花生蛋白改性的研究进展

董新红 赵谋明 蒋跃明

花生蛋白改性的研究进展

董新红1，2，4赵谋明3蒋跃明1

(中国科学院华南植物园 中国科学院植物资源保存与可持续利用重点实验室1，广州 510650)

(桂林理工大学化学与生物工程学院2，桂林 541004)
(华南理工大学轻工与食品学院3，广州 510640)
(中国科学院研究生院4，北京 100039)

花生是一种重要的油料蛋白资源，天然花生蛋白由于某些功能特性的限制而影响了其在食品加工中的应用。花生蛋白改性是当前植物蛋白深加工领域的研究热点，是拓宽花生蛋白应用的关键。本文简单介绍了花生蛋白的营养和功能特性，并概述了花生蛋白改性的分类及目前国内外花生蛋白改性研究的进展，重点综述了花生蛋白的酶解改性及改性蛋白食品的研究进展，并展望了花生蛋白深加工产品及酶解改性制备活性肽的技术发展。探索花生蛋白改性技术及其功能特性，对于开辟花生新的利用途径，提高其使用价值，具有重要的实际意义。

花生蛋白 蛋白改性 功能特性

花生是全球最重要的四大油料作物之一。中国是世界上重要的花生生产大国，产量居世界第一位，约占世界总产量的40%。目前，我国花生的年产量在1 400～1 500万吨;花生总产、单产和出口量一直位居全国油料作物之首［1］。花生仁含脂肪50%左右，含蛋白质达21%以上，其营养价值基本等同于牛肉蛋白;无机盐类约占3%，以钾、磷含量最高［2］(表1);氨基酸组成与含量也比较均衡，适合人们消费，可为食品工业提供高蛋白食品原料［3］。目前，花生油提取多采用热压榨工艺而导致花生蛋白发生变性，营养价值与功能特性降低，从而限制了花生蛋白在食品体系中的广泛应用。因此，通过研究花生蛋白的改性，进而开发利用花生变性蛋白，对生产高附加值的花生食品具有重要意义。本文简述了花生蛋白改性的研究进展，并对花生蛋白的利用及其产品开发前景作一展望。

表1 花生中主要营养成分［2］

1 花生蛋白的组成及营养特性

花生蛋白在植物蛋白资源中居第三位，大约占总蛋白的11%。花生蛋白约含有10%水溶性清蛋白和90%球蛋白;其中球蛋白由花生球蛋白和伴花生球蛋白两部分组成［4］。杨晓泉等［5］通过 SDS－PAGE分析表明，花生的盐溶蛋白主要来自于花生贮藏性蛋白，包括花生球蛋白、伴花生球蛋白和2S蛋白。另外，2D－PAGE显示，花生球蛋白由两个酸性亚基和三个碱性亚基组成，伴花生球蛋白仅有一个亚基，2S蛋白由6个多肽组成，以离解形式而非亚基形式存在。花生蛋白不含胆固醇，蛋白效价(PER)为 1．7，虽然比酪蛋白(2．5)要低，但比小麦粉(1．0)、玉米(1．2)要高［6］。花生蛋白含有人体必需的八种氨基酸，属于完全蛋白;在人体必需八种氨基酸中，除蛋氨酸含量较低外，赖氨酸、色氨酸、苏氨酸含量均接近联合国粮农组织所规定的标准，其他四种氨基酸含量也接近或超过了此标准［7］(见表2);同时谷氨酸和天门冬氨酸含量也高于大米、小麦粉和玉米，其有效利用率高达98．4%。值得注意，花生中含有比大豆更少的抗营养因子，被认为是一种极具开发潜力的乳糖不耐症消费者的蛋白基料和牛乳等动物奶类的替代品［8］。

表2 花生的必需氨基酸含量(g/100 g蛋白)［7］

2 花生蛋白的发展现状

目前，制取花生蛋白的原料常用方法有:一是以脱脂或部分脱脂后的饼粕作为原料直接制取花生粉或进一步制取浓缩蛋白或分离蛋白;二是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［9］。在植物蛋白具体制备过程中，主要有冷榨、浸出、酸沉淀、碱溶酸沉法、水代法以及膜分离技术等;而这些技术常结合起来以便更好制备花生蛋白［9］。在榨取花生油的过程中，由于受温度和压力等因素的影响，造成部分花生蛋白质发生变性;而变性蛋白表现为水溶性降低，部分氨基酸与糖发生结合，而且因氨基酸的分解和改变可降低花生蛋白的营养价值［10］。

花生蛋白的功能特性对于食品的加工和食品营养成分的组成有重要的影响，包括:溶解性、持水性/持油性、乳化性、起泡性、黏性和凝胶性［11］。这些特性既受蛋白质本身如分子结构和分子质量的影响，也与环境因素相关，如蛋白质制备方法、pH、离子强度以及食品中其他物质成分［3］。除此之外，通过物理、化学或者酶解改性等方式，可以改变花生蛋白的功能特性或生理活性。

目前，我国花生蛋白制品主要有:花生蛋白粉(浓缩和分离蛋白粉)、花生蛋白肽、花生蛋白饮料、花生蛋白膜、炼乳和花生蛋白肉等［12］。花生蛋白由于具有良好的功能特性(乳化性、起泡性)、营养特性以及良好风味，已被广泛应用于食品加工过程中，用于开发高蛋白食品、减肥食品等花生蛋白深加工产品［13］。

