大豆分离蛋白酶法改性研究进展

第３４卷第５期酿酒Ｖ０１．３４．№．５

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文章编号：１００２－８１１０（２００７）０５－００５０－０３

大豆分离蛋白酶法改性研究进展肖怀秋，李玉珍，兰立新，李继睿（浙南化工职业技术学院应用化学系，株洲市４１２００４）

摘要：综述了大豆分离蛋白酶法改性研究概况、工艺覆其改性后功能特性方面的研究进展，井根据当前的研兜现状厦存在的问题，对夸后发展提出几点展望。关键词：改性；大豆分离蛋白；功能特性中图分类号：ＴＳ２１４；ＴＳ２０１Ｉ；ＴＳ２０Ｉ２１

文献标识码：Ｂ

大豆分离蛋白台有９０％的蛋白质，具有较高的营养价值和功能性质“ｌ，在食品１二业中应用广泛。虽然大豆分离蛋白本身有一定的功能性质，却不是很理想，需要通过各种物理、化学以及酶的手段对其进行改性和修饰，从而使其更适应于食品加工中的需要。常用的大豆分离蛋白改性方法有化学改性、物理改性、酶法改性以及基因工程改性等。其中以酶法改性被人们认为是一种比较有潜力的改性方法。主要是因为酶法改性具有反应条件温和、过程易于控制以及产物（盘口寡肽）易为人体消化吸收利用且有保健功能等特性而成为研究的热点１７］。１酶法改性的概况大豆分离蛋白的酶法改性是指通过酶（主要为蛋白酶）部分降解蛋白质．增加其分子内或分子同交联或连接特殊功能基团，从而改变蛋白质的功能性质。酶法改性通常是蛋白酶的限制性水解。改性程度主要依耐于酶的类别、处理时间以及所需要的功能性质等因紊。１．１改性常用的酶１．１．１植物蛋白酶植物蛋白酶报道得最多的是木瓜蛋白酶．术瓜蛋白酶为内肽酶。有研究发现。冰解度为３％时，可得溶解度接近１００％的酶改性蛋白质。ｗＬＴ脚等用木瓜蛋白酶水解大豆分离蛋白，并用超滤分离水解产物。１．１．２动物蛋白酶常用动物蛋白酶有胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶以及胃蛋白酶。其中胰酶（包括胰蛋白酶和胰凝乳蛋白醐可以限制性水解大豆蛋白，从而太大提高大豆分离蛋白疏水性。乳化性和溶解性等功能性质月。ＯＩ“等研究ｙ－胰酶对大豆分离蛋白的水解作用．它水解ＩＩＳ大豆球蛋白的两个碱性亚基，经胰酶水解后，表面吸水性显著提高、溶解性变化不大，乳化液蛋白质和油含量增加、乳化能力增加，但乳化稳定性有所降低。１．１．３微生物蛋白酶除此之外，还可以应用微生物源蛋白酶对大豆分离蛋白进行限制性酶解来改善大豆分离蛋白功能特性。目前应用的微生物蛋白酶主要有Ａ／ｅａ／ａ＊、枯草杆菌１．３９９、放线菌１６６、收稿日期：２００７－０６一０８作者简介：肖怀秩（１９８１－），男．苗族．湖南株州人，讲师，项士研究生琨主羹从事生物制药专业的教学与科研工作，发表话主２０余篇。·５０·栖土曲霉３９４２、黑曲霉３３５０等。Ｌ１．４其它酶类人们已经对蛋白酶进行了较深入的研究。蛋白质酶法改性中酶的选择有许多种，如人们还试图用转谷酰胺酶陋ｄｕ乜ｍｉｎⅡ驼』Ｇ勰ｅ）、蛋白激酶（Ｐｒｏｔｅｉｎ

Ｋｉｎａｓｅ）及肽谷酰胺

酶（Ｐｅｐｔｉｄｏｇｌｕｔａｍｉｎａｓｅ，ＰＣ．∞ｅ）等对蛋白质进行改性。１２酶法改性机理、变化厦优点１．２．１蛋白质酶解机理采用非特异性蛋白酶的广泛水解能使不易溶解的蛋白质增溶，所形成的水解物通常为低分子肚（分子量＜１０００Ｄａ）。采用部位特异酶或控制酶水解的方法将蛋白质部分水解往往能改进起泡和乳化性质。蛋白质在酶作用下的水解过程可用下图描述：Ｈ０ｍＨ０ｍ青‰｝…椰竖‘‘卞一。一＋ｎ”｝”

