花生蛋白的制备、功能性质及应用

徐维艳，王卫东,2，秦卫东,*

(1. 徐州工程学院食品学院，江苏 徐州 221008；2. 江苏省食品生物加工工程技术研究中心，江苏 徐州 221008)

花生蛋白的制备、功能性质及应用

徐维艳1，王卫东1,2，秦卫东1,*

(1. 徐州工程学院食品学院，江苏 徐州 221008；2. 江苏省食品生物加工工程技术研究中心，江苏 徐州 221008)

花生营养丰富，是优良的蛋白质来源。目前花生蛋白在食品中应用的主要是其功能性质而不是营养价值。本文对花生蛋白的制备及其营养和在食品中的功能性质进行概述，并简要分析影响其功能性质的因素，介绍其在食品中的应用，为进一步研究花生蛋白的功能性质和扩大其应用提供参考。

花生；蛋白质；功能性质

花生是世界主要的农作物之一。2009年我国花生产量为1272万t，除直接食用外，大部分花生用于花生油、花生酱、糖果和小食品的生产加工。花生中蛋白质的含量为25%～36%，与几种主要油料作物相比，仅次于大豆而高于芝麻和油菜籽。研究表明，花生蛋白是一种营养价值较高的植物蛋白，它含有人体必需的8种氨基酸，易被人体消化和吸收。继大豆蛋白被人们充分认识和深度利用后，花生蛋白开始进入人们的视野并逐渐引起重视，花生正在成为优质的食用植物蛋白资源。我国每年可产生 125万t的花生饼粕，这些油脂加工的副产物可以进行深加工，作为良好的蛋白质来源，同时在食品加工中发挥蛋白质的功能性质。本文对花生蛋白的制备、功能性质及其影响因素进行介绍和分析，为促进花生蛋白的应用、提高花生加工业的经济效益提供参考和帮助。

1 花生蛋白的制备

1.1 花生蛋白粉

花生蛋白粉是花生蛋白的粗制品，包括全脂花生粉、部分脱脂花生粉、脱脂花生粉等。制备花生蛋白的原料一般有两种：1)用脱脂或部分脱脂的饼粕作为原料直接制备；2)以花生仁为原料，直接生产全脂花生粉或采用水剂法同时分离出油脂和蛋白[1]。花生蛋白粉的加工技术有冷榨法[2-3]、浸出法[4]、水剂法[5]、乙醇洗涤法[6]、膜分离技术[5]和水酶法[7]等。由于原料和加工技术的不同，花生蛋白粉的蛋白含量在47%～55%之间，其余主要是碳水化合物、灰分、脂肪和一些微量成分[8]。

1.2 花生浓缩蛋白

花生浓缩蛋白是一种高蛋白含量的功能性食品配料，通常其蛋白含量(干基)要求不低于 65%，高品质产品则要求不低于70%[9]。一般以花生蛋白粉或者脱脂花生粕为原料，采用乙醇洗涤法、酸沉淀法或变性洗涤法来制备。乙醇洗涤法是采用60%～80%的乙醇溶液洗涤原料，使蛋白质和多糖沉淀下来，而寡糖和其他可溶性成分被洗涤除去[10-11]。酸沉淀法是利用花生蛋白质在等电点时产生沉淀，而寡糖和其他组分溶解于溶液中

除去，然后将湿蛋白中和、干燥即得花生浓缩蛋白。也可以轻微加热，使花生蛋白发生部分热变性，然后通过水洗除去糖类和其他水溶性组分而得到花生浓缩蛋白。无论哪种方法，其目的都是除去花生蛋白粉中的寡糖、灰分和其他的少量非蛋白组分。

1.3 花生分离蛋白

花生分离蛋白是花生蛋白的精制产品，蛋白质含量高达90%以上。制备花生分离蛋白可采用与制备大豆分离蛋白相似的方法，通过除去其中的水不溶性多糖、寡糖及一些低分子质量组分，使蛋白质浓度得到提高，主要包括碱提酸沉法和超滤膜法[12]。碱提酸沉法是把脱脂花生粕或者花生蛋白粉水溶液的pH值调到7～9，除去水不溶性多糖等组分，剩余物调节pH值到4.5，蛋白质沉淀下来，通过离心或者过滤除去，沉淀的蛋白质水洗后加碱中和，干燥后即可得到花生分离蛋白。李明姝等[13]采用碱提酸沉法制取花生分离蛋白的纯度达90.21%，主要的工艺条件为碱浸提液pH8.2、酸沉pH4.5。