3 花生蛋白的改性

蛋白质功能特性是指蛋白质在加工、制备和贮藏过程中对食品质量能产生影响的某些理化性质，主要表现为溶解性、乳化性、起泡性、吸水性、吸油性和凝胶性等［11］。植物蛋白的功能特性主要由分子质量大小、氨基酸组成、亚基的大小/组成、二硫键多寡、亲水性/疏水性强弱等所决定［14］。不同的物理、化学或生物手段能不同程度改变蛋白质构象，从而改变蛋白质功能特性。花生蛋白的改性实质上是蛋白质基团的修饰，即通过改变蛋白质的功能基团、键合作用、空间结构和聚合形式，从而对其理化特性产生重大影响，获得原来所不具备的生理活性。花生蛋白改性主要有物理、化学和生物(酶)3种方法。

3．1 花生蛋白的物理改性

物理改性是指利用热、电、机械能、高频电场微波、超声波等物理形式改变蛋白质高级结构和蛋白质分子聚集方式，一般不涉及蛋白质一级结构的改变，从而改善蛋白质性能［15］。物理改性常用方法有加热、高静压、超高压、挤压组织化、超声、微波处理等方法。

热处理会造成蛋白质的肽键水解、氨基酸侧链的改性及蛋白质与其他分子的缩合等结构变化;而这些变化取决于热处理的强度和时间、水分活度、pH、盐含量及其他活性物质。Aminigo等［16］利用温烫和烘烤(单独和两者结合使用)，可以不同程度改变花生蛋白的溶解性、乳化性、凝胶性、吸油性和吸水性等。韩志慧等［17］研究了不同热处理对花生蛋白主要功能性质的影响，发现以130℃烘烤25 min处理对花生蛋白质的溶解度、黏度和可溶性固形物等效果最好。赵冠里等［18］研究也表明，烘烤会使花生蛋白中伴球蛋白含量明显减少，而球蛋白相对伴球蛋白耐热性增加，从而改善了分离蛋白在碱性条件下溶解性。

超高压技术已广泛用于食品蛋白质的改性。研究表明，超高压处理能使蛋白质降解成亚基，暴露出更多的极性和疏水基团，从而影响蛋白质的溶解性、乳化性、起泡性、凝胶性和酶解特性;但随着蛋白质浓度、和pH值、超高压处理的强度、时间的不同而有所差别［19］。另外，高压可改变蛋白质的伸展程度，提高花生蛋白的变性温度;表现为花生蛋白颗粒明显减小，质地细腻且溶解特性得以改善［20］;而纵伟等［21］采用400 MPa高压处理15 min，所分离得到的蛋白具有较高的乳化性和稳定性。姚强等［20］研究了超高压处理对花生分离蛋白物理特性和功能特性的影响，发现超高压处理(≤400 MPa)对蛋白质的变性影响在一定程度上类似热处理的效果。在此基础上发展的超高压微射流技术可形成剧烈的物理条件，如液体高速撞击、强烈剪切、空穴作用及高频振荡等机械作用，从而改变蛋白分子结构而导致功能特性的变化［22］。超高压微射流处理可破坏花生蛋白的内部基团，表现为粒度尺寸变小和分布范围集中、游离巯基减少、表面疏水基团增多和蛋白质结构展开程度增大，从而导致花生蛋白的溶解性、乳化性等功能特性提高［23］。

挤压组织化技术以其高效、环保、低能耗等优点也广泛应用于食品加工领域。挤压蒸煮技术(Extrusion cooking)是生产组织化植物蛋白的主要方法，所制备的植物蛋白产品具有类似于动物肌肉的组织结构和咀嚼感，这与挤压组织化过程中蛋白质的物理变化和化学变化有关［24］。魏益民等［25］研究了花生蛋白在挤压过程中化学变化及组织化结构形成的机理，认为非共价键结合(疏水和氢键)是影响花生蛋白高水分挤压组织化结构的主要化学键，其次是二硫键。另外，花生粉的粒径、pH值、油脂含量对组织化产品的质量、流变学特性及微观结构均产生较明显的影响。Alid等［26］研究表明，在脱脂花生蛋白粉的挤压组织化过程中，淀粉的存在会影响蛋白质形成纤维状产品;如淀粉在挤压蒸煮下糊精和还原糖含量显著增加，有利于组织蛋白产品形成。孙照勇等［27］利用大豆和花生蛋白的结构差别，对花生和大豆蛋白进行复合挤压化处理，得到弹性介于两者产品之间的挤压产品，且组织化度、硬度、咀嚼度和拉伸力存在叠加效应。

微波处理也能改善花生蛋白的功能特性。由于花生蛋白加热不易形成凝胶;因而，使花生蛋白的应用受到较大限制［28］。朱晓蕾等［28］采用花生蛋白与玉米淀粉微波复合处理可产生较好的凝胶性;其原因可能是使花生蛋白粉和玉米粉相互作用形成了复合物。张晓丽等［29］对花生浓缩蛋白进行微波改性，使得花生浓缩蛋白的吸油性、起泡性、乳化性和稳定性均有显著改善;其改善效果与溶液pH值、改性时间、微波功率和料液比有关。

另外，超声、紫外辐射、超滤以及不同蛋白质制备方式都会影响或改善花生蛋白的功能特性。总的来说，物理改性一般只能改变蛋白的次级结构，具有加工成本低，无毒副作用，对蛋白质营养品质损失小的优点;不足之处是改性范围比较窄。