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图１蛋白质酶法水解的示意图１．２．２酶法改性过程中的变化酶法改性主要引起蛋白质三个方面的变化ｎ：（１煅性基团

（如＿ⅣＨ，、一ＣＯｏ－）数目增加，使产物的亲水性增强，从而使改性后蛋白质亲水能力加强。（２）多肽链平均分子量降低。蛋白质分子发生降解，肽链长度缩短。（３）蛋白质分子构象发生变化。这三个方面的作用均有利于蛋白质在水中的溶解。１．３酶法改性的优点酶法改性在蛋白质改性应用如此广泛主要归因于酶法改性相对于化学改性和物理改性具有以下几个方面的优点ｑ：（１１酶解过程中十分温和，不会破坏蛋白质原有的功能性质；圆最终水解产物经平衡后，吉盐极少且功能性质可通过选择特定的酶和反应因素加以控制；（３）蛋白水群物易被人体滑化吸收且具有特殊的生理功能及保健功能。水解产物是小分子肽和氨基酸，易为人体消化日、吸收，也更适于食品加工领域的应用。２大豆分离蛋白酶法改性主要工艺２．１酶法改性主要Ｉ艺大豆分离蛋白酶法改性主要工艺如下：蛋白酶热处理Ｉ太豆分离蛋白Ｊ－－酶解反应厶钝化醇—计蜾——．置｝改性分离蛋白

圈２太豆分离蛋白酶法改性工艺

　万方数据第五期酿酒

２．２酶法改性工艺中应注意的事项２．２．１酶的选择蛋白酶根据其最适ｐＨ可以分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶；根据其切割位点可以分为外切酶和内切酶。酶的选择要以适应产品工艺要求为重点考虑因素。复合蛋白酶是为水解食品蛋白质而研制的杆苗蛋白酶复合体，主要用于在中性或微酸性条件下水解蛋白质。真菌蛋白酶和外肽酶的复合体可用来去除蛋白质水解产物低水解度的苦味，同时也可用于彻底水解蛋白质，增进和改善水解液的风味。２．２．２水解工艺的控制水解工艺的有效控制直接影响产物的功能特性和质量。因此，在酶解过程中应密切关注水解工艺的条件及过程等参数变化。主要包括水解温度、预处理温度和时间、水解反应系统ｐＨ、酶用量（吲）、底物浓度（ＩＳｌ）、酶用量与底物浓度的比值（【Ｅ】，【ｓ］）以及水解度等。当蛋白质的酶法水解度达到要求后．要及时将酶进行钝化以防进一步水解。酶钝化一般采用热处理（一般８０～１００℃处理几分钟）可使蛋白酶变性。酶解产物（改性蛋白）的干燥、回收及保藏方法对得率及产物组成会有一定的影响。另外，大豆分离蛋白酶解产物吸湿性较强。因此产物应干燥保藏，以防吸潮而变质。３酶法改性后的功能特性酶法改性后的大豆分离蛋白功能特性相对原有的大豆分离蛋白有显著的改变，如溶解性、吸油性、乳化性、起泡性等。３１乳化性影响大豆分离蛋白的乳化能力的因素有很多：如蛋白质变性程度、蛋白质种类、可溶性蛋白质浓度、ｐＨ、离子强度、温度、糖的存在、低分子量表面活性剂等。赵国华等【９聊ｆ究表明水解度对大豆分离蛋白的乳化活性有显著的影响，乳化涌性先随着水解度的增大而增大，当水解度约为９％时达到最大．而后乳化活性随水解度的增大而减小。可能的原因是大豆分离蛋白在水解时缩短了分子链长，分子内的疏水基团暴露，提高了蛋白质分子的表面疏水性，一方面使乳化时蛋白质分子能更快地扩散到油水界面处，同时还加强了蛋白质在油水界面上的定位形成的乳液微粒直径小ｍ。３．２起泡性利用大豆蛋白质的发泡性可以赋予食品以疏松的结构和良好的Ｉ＝１感。起泡性与浸出溶剂、溶液浓度、温度及ｐＨ等有关１１ｑ。低脂肪、高浓度、３０－－３５＂Ｃ、ｐｉｌｌ０以上时，发泡性能最好。研究发现，由于酶解作用，蛋白质的许多疏水基被暴露出来．使疏水性增加，表面张力减弱，发泡力增强。ＤＨ％在１～７之间起泡能力最大，随着ＤＨ％的进一步增加，起泡能力开始减弱。可能是南于肽链缩短使液膜强度降低，最终导致了发泡能力的减弱旧。３．３溶解性溶解性受原料的加热处理、溶出时加水量、ｐＨ、共存盐类等条件的影响。研究发现【ｌ≈大豆蛋白酶解后，肚链断裂形成多肽和小分子物质，亲水性增加，溶解度亦不断增加，随着ＤＨ％的提高，溶解度的提高非常明显。３４吸油性吸油性与其蛋白质含量有密切关系。刘大川等【，铡定酶改性大豆分离蛋白的吸油性并与改性前的大豆分离蛋白嗳油性进行比较，改性后吸油性比改性前吸油性大０．１ｍＬ／ｇ。可能由于酶解过程中暴露了部分疏水性基团．更易乳化。但由于相对分子质量减小，难于形成凝胶质阻止脂肪的表面移动。综合两种效应，改性后吸收油的能力比原来吸油性稍强。３，５抗氧化性大豆蛋白中含有很高的赖氨酸。可以促进赖氨酸的侧链基团ｇ—ＮＨ２和还原糖发生非酶褐变反０，ｈｉｌｈｉａｌ＂Ｐ，ｉｉｄｉｏｎ，美拉德反应１。因此产生的反应物ＭＲＰ具有很强的抗氧化性。卢阳ｌＨ等研究发现，大豆蛋白抗氧化能力随着ＤＨ％的增加而增加，达到一定值后．随着水解度的增加而减少。这表明抗氧化力可能与肽链的长度以及肽中氨基酸排序有关。３．６凝肢性凝胶性是大豆蛋白的重要功能之一。１９８７年．Ｋａｔｓｕｍｉ首次报道了某些微生物蛋白酶制剂具确促使大豆蛋白形成胶凝的功效旧。传统的豆腐及豆腐制品的生产就是利用了这一特性。大豆分离蛋白凝胶的形成受蛋白质溶胶的浓度、加热温度与时间、制冷情况、ｐＨ、有无盐类及巯基化台物等的影响。其中蛋白质浓度是凝胶能否形成的决定性因素。加热时大豆分

