000, 4: 22-23
[19]包乐媛, 张业尼, 钱磊. 大豆对高血脂症的降脂作用[J]. 大豆科学, 2007, 26(5): 753-755
[20]管风波, 宋俊梅. 大豆肽的开发及其在食品工业中的应用前景[J]. 中国食品添加剂, 2008, 3: 49-51
[21]马凤玲. 大豆多肽奶粉的研究[J]. 中国乳业, 2004, 3: 40-41
[22] Santos JP, Garcia M, Aleicandre M. et al. Electronicnose for the identification of pig feeding and ripening time in lberian hams. Meat Science, 2004, 66(3): 727-732
[23]Bourraunet B, Talou H, Gaset A. Application of a multi-gassensor device in the meat industry for boar-taint detection, Sensors and Actuators B: Chemical, 1995, 27(1): 250 - 254
大豆肽的制备及其营养功能研究进展
Advancement of preparation of soybean peptide and its nutritional function
摘要：大豆肽是大豆蛋白水解后，由3～6个氨基酸残基组成的低肽混合物，分子量在1000 U以下。为了提高大豆蛋白资源的利用率，降低大豆肽的成本，本文综述了以豆粕为原料制备大豆肽的两种方法，发酵法和酶解法。同时也阐述了其功能特性及其在食品工业的应用。由于它具有很多优良的理化特性和生理活性，具有极高的利用价值和广阔的发展前景。 关键词：大豆肽 豆粕 营养功能 制备
Abstract: Soybean peptides are a mixture of many small peptides which have 3 to 6 amino acids and molecular weight is below of 1000 U. In order to improve the utilization rate of soybean protein and reduce the cost of soybean peptide, the two methods, fermentation and enzymatic method of soybean peptides being made from soybean meal were reviewed in this paper. Also, the function characteristics and the application in the food industry of soybean peptides were described. Soybean peptides have high utilization value and broad prospects because of its excellent physical-chemical properties and biological activity.
Key words: soybean peptides soybean meal nutritional function preparation
大豆肽就是由大豆蛋白经水解所得到的由3～6个氨基酸组成的低分子量肽。大豆肽的氨基酸组成几乎完全与大豆蛋白质一样，必需氨基酸的平衡良好，含量也丰富。同时人们发现许多小分子量肽在经人体消化道时不被水解，可直接被人体吸收利用，并且具有各种各样的生理活性。不仅如此，大豆肽溶液的黏度通常不受热处理的影响，加热也不会胶凝，即使在高温下也具有良好的流动性。大豆肽在大豆蛋白的等电点pH4.3 附近保持溶解状态，为开发酸性大豆饮料和食品提供了条件。大豆肽具有良好的溶解性、稳定性等，而且具有易吸收和低过敏原性、降低血脂和胆固醇、降低血压、促进矿物质吸收和脂肪代谢。大豆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利用方式[1] 。
1. 以豆粕为原料制备大豆肽
1.1微生物发酵法
微生物发酵法是通过微生物生命活动中产酶将大豆蛋白降解为大豆肽，其相对分子质量 大多分布在3000 U以上，产品中的小肽以营养性小肽为主。此法生产的大豆肽具有溶解性 好、无苦味和异味、口感好、溶解黏度小、受热不凝固等优点[2]。微生物发酵法是大豆肽生产方法之一，由于其把蛋白酶的发酵生产和大豆肽的酶解生产结合在一起，大大降低了大豆肽的生产成本，应用前景较好[3]。在固体发酵体系中, 可以通过混合培养获得较优的产酶和高效降解[4]。侯树宇等[5]利用两种菌混合培养研究对大豆蛋白的生物降解，这两种菌分别是白腐真菌和芽孢杆菌，通过用这两种菌混合培养可以大大提高降解性能。万琦等[6]筛选到一株能在发酵过程中产蛋白酶和外肽酶的枯草芽孢杆菌，利用此菌所产羧肽酶的作用将短肽末端的疏水性氨基酸切除，从而实现了酶解和脱苦一步完成的大豆肽发酵生产。张雁平[7]通过成本核算，采用发酵法生产大豆蛋白活性肽产品与酶解法相比，得率提高10%~ 20%，成本仅为酶解法的50%~60%。因此, ，该技术有良好的应用前景。微生物发酵法生产大豆肽的工艺流程如下[8]：豆粕→粉碎→配料→灭菌→冷却→接种→发酵→分离→过滤→真空浓缩→喷雾干燥→筛分→成品→包装。