3．2 花生蛋白的化学改性

化学改性是通过化学手段作用于蛋白质，使部分肽键发生断裂或者引入各种功能基团，并利用蛋白侧链基团的化学活性，有选择地将某些基团转化为衍生物，以此来达到改变蛋白质的功能特性［30］。化学改性可以通过烃化(Lys、Cys、Met、His和 Try)、氧化(Cys、Met、His和 Try)、酰化(Lys和 Tyr)、酯化和氨基化(Glu和 Asp)、交联、糖基化和填充等方式［31］。目前，磷酸化、酰基化和交联接枝反应是应用较多的化学改性方式。

蛋白磷酸化已被认为是提高蛋白功能特性的有效手段。蛋白质的磷酸化是有选择地利用蛋白质侧链活性基团，通过结合一个磷酸根基团开始，进而大量结合磷酸根基团，以改变蛋白质分子的电负性和分子间的静电斥力，使之在食品体系中更易分散，从而提高蛋白的溶解性及其他功能特性［32］。潘秋琴等［33］采用POC13/花生蛋白体系低摩尔比对花生蛋白进行磷酸化改性，使改性后蛋白等电点pH由4．85降至3．21，同时溶解度、乳化能力和乳化稳定性显著提高。熊柳等［34］采用三聚磷酸钠对花生分离蛋白进行磷酸化改性后，花生分离蛋白的吸油性、吸水性、溶解性、乳化性和泡沫稳定性均有显著提高。

利用酰基化反应对蛋白质改性也是改善蛋白功能特性的重要手段，尤其是琥珀酰化和乙酰基化反应。Monteiro等［35］分别对花生蛋白的三种主要组分(花生球蛋白、伴花生球蛋白Ⅰ和伴花生球蛋白Ⅱ)进行琥珀酰化;经酰化后的花生蛋白等电点迁移到3～4，同时琥珀酰化提高了花生各组分功能特性，包括吸水和吸油能力以及溶解性、乳化性和起泡性。Beuchat［36］进一步将脱脂花生蛋白粉在 pH 7．4 ～8．0下与不同浓度琥珀酸酐反应;经聚丙烯酰胺凝胶电泳发现，主要蛋白组分断裂成亚基，可溶性氮在pH＜4下降低，而在pH 6～7间增加，其持水力、吸水性、乳化性有所增加，而黏度则显著提高。另外，植物蛋白中含有大量的酰胺基团，对蛋白质有选择性进行脱酰胺，可以改善花生蛋白功能特性。卢寅泉等［37］利用磺化苯乙烯阳离子交换树脂的较强水解酰胺基作用，对花生蛋白功能特性的改进条件及效果进行了研究。结果表明，经改性后的花生蛋白溶解性提高，等电点pH降低到0．5～1;在pH为7．0时，乳化性、乳化稳定性、发泡性分别提高了215%、122%和538%，而发泡稳定性、持水性、黏度分别为359%、157%、107%;改性后蛋白可用于蛋糕生产，明显改善了产品体积、结构和口感。

采用美拉德反应(Maillard Reaction)也可使蛋白质与多糖类进行共价结合(蛋白质－糖接枝改性);接枝物的蛋白质部分可有效吸附在油－水界面上，降低界面张力;共价结合的多糖分子在吸附膜的周围形成立体网络状结构，增加了膜的厚度和机械强度，从而有助于改善蛋白质的功能特性［38－39］。Mouécoucou等［13］利用阿拉伯胶、低甲氧基果胶和木聚糖对花生蛋白进行了接枝改性。结果表明，接枝改性对胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳酶水解花生蛋白的效果有不同程度的影响;这可能是由于多糖与水解后的多肽和氨基酸相互作用的结果，但是对于接枝蛋白的功能特性是否有所改善还需进一步研究阐明。熊柳等［40］采用戊二醛对花生蛋白进行交联改性。戊二醛交联花生蛋白形成凝胶的最佳条件为:18%花生组织蛋白与25%戊二醛用量比为50∶1、热处理温度为65℃、pH值为12。在此条件下得到的花生组织蛋白凝胶具有较好的硬度和弹性。Liu等［41］分别采用多种物理和化学方式对花生蛋白膜进行改性，热处理能显著提高蛋白膜的机械强度、降低膜的透气性和渗水性，紫外辐射和甲醛、戊二醛处理次之，而超声处理则对膜性能有破坏作用。

化学改性效果比较明显，但是对反应条件要求相对苛刻，反应复杂、激烈而较难以控制，容易产生副产物并伴有化学残留。

3．3 花生蛋白的酶法改性

酶法改性是利用酶对蛋白质的氨基酸残基侧链基团进行修饰，为当前蛋白质改性最为重要的生物技术。与化学和物理的改性相比，酶法改性具有以下几个方面的特点:(1)酶解过程十分温和，不会破坏蛋白质原有的功能性质;(2)最终水解产物可通过选择特定的酶和反应因素加以控制;(3)蛋白水解物易被人体消化吸收且具有独特生理功能［42］。