用超滤膜法制备的花生分离蛋白纯度明显优于碱提酸沉法，且功能性质也有显著的提高。但目前尚需解决的技术难题是超滤膜的污染及适宜的清洗方法[12]。

传统碱提酸沉法速度慢，时间长且蛋白得率低，生产成本高。熊柳等[14]以低变性花生蛋白粉为原料，采用超声波制取花生分离蛋白，发现超声波法相对碱提酸沉法不仅可大大缩短提取时间，而且花生分离蛋白得率提高13.98%，产品蛋白含量提高3.8%，氮溶解指数(NSI)提高10.96%。

1.4 组织化花生蛋白

组织化花生蛋白是通过挤压机将脱脂花生粕、浓缩花生蛋白或分离花生蛋白加工为具有与肉类相似咀嚼感的产品。方法是在花生原料中加入一定量水分及添加物，混合均匀，通过加温、加压、压出成形，使蛋白质分子整齐排列产生同方向组织结构，同时凝固起来，形成纤维状蛋白[15]。

2 花生蛋白的营养与生理功能

花生中蛋白质含量丰富，但是不同方法制备的花生蛋白营养价值并不相同。采用低温脱脂压榨工艺制备的花生蛋白粉，具有较高的营养价值，能够满足机体的营养需求，其在体内的吸收利用程度及生理功能均显著优于从传统高温脱脂工艺获得的花生饼粕粉，同时还具有增加粪便含水量和促进排便的功效，是优质的植物蛋白质来源[16]。

花生蛋白含有人体所需的全部必需氨基酸(表1)。除了赖氨酸和蛋氨酸含量较低外，其他必需氨基酸含量都接近或超过联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)于1973年发布的必需氨基酸需要量模式。由于蛋氨酸和赖氨酸为花生蛋白的限制性氨基酸，所以将花生蛋白与动物蛋白配合使用可以大大提高其营养价值。

蛋白质经水解得到的多肽具有比蛋白质更好的营养性能，某些小分子的肽甚至具有特殊的生理活性。近年来，众多的研究者对花生蛋白活性多肽的生理功能进行了深入研究，发现花生蛋白的水解度对其抗氧化性和ACE抑制活性有显著影响[17]。碱性蛋白酶Alcalase水解物具有很强的ACE抑制活性，是一种良好的降血压活性肽，而用中性蛋白酶Neutrase水解得到的水解物显示较弱的ACE抑制活性[18]。花生多肽的抗氧化性也有类似的规律，即在同等添加量时，中性蛋白酶水解物的抗氧化性能没有碱性蛋白酶好，可能是由于碱性蛋白酶和中性蛋白酶对底物的水解点不同，造成肽片段的长短和组成不同，因而表现出不同的抗氧化性能[19]。

3 花生蛋白的功能性质

食品蛋白质的功能性质是指在食品加工、保藏、制备和消费期间影响蛋白质在食品体系中性能的物理和化学性质。花生蛋白作为一种植物蛋白资源，除了作为食品配料应用于婴儿食品、早餐食品等之外，更重要的是利用其功能性质。

3.1 花生蛋白的持水和持油性

花生蛋白粉的持油性保持在18～112mL/g，持水性在110g/g左右[20]。花生蛋白的持水性受到温度、时间和pH值的影响，持水性随pH值的上升略有上升[1]。花生蛋白的肽链骨架使其蛋白质呈现海绵状结构，为水分子提供了大量的存留空间，这种结构越疏松，固定的水分就越多。其次，沿着它的肽链骨架，有很多极性基团，有些极性基团能够离子化，与原料中的各种离子之间相护吸引和排斥，形成松散结构，从而增加保水效果。

