大豆蛋白改性修饰技术研究进展

大豆蛋白改性修饰技术研究进展

中国食物与营养２０１４，２０（１）：２７－３１

Ｆ００ｄａｎｄＮｕｔｒｉｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａ

王中江，王

晶，李

杨，齐宝坤，江连洲

（东北农业大学食品学影国家大豆工程技术研究中心，哈尔滨１５００３０）

摘要：介绍了大豆蛋白的基本结构与组成及功能性质，并且对大豆蛋白的改性技术，包括物理、化学、酶和生物工程等技术进行了综述，并概述改性手段对大豆蛋白结构和功能影响的研究进展。

关键词：大豆蛋白；改性；结构；功能

大豆中的蛋白质含量可高达４０％，远高于其他谷类食品。其氨基酸组成与牛奶蛋白质相近，除蛋氨酸外，其余必需氨基酸的含量均为较丰富，是一种植物性的完全蛋白质。蛋白的功能性质包括蛋白凝胶、分散相、蛋白溶液等性质…。蛋白质的亚基组分皿。和结构∞１都会影响其在食品加工中的功能特性。

人为地对蛋白质结构进行改变和修饰即为蛋白改性。通常分为物理、化学和生物学方法，为了改变蛋白质大分子空间结构和理化性质，采用修改氨基酸残基和多肽链之间的结构的方法，同时达到保留营养价值的同时能够改善其功能特性的目的Ｈ１。因此，本文介绍了大豆

蛋白的分子结构组成和功能性质，并且综述了大豆蛋白的改性技术的分类与研究的进展。

１

性高于ａ亚基和ａ７亚基㈨。综上所述，Ｂ－大豆伴球蛋白中性质上的不同是由于各个亚基结构上的差异导致的。

２大豆蛋白的功能性质

蛋白质的功能特性可分为水合特性、乳化特性、流变和质构性能３个方面¨０｜。大豆蛋白所表现出来的功能特性与其理化性质密切相关。大豆蛋白因功能特性不同应用在不同的食品体系。具有一定的凝胶性和持水持油能力的大豆蛋白用于肉制品，如将大豆分离蛋白加入西式火腿肠。大豆蛋白还可以加入到饮料、乳品等液态食品中，需要其具有良好的溶解性和分散性。由于食品加工对大豆蛋白功能特性要求的不一致，为了获得较好功能特性和营养特性的蛋白质，选择适当的改性技术，以拓宽蛋白质在食品工业中的应用范围。

大豆蛋白的结构与组成

根据离心分离系数（即沉降系数）不同大豆蛋白

３大豆蛋白的改性修饰技术

为了加强或改善大豆蛋白质的功能性，通过改变蛋白质的理化性能，达到提高营养利用率的目的，同时除去有害物质或抑制酶的活性。物理改性、化学改性、酶改性和生物工程改性是大豆蛋白的常用改性方法…。。

３．１

可分为４种组分，分别是２Ｓ、７Ｓ、１１Ｓ和１５ｓ。其中７ｓ组分占３５％、１１Ｓ组分占５２％，而其中大豆蛋白的主要要成分是７Ｓ组分中的Ｂ一伴大豆球蛋白和１１Ｓ组分中的大豆球蛋白。１１Ｓ球蛋白是由非共价键连接的６个亚基对构成大豆球蛋白的主