酶法改性包括聚合改性和降解改性。酶法聚合改性主要利用转谷氨酰胺酶(TGase)作用植物蛋白，生产出具有营养互补型工程化蛋白产品。在蛋白质酶法聚合改性中，TGase作为蛋白促凝剂，可催化转酰基反应，即催化蛋白质赖氨酸上ε－氨基和谷氨酸上γ－羟酰胺基之间结合反应，从而使蛋白质(或多肽)之间发生共价交联形成共价化合物。吴海文等［43］采用TGase催化花生浓缩蛋白形成凝胶;在优化催化条件下得到具有较好弹性和硬度的蛋白凝胶。Gharst等［44］和 Clare 等［45］采用 TGase 催化花生蛋白胶联，使蛋白一些功能特性，如黏性、凝胶特性、溶解性、持水性和流变学特性等得到改进，并且改性后得到的蛋白可用于饼干、奶昔以及一些烘烤食品的加工。也有研究表明，蛋白质的诸多功能特性之间的变化是相互制约的，比如良好的乳化性和起泡性是以较高的溶解性为前提，而凝胶性则与之相反。张春红等［46］的研究表明，花生蛋白经TGase交联改性后凝胶性提高了279%，溶解性和乳化性则分别降低了44%和31%。

自20世纪70年代以来，随着蛋白酶解研究不断深入，酶降解改性也取得了明显进展。Beuchat等［47］分别采用胃蛋白酶、菠萝蛋白酶和胰蛋白酶水解脱脂花生蛋白，研究其溶解性、吸水性、乳化性、持水性、持油性和电泳性质的变化，并将菠萝蛋白酶水解产物添加到甜饼配方中生产营养强化蛋白。Sekul等［48］利用木瓜蛋白酶控制酶解花生蛋白，有助于改善花生蛋白的溶解性;而Govindaraju等［49］发现用木瓜蛋白酶水解花生球蛋白可提高乳化能力，而碱性蛋白酶水解有助于改善发泡性能。Chiou等［50］研究了固定化木瓜蛋白酶在连续反应器中部分水解花生奶蛋白，并测定了水解后蛋白的物理和功能特性。国内学者也对花生蛋白的酶水解进行了一系列研究，证明酶水解可以改善花生蛋白功能特性或生理活性，是近一步开发利用花生蛋白的较好方法［51－52］。

由于蛋白酶具有较强的专一性，在采用单酶对花生蛋白进行酶解时，存在水解度低、原料利用率差和生理活性弱等缺点;因此，利用蛋白质的结构特点和蛋白酶催化特异性位点不同，可以采用不同改性方法相结合或多种酶共同催化作用对花生蛋白进行改性修饰。Monteiro等［35］利用化学(琥珀酰化)和酶解(α－胰凝乳酶)对花生蛋白进行改性，发现乙酰化处理或酶解处理均能提高蛋白的溶解性、持水性、持油性、乳化能力和起泡能力，但是两种复合处理的蛋白改性效果最好。林勉等［53］采用巯基还原剂Na2SO3先打断花生蛋白二硫键，然后利用内肽酶、端肽酶水解花生蛋白，研究其功能特性变化，并确定了其最佳水解工艺条件。结果表明，木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶和胰酶等内切酶对花生粕蛋白的水解作用十分有限;而先采用中性蛋白酶水解3 h，后加入复合蛋白酶水解，得到的蛋白水解产物的氨基态氮生成率达43%，各种氨基酸的含量显著增加，其中游离的必需氨基酸占总游离氨基酸的62．2%。一些研究还表明，利用 Alcalase和 Flavourzyme两种酶对花生蛋白进行复合改性，首先用Alcalase(内切酶)进行水解，再利用Flavourzyme进行深度水解，蛋白质水解效果显著提高，且水解产物具有较好的生理活性［54－55］。另外，对花生蛋白进行有目的改性，如定向酶解、限制性酶解技术，不仅能改善蛋白质功能特性，还可产生一系列具有高生理活性的短肽，从而提高花生蛋白的营养价值。可望随着酶解及相关技术的发展，酶解过程将更趋于自动化、简单化和实用化，进一步拓宽酶解技术的应用范围。

4 酶解改性花生蛋白的生理活性

近年来，随着活性肽在营养保健领域的重要性，对花生蛋白的研究也开始转向了功能活性肽方面。与其他多肽不同，花生多肽含有白藜芦醇，它对心血管疾病和动脉硬化具有明显的抑制效果，亦可促进人类肿瘤细胞的凋亡或是受肿瘤抑制因子P53的表达达到抗肿瘤活性［56］。目前，对花生蛋白酶解产物及活性肽的研究主要集中于抗氧化活性和血管紧张素转化酶(ACE)抑制活性。

Alcalase是花生蛋白活性肽生产当中最常用的也是最有效的酶源(表3)。Liu等［57］分别以碱性蛋白酶Alcalase和中性蛋白酶Neutrase对花生分离蛋白进行水解，发现中性蛋白酶Neutrase水解产物显示弱ACE抑制活性，而碱性蛋白酶Alcalase水解物具有很强的ACE抑制活性。有研究表明，花生蛋白经蛋白酶Alcalase水解的产物是多种小肽的混合物，其分子质量基本在300～2 600 u范围内，其中分子质量在1 000 u以下的约占98．5%，这部分组份由8肽以下的小肽组成，许多功能性小肽多集中在这一组分［58］。Guang等［59］采用 Alcalase 酶解花生蛋白 6 h得到酶解产物并进行了ACE抑制活性研究;采用超滤处理获得了截留分子质量＜10 ku酶解液，通过对酶解液进行RP－HPLC多步分离纯化，最终获得的纯化产物的ACE抑制活性高出粗酶解产物8倍以上。Quist等［60］先以Alcalase水解脱脂花生粉，然后用胃蛋白酶和胰酶进一步水解，对酶解产物进行分离纯化，得到了序列为Glu－Trp－Pro－Arg－Pro－Gln－Ile－Pro－Pro的 ACE 抑制肽，其 IC50为 0．36 g/mL。张伟等［61］采用Alcalase及多种复合酶水解花生蛋白并制备ACE抑制肽;所获得的碱性酶水解物具有最高的ACE抑制率(72．78%)。花生多肽作为外源性的抗氧化物质，能够提高生物体内源性抗氧化酶活性，清除自由基，抑制脂质过氧化损伤。陈贵堂等［58］采用Alcalase水解花生蛋白制备花生多肽，采用小鼠注射D－半乳糖的过氧化损伤模型，表明花生多肽具有较强的抗氧化作用。Hwang等［62］则发现用花生蛋白经Esperase水解所得的酶解产物，比其他蛋白酶水解所得的产物具有更强的抗氧化活性。另外，许多研究表明，抗氧化肽和ACE抑制肽在氨基酸组成上存在共同之处，一般C－端是Phe、Pro和Tyr的疏水性氨基酸以及带有正电荷的Arg和Lys残基的肽段，通常具有较高的ACE抑制活性;而对于抗氧化活性来说，疏水性具有同样重要作用:当N－端为疏水性氨基酸Val或Leu时，肽的抗氧化活性和ACE 抑制活性都较高［63－64］(见表3)。另外，花生蛋白水解产生的某些活性肽同时具有较高的抗氧化活性和 ACE 抑制活性［64－65］。