挤压组织化使得花生蛋白粉的微观结构和宏观结构

都产生了变化，因而对花生脱脂蛋白粉的持水性和持油性影响均十分显著。挤压后的花生蛋白粉较挤压前更容易获得较高的持水性，而在持油性方面挤出物不受蒸煮温度和蒸煮时间的影响，这对于挤压组织化花生蛋白粉在类肉食品生产中的应用十分有利。

表1 大豆蛋白和花生蛋白的必需氨基酸组成Table 1 Essential amino acid composition of soybean and peanut proteins g/16g氮

3.2 花生蛋白的胶凝性

形成凝胶是蛋白质的重要功能性质之一。花生蛋白凝胶的形成受蛋白质浓度、湿度、加热时间、pH值和盐的浓度等因素的影响。在制备花生分离蛋白凝胶时，蛋白浓度控制在15%左右为宜，加热温度应控制在85℃左右，在pH值介于3～6或8～10范围内，CaCl2浓度为0.2～0.6mol/L范围内均可以使花生分离蛋白形成凝胶[21]。金属离子的浓度和种类对花生蛋白凝胶的形成时间、透明度、硬度以及持水性有影响很大，为了得到胶粒细致、硬度较大的蛋白凝胶可以用Mg2+做凝固剂[22]。脱脂花生蛋白粉直接添加于火腿肠中，由于凝胶性差导致无法交联成型，此时可以通过添加转谷氨酰胺酶[23]或者与玉米淀粉微波共混[24]，从而产生较好的凝胶性。

3.3 花生蛋白的成膜性

花生蛋白质分子中存在着大量的氢键、疏水键、范德华力、离子键以及配位键等作用力，同时具有很多重要的功能性质，使得花生分离蛋白具有较好的成膜性能[25-26]。花生分离蛋白膜因其独特的营养价值、生理活性和成膜特性，以及良好的阻隔性、安全性和无环境污染等优点，在果蔬、方便食品、快餐食品、动物性肉制品等领域将会得到广泛的应用[27]。

3.4 花生蛋白功能特性的影响因素

花生中含有25%～36%蛋白质，其中水溶蛋白与盐溶蛋白质量比约为1:9，而盐溶性蛋白决定着花生蛋白的功能性质。与大豆分离蛋白相比，花生分离蛋白的起泡性稍差，但乳化性和乳化稳定性较好[28]。

比较从不同原料中提取出来的蛋白质的功能性质发现，从未加热变性的花生仁中提取的天然蛋白具有较好的持水、持油、溶解、乳化和发泡等功能性质，而从榨油后的花生粕中提取的花生蛋白性质略差，主要原因是榨油时蛋白质受热处理变性所致[29]。

提取方法对花生蛋白质的功能特性也有显著性影响。采用脱脂花生蛋白粉制备浓缩蛋白时，碱提酸沉法得到的产品溶解性、起泡能力和泡沫稳定性均较好，而乙醇沉淀法得到的产品有较好的持水性和持油性，但是两种方法得到的花生浓缩蛋白的乳化稳定性都低于花生蛋白粉[30]。此外，提取花生浓缩蛋白时，干燥方法对花生浓缩蛋白的功能性质影响显著，喷雾干燥得到的花生浓缩蛋白与真空干燥相比，具有更好的乳化性和起泡性，且持油性和起泡性可与大豆浓缩蛋白相媲美[31]。

4 花生蛋白在食品中的应用

花生蛋白既可作为食品的主要成分，又可作为食品的辅料广泛应用于食品中。值得注意的是，当花生蛋白应用在传统食品中时必须保证食品保持原有的性质。

4.1 花生蛋白在肉制品中的应用

由于消费者对健康的关注，植物蛋白在肉制品中得到越来越广泛的应用。在肉制品，特别是碎肉制品的加工中，植物蛋白不仅仅是一种代用品，而且是一种必不可少的原材料。因此，植物蛋白必须具有动物蛋白所具有的功能性质，如乳化性、乳化稳定性、胶凝性、脂肪和水结合力。利用花生蛋白的吸水、保水、吸油、乳化等特性，可以作为肉制品的黏合剂。若将其添加到香肠、鱼肉肠、火腿、法兰克福肠、午餐肉等畜禽肉制品中，可有效保持肉汁水分不流失，加工中风味物质不损失，促进脂肪吸收，防止制品产生走油现象。通过添加花生蛋白粉，还可以使制品组织细腻、质地良好、风味诱人、富有弹性[1]。在火腿肠的应用中，添加4%的花生蛋白粉可以明显提高肉糜得率，对肉糜的质构特性有明显改善，并且通过与大豆蛋白粉的应用比较，花生蛋白的功能性优于大豆蛋白粉[32]。