1.2脱脂豆粕酶法
采用酶法水解蛋白条件温和，安全可靠，产品色浅，并且酶法选择性较强。为了提高优质大豆蛋白资源的利用率，降低大豆肽的成本，谷伟等[9]采用酶法水解脱脂豆粕制备大豆肽，确定酶解最佳条件为：中性酶、复合酶添加量分别为400，200 U(每克蛋白) ，酶解温度为55 ℃，pH 值为7.5，时间为2h ，大豆肽产率约为32%。钱磊[10]采用单因素实验研究了超声处理对脱脂豆粕蛋白质浸提率的影响，容器式超声仪(300 W) 浸提蛋白的最佳工艺为：频率30 kHz、料液比(质量体积比) 为5 %、在p H值8.5下处理20 min，此时上清液中蛋白质浓度增加
58.68 %。比较了五种蛋白酶对脱脂豆粕的水解效果，水解能力最强的是碱性蛋白酶，用正交实验法确定了其水解脱脂豆粕的最佳条件为：底物质量分数5%、酶用量10000 U/ g 底物、温度55 ℃、p H 值8.5、反应时间4 h，此时大豆肽溶出率为59.34 %。本工艺中先将豆粕粉碎，再进行浸提蛋白、直接酶解等操作，一方面可提高脱脂豆粕的利用率，另一方面可大大提高大豆肽的产率，降低大豆肽成本。
2. 大豆肽的营养功能
2.1 促进钙镁及微量元素的吸收
人体内存在pH 值梯度，特别是处于吸收段的小肠环境pH 值为碱性，使得钙易与磷酸形成不溶性盐，从而大大降低了钙的吸收，在这种状态下通常人体只能吸收30 %左右[11]。而大豆多肽能与钙镁等离子形成可溶性螯合物，避免了这些金属离子在肠道内形成难溶性盐，有利于机体对这些离子的吸收[12]，进而可以改善大部分人群普遍缺钙的问题。
2.2 促进脂肪代谢
小松等日本学者给小儿肥胖患者食用大豆肽，可减少皮下脂肪和增加饮食诱导产热，并与基础代谢提高有关联[13]。给经过游泳负荷的小白鼠服用5%大豆肽饮用水，发现比饮用自来水的小鼠体内脂肪量明显减小，而运动能力明显增强[14]。过度肥胖会引起许多疾病，但节食减肥又会对身体伤害很大，因此在减肥过程中保持氮平衡非常重要。大豆肽能活化交感神经，阻止脂肪吸收和促进脂质代谢，减少身体皮下脂肪，既可达到减肥目的，又能保证减肥者体质[15]。
2.3 抗氧化功能
大豆蛋白中存在具有抗氧化活性物质。禚同友等[16]用邻苯三酚自氧化法验证了大豆生物活性肽的生物抗氧化活性，试验得到氧化性抑制率为16.18%，大豆肽具有类SOD 的功效。易维学[17]发现，584 g 大豆低聚肽抗氧化能力相当于1 g 特丁基对苯二酚（TBHQ ）纯品，其抗氧化能力是因氨基酸残基含有组氨酸或酪氨酸，而其残基中的组氨酸和酪氨酸则能消除自由基或螯合金属离子。
2.4 调节血糖浓度
陈晓光等[18]报道，大豆肽能起到抑制血糖急速上升的作用。作用机理是对α–葡萄糖苷酶有缓慢抑制作用，α–葡萄糖苷酶主要分布于肠微绒毛上，分解糖供体内葡萄糖。因此大豆肽同其它碳水化合物和糖类一起使用时，不受胰岛素分泌量影响，能起到抑制血糖急速上升的作用。
2.5大豆肽对高血脂症的影响
包乐媛等[19]通过用小鼠为实验材料来建立模型，发现大豆肽可以有效的降低血脂，对调节高脂蛋白的作用不明显，大豆肽对高脂饮食导致的高血脂症有良好的防治作用。
3. 大豆肽在食品工业中的应用
大豆多肽比大豆蛋白更易消化吸收，抗原性较低，抗癌作用，促进人体内肌红细胞的复原、增强运动员肌肉功能等，因此，大豆肽在食品工业上能得到了广泛应用[20]。
3.1大豆肽在营养疗效食品中的应用
大豆肽具有易消化吸收且吸收速度快的特性，使它可用于特殊病人的营养剂，特别是消化系统中肠道营养剂和流态食品。应用于康复期病人、消化功能衰退的老年人以及消化功能未成熟的婴幼儿服用。大豆肽的使用可以结合其它辅料，制作各种食品，如老年奶粉[21]。
3.2大豆肽在功能和保健食品中的应用
大豆肽能与机体中的胆酸结合，具有降低人体血清胆固醇、降血压、降血脂，减肥和低抗原性等功能。因此大豆肽可用于生产降血压、预防心血管系统疾病、肥胖病患者蛋白质补给等功能保健食品及婴幼儿奶粉、非奶粉、甜点心等非致敏性保健食品。这样的食品既健康又安全，同时又能预防和治疗疾病，有非常好的发展前景。
3.3大豆肽在运动员食品中的应用
大豆肽具有易消化吸收、能迅速给机体提供能源、促进脂质代谢和恢复体力等功能，因此连续饮用大豆肽强化的运动员饮料，可明显地增强运动员的体力、耐力、迅速消除疲劳、恢复体力。故它可用于制造运动员用的粉状、片状和颗粒状食品、蛋白质强化食品和运动功能性饮料等[22]。
3.4用于冷饮食品
大豆肽水溶性高，溶液黏度低，且在酸性条件下不产生沉淀，并有较高的发泡作用，所以可以用来生产酸性饮料、营养饮品、汽水、速溶固体饮品和奶粉、啤酒、雪糕及冰淇淋等冷饮食品[23]。
4前景展望
大豆肽具有各种营养功能和生理特性，能够与食品产业很好的结合，从而创造出很多极富有价值的功能性食物，这对于二十一世纪的更为关注自身健康的人们来说无疑带来了福音，同时也为生物事业的发展起到了一定的推动作用。
参考文献
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