表3 花生活性肽

5 花生改性蛋白的产品开发

天然食用蛋白质除提供人体合成蛋白质所需的氨基酸及能量之外，还具有一些独特生理机能。在欧美等发达国家，花生主要用来制作花生酱、花生蛋白制品以及各种糖果糕点、休闲食品［13］。由于蛋白质的水解产物及活性肽有着比蛋白质更好的营养性能，更容易通过小肠黏膜被有机体吸收利用;因此，可以利用活性肽生产不同类型食品以满足对蛋白质具有特殊需要的人群［67］。花生蛋白活性肽因有较高的生理活性，可用作功能性食品辅助材料，也可直接开发为食品终端产品(见表4)。

5．1 改性花生蛋白用于大宗食品

国内花生蛋白的混和小麦粉、馒头已经上市;但花生蛋白改性产品尚处于初级发展阶段。通过对花生蛋白的改性，提高其营养价值，并降低过敏原特性，可将改性花生蛋白作为功能性食品基料在大宗食品(肉类制品、米面制品和焙烤食品等)、营养配方食品中应用［15］。沈忱等［68］采用酸和酶复合水解脱脂花生粉制得的水解产物可代替食盐应用于肉类制品(如香肠等)。武汉肽类物质研究所的科技人员利用复合酶解技术定向酶切花生蛋白，制得花生肽具有良好的持水性;在糕点、休闲食品中适量添加还可以改善口感和风味，并提高蛋白质含量［10］。

5．2 改性花生蛋白饮料

在原有饮料基础上，添加花生蛋白可制成蛋白饮料。花生蛋白饮料含有丰富蛋白质、必需氨基酸、维生素和不饱和脂肪酸但不含胆固醇，更易被人体所吸收，具有保健功能［69］。谭斌等［67］采用中性蛋白酶水解花生粕，制备营养好、易吸收花生肽，并将花生肽加入橙汁中制作花生肽饮料。杨波等［70］采用枯草芽孢杆菌对脱脂花生粕蛋白进行水解，将蛋白肽添加牛奶、砂糖和食盐中调配成具有抑制醉酒的醒酒肽。Chiou等［50］采用固定化木瓜蛋白酶水解花生蛋白，并用于葡萄汁、苹果汁中，提高果汁中营养成分。另外，以花生粕或者花生蛋白为原料，利用乳酸菌发酵还可生产花生蛋白酸奶、酸性饮料等饮品［71］。

表4 花生改性蛋白的产品

5．3 改性花生蛋白凝胶食品

凝胶性是蛋白质食品最重要的特性之一。花生蛋白作为食品添加剂可以直接添加于食品原料中;但由于花生蛋白本身无法形成凝胶，因此，添加凝固剂(金属盐、果胶等)成为制备花生凝胶的常用方式。韩珍琼等［72］研究了以花生仁为原料，用氯化钙作为凝固剂生产花生蛋白质凝胶食品;所制作的花生蛋白食品凝固状态好、质地细腻、色泽乳白、口感细腻，并具有典型花生香气。由于花生多肽溶液在高浓度下依然能保持低黏度，并在较宽的pH值范围内保持溶解状态，具有较高的吸湿性和保湿性，抑制蛋白质形成凝胶，从而减少了由于花生蛋白大分子所引起的过敏原性，并增加产品的稳定性，可用作婴儿食品的开发和利用［56］。另外，根据大豆蛋白和鸡肉蛋白在高压加热条件下变性可改善凝胶的弹性、硬度和保水性的研究结果，也可考虑对花生蛋白混合肉类蛋白进行高压改性，实现花生蛋白在肉糜类的应用［73］。

5．4 花生蛋白膨化食品

挤压膨化后花生蛋白可直接进行素食加工，制成多种口味的膨化食品，也可作为部分添加物，用于仿生果脯、蔬菜和仿肉制品等生产［71］。植物蛋白是一种高蛋白仿肉型干制食品，以花生脱脂粉为原料，用均匀挤压膨化方法处理花生蛋白，可以改变花生蛋白组织形式，使之具有瘦肉的质构特征，俗称花生蛋白肉，从而得到花生蛋白膨化食品［12］。另外，挤压组织化的花生蛋白作为仿肉原料，也可直接加工成各种风味肉制品、如仿制烤羊肉、猪排鸡肉香肠和牛肉等，是理想高蛋白、低糖低脂、不含胆固醇休闲食品，也可添加到饼干、面包和点心中制成高蛋白食品［24］。