4.2 花生蛋白在谷物食品中的应用

在面条中加入适量的花生蛋白粉，不仅可以提高面条的蛋白质含量，而且可以明显改变面条的加工性状。花生蛋白粉的添加量为5%时，面条的表观状况和弯曲断条率最佳[33]。当低变性脱脂花生蛋白在面条中添加量为10%时，面条蛋白质含量可达15%以上，钙、磷等微量元素相应增加，面条拉伸长度、收缩长度和拉伸收缩比均得到提高，说明花生蛋白粉的添加使面条更耐煮、有咬劲、耐泡、不浑汤[34]。花生蛋白对面条品质的影响主要是通过促进面筋网络结构的形成来起作用的[33]。

将花生蛋白粉添加于面粉中，可以制作膨化食品。由于花生蛋白粉良好的吸水性，易于结合面团中的面筋蛋白，增加面筋含量，但是形成的面筋网络小，面筋的筋力下降，面团的黏性减小。因此随着花生蛋白粉的添加，膨化率先上升后降低[35]。

4.3 花生蛋白在饮料及乳制品中的应用

利用丰富易得的花生蛋白制作饮料，可以充分利用蛋白质资源[36]。牛奶中添加花生蛋白粉制作酸奶，可以有效改善产品的质构和感官品质，使产品具有花生蛋白和牛奶的双重风味和营养作用，体现了动物蛋白与植物蛋白的有效结合，提高了它们的生物利用率和食品的营养价值[37]。

5 展 望

随着消费者对营养和健康的日益重视，食品生产者提供的产品不但必须具有充足的营养价值，而且还要有良好的滋味、质构等感官特性，以满足消费者的购买欲望。花生蛋白具有的低热量、高营养价值无疑值得食品加工业的关注，并且实际情况也表明花生蛋白的应用越来越广泛。但是在花生蛋白的制备技术上，仍然存在着各种问题，如纯度、环境污染、成本等。在这方面，水酶法是一个有益的尝试，但是要实现工业化还有很长的路要走。同时，天然花生蛋白的功能性质不能完全满足食品工业的要求，需要对其进行一定程度的改性。无论是化学改性还是物理或者酶法改性，都有一定的缺陷，需要对改性方法做进一步研究。此外在食品中的应用方面，理论性的探讨比较少，应积极开展对于花生蛋白结构与功能性的深入探讨，将有助于开发出更好的花生蛋白制品。

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A Review of Preparation, Functional Properties and Edible Uses of Peanut Protein Products

XU Wei-yan1，WANG Wei-dong1,2，QIN Wei-dong1,*
(1. College of Food Engineering, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221008, China；2. Jiangsu Engineering Research Center for Food Biology Processing, Xuzhou 221008, China)

Peanuts are rich in nutrients and an excellent source of proteins. At present various forms of peanut proteins are utilized for their functional effects rather than their nutritional properties. This article summarizes recent advances in preparation and nutritional and functional effects of peanut protein products as a food ingredient, briefly analyzes factors affecting their functional properties and introduces their edible uses, which will provide useful

for further studying functional properties of peanut proteins and extending their applications.

peanut；protein；functional properties

TS229

A

1002-6630(2010)17-0476-04

2010-06-27

徐维艳(1988—)，女，硕士研究生，研究方向为食品资源开发与利用。E-mail：snsb2008@yahoo.cn

*通信作者：秦卫东(1961—)，男，教授，学士，研究方向为食品资源开发与利用。E-mail：morningwind313@163.com