要成分，每一对含有一个分子量约３２ｋＤａ的酸性亚基和一个分子量约２０ｋＤａ的碱性亚

基’５ｏ，大豆球蛋白分子是由６个亚基对堆积形成的成两

物理改性修饰技术

物理改性是利用热、机械、电、磁能等物理作用改

变蛋白质分子间聚集方式和高级结构，通常不涉及氨基酸一级序列的改变。大豆蛋白常见的物理改性方法有加热改性、超声改性、超高压改性、微波改性等¨“。

加热处理可以增加蛋白质的交联程度，使其拥有更有序、更稳定的结构¨３｜。目前对大豆蛋白的热处理改性有广泛的研究。Ｍｏｎａｇｌｅ¨４１研究发现，水热处可提高凝

个堆叠的六圆环油ｏ。７Ｓ球蛋白作为Ｂ－伴大豆球蛋白的主要成分是由三个亚基对组成，分别为ａ亚基、ａ’亚基和Ｂ亚基＂ｊ。其中ａ亚基和ａ’亚基可分为外围区域和核心区域旧１。由氨基酸序列可以计算得到ａ亚基和ａ’亚基的等电点以及疏水性均低于Ｂ亚基ｐ。，但ｐ亚基的热稳定

基金项目：国家十二五支撑项目“大宗低值蛋白增值加工关键技术研究与示范”（项目编号：２０１２ＢＡＤ３４８０４）。作者简介：

王中江（１９８７一），男，硕士，研究方向：粮食油脂及植物蛋白工程。

通讯作者：江连洲（１９６０一），博士，博士生导师，教授，从事粮食油脂及植物蛋白研究。

万方数据

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中国食物与营养

第２０卷

胶型大豆蛋白产品的溶解性、持水性、耐盐性，同时降低其低粘度。ｚｈｅｎｇ【ｌ副研究发现，醇洗大豆浓缩蛋白通过水热处理氮溶指数及乳化性得到较大提高。袁德保¨钊研究了亚基水平上热变性对大豆蛋白凝胶性的影响。发现０【、仅’亚基抑制蛋白的热聚集沉淀的效果远好

于Ｂ亚基。

超声处理能显著提高大豆蛋白的溶解性，因为超声在水相介质中产生强大的压力、剪切力和高温的“空化”作用，会破坏蛋白质的四级结构，释放出小分子亚基或肽。王小英Ⅲ１等通过试验发现，超声处理能显著提高大豆蛋白的溶解性，大豆蛋白的亚基组成和相对分子质量分布。袁道强¨８ｊ试验发现，大豆分离蛋白经过超声处理，溶解性得到很大的提高。有助于开拓食品加工业的一个新领域。

超高压技术是一种可以在一定温度下，用１００ＭＰａ以上压力（１００—１０００ＭＰａ）处理食品的新型的非热加工手段。它不

影响共价键，仅使形成生物高分子立体结构的氢键、离子键和非共价键发生变化，这与热处理具有本质的不同，即不破坏小分子物质，从而对蛋白质结构和性质产生影响¨９。。Ｃａｌａｚ．ｋａ等Ⅲ１研究表明，高压处理可有效地改善大豆蛋白的凝胶和凝结性能，形成的大豆蛋白凝胶可在低粘度保持其柔滑的质地和弹性，这是由于高压处理导致大豆蛋白质的降解、变性和絮凝反

应。ＲｅｎａｔａＴｏ玎ｅｚａｎ等。２¨研究也指出ｓＰＩ浓度、ｐＨ值和

压力处理在某种程度上显著影响大豆蛋白的乳化活性。

微波是一种频率在３００一３００ＧＨｚ的电磁波，通过对蛋白质中的极性分子高速的振荡作用，产生的热作用和机械作用改变蛋白质结构，从而改变蛋白质的功能性质。当频率较高时，蛋白质的功能性最好，分子构型发生变化；当频率继续增大，蛋白质分子将聚集沉淀，使溶解性急剧下降旧“。张春红’２到等通过试验发现，微波处理能够提高醇法大豆浓缩蛋白的乳化性、吸油性和吸水性。钟振声等Ⅲ１发现，微波辐射对大豆分离蛋白改

性效果最好，显著影响其分散性、乳化性和黏眭。

此外，还有脉冲电场、超滤、低剂量辐射及添加小分子双亲物质等大豆蛋白的物理改性方法∞Ｊ。３．２化学改性修饰技术化学改性是通过改变蛋白质的静电荷、疏水基团的分布和结构组成，从而改变其功能性质。包括酰化、去酰胺、糖基化、磷酸化、共价交联、水解及氧化等方法。