6 花生蛋白改性的研究前景

花生蛋白多是从榨油后的副产物(花生粕)中提取得到，常用作动物饲料处理，造成了资源的极大浪费。利用蛋白酶水解改善蛋白功能特性，已开发出多种花生蛋白相关的食品深加工产品。由于花生在压榨提油过程中，高温使一部分蛋白变性，同时花生蛋白的组织和结构也发生了变化，蛋白之间因聚合而使结构更加紧凑不易酶解;因此，如何提高蛋白水解度已成为热压榨花生蛋白酶解的主要问题。此外，与大豆蛋白酶解改性相比，花生蛋白酶解研究相对起步较晚，对花生蛋白酶解改性主要集中在有限酶解制备功能性活性蛋白和深度酶解制备活性肽;但在花生活性肽的研究还刚刚起步，已鉴定出的活性肽不多，而且活性肽的作用机制也不清楚。随着活性肽在营养保健领域的重要性和多肽作为一种生命活性物质的诸多功能正日益被人们所认识，开发花生功能活性肽相关食品产品将成为今后重要发展方向。

针对花生在我国以及世界农产品当中的地位和其蛋白质本身的功能特性，积极发展花生蛋白改性技术具有重要意义。花生蛋白的主要研究开发可能有以下几个方面:改进花生浓缩蛋白和分离蛋白的制备和加工方式，提高蛋白提取率和纯度，以更好地应用于食品工业中;在物理、化学和酶解改性的基础上，进一步开发出更有效的酶解预处理和改性技术，从而获得功能性更好的蛋白产品，提高花生蛋白利用率和扩大花生蛋白的利用途径;花生蛋白经过酶解后得到的肽类具有特殊的生理功能，需要进一步加强酶制剂的开发和酶解工艺的优化，以其获得更为丰富的短肽类型;花生肽的生理活性研究从现有的抗氧化性和ACE抑制活性可拓宽到免疫活性、抑菌活性及促乳酸菌增值能力等方面;在改进酶解活性肽生产工艺基础上，需要重视对酶解改性的下游技术的研究，包括对花生短肽物质的分离纯化、结构鉴定和花生短肽精制工艺体系的建立与完善。总之，通过对花生蛋白质改性产品的开发(包括系列功能性蛋白、复合氨基酸和活性多肽)和花生蛋白质改性产品应用于大宗食品、饮料、冷食，调味品、保健食品及其他相关行业，扩大花生蛋白利用途径，提高花生蛋白利用率，推进我国由花生原料大国向花生产品强国转变。

［1］赵谋明．植物蛋白酶解改性研究进展——小麦面筋蛋白与花生蛋白［J］．中国食品添加剂，2008(S1):188－193

［2］Kholief T S．Chemical composition and protein properties of peanuts［J］．Zeitschrift für Ernghrungswissenschaft，1987，26:56－61

［3］Yu J M，Ahmedna M，Goktepe I．Peanut protein concentrate:Production and functional propertiesas affected by processing［J］．Food Chemistry，2007，103:121－129

［4］Lusas E W．Food Uses of Peanut Protein［J］．Journal of A-merican Society，1979，56:425－430

［5］杨晓泉，陈中．花生蛋白的分离及部分性质研究［J］．中国粮油学报，2001，16(5):25－28

［6］项秀兰，李楠．花生蛋白的提取与利用［J］．江西教育学院学报:自然科学版，1996，17(6):48－49

［7］张宇昊．花生短肽的制备及其功能活性研究［D］．北京:中国农业科学院，2007

［8］李明姝，姚开，贾冬英，等．花生功能成分及其综合利用［J］．中国油脂，2004，29(9):13－15

［9］段家玉．冷榨花生饼制备花生蛋白和多肽的研究［D］．武汉:华中农业大学，2006

［10］何东平．水相酶法同步提取冷榨花生饼中蛋白质和花生油的研究［D］．武汉:华中农业大学，2006

［11］Moure A，Sineiro J，Dominguez J，Parajo JC．Functionality of oilseed protein products:A review［J］．Food Research International，2006，39:945－ 963

［12］魏红艳，卞科．花生蛋白的研究与开发［J］．农产品加工:创新版，2010(5):46－51

［13］Mouécoucou J，Fremont S，Sanchez C，et al．In vitro allergenicity of peanut after hydrolysis in the presence of polysaccharides［J］．Clinical and Experimental Allergy，2004，34:1429－1437

［14］周雪松．花生蛋白改性研究［J］．粮食加工，2005(3):42－45．

［15］陈伟斌．大豆分离蛋白的功能性和改性研究进展［J］．粮食加工，2006(4):67－71

［16］Aminigo E R，Ogundipe H O．Effect of heat treatment on functional characteristics of peanut(Arachis hypogeae)meal［J］．Journal of Food Science and Tech－nology，2003，40:205－208