离蛋白有形成凝胶的能力。凝胶形成能力是大豆分离蛋白功能特性之一ｔ］ｏｌ。３．７促进微生物发酵特性大豆分离蛋白酶解产物具有促进微生物生长和代谢的功能，对微生物有增殖效果并促进有益代谢产物的分泌。如能促进双歧杆菌的生长发育，还能促进复合维生素的合成和促进钙吸收作用，促使乳酸菌、酵母、霉菌及其它菌类的增殖。有实验表明大豆蛋白水解物明显地促进酵母生长，随着ＤＨ％增加，酵母增长倍数也增加。由此可见，大豆蛋白水解物具有促进微生物生长发育和繁殖，活跃代谢的作用。４酶法改性国内外研究现状大豆蛋白改性最早开始于上世纪印年代，当时采用酸、碱化学试剂在一定温度下促使蛋白质分子的肽链断裂形成小分子肽类，由于该法存在许多不足之处，因此这方面的研究进展缓慢。２０世纪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较大进展㈣。Ｊｉｎ－Ｙｅｏｌ研究了酸处理、热处理对大豆分离蛋白酶解的影响，研究了不同预处理方法对水解度、氨基氮、氮溶指数、肽链长度的影响ｉｔｓｌ；黄惠华等研究了术瓜蛋白酶对大豆蛋白的水解作用，并通过电泳实验和氨基酸分析分析了水解前后水解物组成的变化；ＷｅｎｄｅｅＣｈｉａｎｇ等采用酶膜反应器连续生产大豆肽，由于及时分离了酶解生成的多肽．消除了产物反馈干扰，提高了酶解效率，并且采用氧化稳定指数（ｏｓＯ检测了大豆分离蛋白及其水解物的抗氧化活性，结果显示大豆分离蛋白酶水解后抗氧化性提高㈣；高安全ｌｌ≈等采用中性复合蛋白酶水解大豆蛋白，对几种影响水解度的因素、酶解条件及酶解物的功能特性等进行了系统研究。结果显示，酶解后的大豆蛋白功能性显著提高。刘艳歉等嘛用二次回归正交旋转组合设计方法对Ｐｒａｔａｍｅｘ复

合蛋白酶水解大豆分离蛋白的条件进行研究。建立了水解度（ＤＨ）与ｐＨ、反应温度、反应时间、底物浓度、酶与底物浓度比

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