［17］韩志慧，郭富常，陈锦屏．不同热处理对花生蛋白主要功能性质的影响［J］．食品工业科技，2000，21(6):37－38

［18］赵冠里，赵谋明，刘岩，等．烘烤对花生分离蛋白结构及功能特性的影响［J］．食品与发酵工业，2009，35(7):20－23

［19］王章存，康艳玲．花生水解蛋白的功能性质研究［J］．2008，29(7):58－61

［20］姚强，张晨，陈怡平，李可．超高压对花生分离蛋白分子结构的影响及机理研究［J］．安徽农业科学，2009，376:2345－2348

［21］纵伟，陈怡平．超高压对花生分离蛋白乳化性的影响［J］．中国油脂，2008，33(3):26－28

［22］刘岩，赵谋明，赵冠里，等．微射流均质改善热压榨花生粕分离蛋白乳化特性的研究［J］．食品工业科技，2010，31(7):65－70

［23］涂宗财，张雪春，刘成梅，等．超高压微射流对花生蛋白结构的影响［J］．农业工程学报，2008，24(9):306－308

［24］武建堂，董海洲．花生蛋白挤压组织化及应用现状［J］．粮食与油脂，2008(1):13－15

［25］魏益民，张汆，张波，等．花生蛋白高水分挤压组织化过程中的化学键变化［J］．中国农业科学，2007，40(11):2575－2581

［26］Alid G，Yanez E，Aguilera J M，et al．Nutritive Value of an Extrusion－ Texturized Peanut Protein［J］．Journal of Food Science，1981，46(3):948－ 949

［27］孙照勇，魏益民，张波，等．大豆花生复合挤压组织化蛋白质构特性的研究［J］．农产品加工·学刊，2009(3):13－16

［28］朱晓蕾，熊柳，孙高飞，等．微波处理改善花生蛋白粉凝胶性的研究［J］．粮油食品科技，2009，17(2):57－59

［29］张晓丽，刘玉兰，汪学．花生浓缩蛋白的微波改性研究［J］．粮油加工，2010(6):19－22

［30］焦健，王金水，李涛．花生蛋白改性研究的进展［J］．农产品加工·学刊，2010(1):40－42

［31］Li JY，Yeh A I，Fan K L．Gelation characteristics and morphology of corn starch/soy protein concentrate composites during heating［J］．Journal of Food Engineering，2007，78(4):1240－1247

［32］Matheis G．Phosphorylation of food proteins with phosphorus oxychloride－Improvement of functional and nutritional properties:A review［J］．Food Chemistry，1991，39(1):13－26

［33］潘秋琴，沈蓓英，程霜．花生蛋白质的磷酸化改性［J］．中国油脂，1997，22(1):25－27

［34］熊柳，孙高飞，王建化，等．花生分离蛋白磷酸化改性研究［J］．食品科学，2010，31(10):35－41

［35］Monteiro PV，Prakash V．Alteration of functional properties of peanut(Arachis hypogaea L．)protein fractions by chemical and enzymatic modifications［J］．Journal of Food Science and Tech－nology，1996，33(1):19－26

［36］Beuchat L R．Functional and electrophoretic characteristics of succinylated peanut flour protein［J］．Journal of Agricultural and Food Chemistry，1977，25(2):258－ 261

［37］卢寅泉，肖红媚，郑宗坤．花生蛋白加工功能性改善的研究［J］．食品科学，1995，16(6):9－14

［38］Kato A，Minaki K，Kobayashi K．Improvement of emulsifying properties of egg white proteins by the attachment of polysaccharide through Maillard reaction in a dry state［J］．Journal of Agriculture Food Chemistry，1993，41(4):540－543．

［39］Wang J S，Zhao M M，Yang X Q，et al．Improvement of emulsifying properties of wheat gluten hydrolysate/lambdacarrageenan conjugates［J］．Food Tech－nology and BioTech－nology，2006，44(1):25－32

［40］熊柳，刘砚，许丽，等．花生组织蛋白化学交联改性的研究［J］．粮油食品科技，2009，4:26－29

［41］Liu C C，Tellez－ Garay A M，Castell－ Perez M E．Physical and mechanical properties of peanut protein films［J］．Lebensmittel－Wissenschaft und－Technologie．2004，37:731－738

［42］刘欣，徐红华．微生物蛋白酶改性大豆分离蛋白的研究进展［J］．大豆通报，2005，4:27－28

［43］吴海文，王强，马铁铮，等．转谷氨酰胺酶催化花生浓缩蛋白对凝胶硬度和弹性的影响［J］．中国油脂，2009，34(6):31－35

［44］Gharst G，Clare D A，Davis JP，et al．The effect of transglutaminase crosslinking on the rheological characteristics of heated peanut flour dispersions［J］．Journal of Food Science 2007，72(7):369－375

［45］Clare D A，Gharst G，Sanders T H．Transglutaminase polymerization of peanut proteins［J］．Journal of Agricultural and Food Chemistry，2007，55(2):432－438

［46］张春红，宣焱．谷氨酰胺转胺酶改性对花生分离蛋白某些功能性质的影响［J］．食品工业科技，2009，4:190－193

［47］Beuchat L R，Cherry JP，Quinn M R．Physicochemical properties of peanut flour as affected by proteolysis［J］．Journal of Agricultural and Food Chemistry，1975，23:616－620

［48］Sekul A A，Vinnett CH，Ory R L．Some functional properties of peanut proteins partially hydrolyzed with papain［J］．Journal of Agricultural and Food Chemistry，1978，26:855－858

［49］Govindaraju K，Srinivas H．Studies on the effects of enzymatic hydrolysis on functional and physico－chemical properties of arachin［J］．Swiss Society of Food Science and Tech－nology，2006，39:54－62

［50］Chiou R Y Y，Beuchat L R，Phillips R D．Functional and physical property characterization of peanut milk proteins partially hydrolyzed by immobilized papin in a continuous reactor［J］．Journal of Agricultural and Food Chemistry，1985，33:1109－1113

［51］黄文，胡慰望，谢笔钧．脱脂花生蛋白酶解产物的焙烤香味研究［J］．食品科学，1996，17(12):18－20

［52］陶红，梁歧，张鸣摘．热处理对大豆蛋白水解度的影响［J］．中国油脂，2003，28(9):61－63

［53］林勉，刘通讯．内肽酶与端解酶水解花生粕蛋白的研究［J］．食品科学，2000，21(1):22－25

［54］于丽娜，宫清轩，杨庆利，等．双酶分步水解制备花生多肽工艺优化［J］．食品科学，2010，31(20):220－225

［55］张春红，许静．制备花生抗氧化肽酶解工艺的研究［J］．食品工业，2010，3:52－54

［56］何雨青，石艳宾．花生多肽的研究进展［J］．食品研究与开发，2008，29(5):171－174

［57］Liu H，Li G H．Angiotensin Iconverting enzyme inhibitory activity of peanut protein hydrolysates prepared with Alcalase［J］．Journal of Peanut Science，2005，34(1):8－14

［58］陈贵堂，赵立艳，丛涛，等．花生多肽的制备及其对氧化损伤模型小鼠抗氧化作用的研究［J］．食品科学，2007，28(3):324－327

［59］Guang C，Phillips R D．Purification，activity and sequence of angiotensin converting enzyme inhibitory peptide from Alcalas hydrolysate of peanut flour［J］．Journal of Agricultural and Food Chemistry，2009，57:10102－10106

［60］Quist E E，Phillips R D，Saalia F K．Angiotensin converting enzyme inhibitory activity of proteolytic digests of peanut(Arachis hypogaea L．)flour［J］．Food Science and Tech－nology，2009，42:694－699

［61］张伟，徐志宏，孙智达，等．酶解花生蛋白制备血管紧张素转化酶抑制肽［J］．中国粮油学报，2008，23(1):146－151

［62］Hwang J Y，Shyu Y S，Wang Y T，et al．Antioxidative properties of protein hydrolysate from defatted peanut kernels treated with esperase［J］．Food Science Tech－nology，2010，43:285－290

［63］Guang C，Phillips R D．Plant food－derived angiotensin converting enzyme inhibitory peptides［J］．Journal of Agricultural and Food Chemistry，2009，57:5113－5120

［64］Jamdar SN，Rajalakshmi V，Pednekar M D，et al．Influence of degree of hydrolysis on functional properties，antioxidant activity and ACE inhibitory activity of peanut protein hydrolysate［J］．Food Chemistry，2010，121:178－184

［65］王瑛瑶．水酶法从花生中提取由于水解蛋白的研究［D］．无锡:江南大学，2005

［66］江利华，王璋，许时婴，等．花生ACE抑制肽的分离纯化、结构鉴定及体内降血压功能研究［J］．食品工业科技，2009，30(10):94－100

［67］谭斌，单扬，曾凡坤．橙汁花生肽饮料生产工艺［J］．食品与机械，2000(2):24－26

［68］沈忱．酸酶水解脱脂花生粉制取持水剂的研究［J］．中国粮油学报，2001，16(5):36－39

［69］刘传富，张兆静，花生蛋白及其在食品中的应用［J］．中国食物与营养，2005(1):24－25

［70］杨波，杨光，田秋实，等．花生蛋白醒酒肽饮料的研制［J］．食品工业，2008(2):45－47

［71］刘阳，刑富国．花生蛋白的开发和利用现状［J］．食品科技，2008，33(12):173－176

［72］韩珍琼，张玲．花生蛋白质凝胶食品的生产工艺研究［J］．食品工艺科技，2006(6):112－115

［73］王苑，杨玉玲，周光宏，等．高压预处理及加热方式对混合蛋白凝胶特性的影响［J］．食品与发酵工业，2007，33(7):18－21．

Progress in Modification of Peanut Protein Property

Dong Xinhong1，2，4Zhao Mouming3Jiang Yueming1
(Key Laboratory of Plant Resources Conservation and Sustainable Utilization South China Botanical Garden，Chinese Academy of Sciences1，Guangzhou 510650)
(College of Chemistry and Bioengineering，Guilin University of Tech－nology2，Guilin 541004)
(College of Light Industry and Food Science，South China University of Tech－nology3，Guangzhou 510640)
(Graduate School of Chinese Academy of Sciences4，Beijing 100039)

The peanut is an important source of plant proteins，but its application in food industry of natural peanut protein is limited by its undesirable functional characteristics．The modification of peanut protein property has become a preferable topic in plant protein processing．This paper briefly outlined the nutritional and functional properties of peanut proteins，the types of modification and then the progress of modification research about peanut protein in areas，with an emphasis on the recent advance on the modified properties caused by enzymatic reaction．The prospects for development of the processed products and production of bioactive peptides by enzymatic hydrolysis from peanut proteins were proposed accordingly．it has been found that the exploration of peanut protein modification and its functional properties contributed to new application ways of peanut and to enhance its application value．

peanut protein，protein modification，functional characteristic

TS201．2

A

1003－0174(2011)12－0109－09

863计划(2006AA10Z326)，国家杰出青年科学基金(30425040)

2011－02－26

董新红，女，1977年出生，讲师，博士，食品营养与化学通讯作者:蒋跃明，男，1963年出生，研究员，博士生导师，食品生物化学