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豆渣抗氧化肽的研究进展

2016-03-27高红梅丁志刚郭会丽安徽科技学院食品药品学院

食品安全导刊 2016年27期
关键词:豆渣蛋白酶水解

□ 高红梅 丁志刚 郭会丽 安徽科技学院食品药品学院

豆渣抗氧化肽的研究进展

□ 高红梅 丁志刚 郭会丽 安徽科技学院食品药品学院

豆渣作为营养价值相对较高的工业副产品,蛋白含量高,且有着合理的氨基酸组成比例,但对豆渣的处理往往是简单进行加工或作为饲料使用,利用率极低。近些年,随着科研成果的不断更新,对豆渣的膳食纤维和蛋白质提取获得了阶段性成果,但对于大豆抗氧化肽方面研究较少。豆渣抗氧化肽是一种经济安全的植物抗氧化剂,为纯天然的营养物质且是人体细胞的组成部分。豆渣抗氧化肽在生命活动、医疗保健方面有着显著的作用,对缓解动脉硬化、人体疲劳有着很好的效果,对增强免疫力和肌肉力量也有很明显的效果。本文对豆渣抗氧化肽工艺研究进行系统阐释,主要介绍了主要介绍了豆渣抗氧化肽的功效、自由基理论、酶解法制备大豆抗氧化肽等内容。展望了豆渣抗氧化肽工艺的未来发展趋势,并指出大豆抗氧化肽广泛的应用前景。

研究进展

焦驼文 等人对大豆分离蛋白酶解液体外抗氧化性进行研究,结果表明,碱性内切蛋白酶最佳水解条件为T=55℃,pH=7.5,E/[S]=5%,[S]=4.5%,水解时间t=3 h,其水解大豆分离蛋白所得酶解液的亚油酸过氧化抑制率为28.4%,清除氧自由基活力为45.6%。王力剑 等人以低温冷轧豆粕为原料制备大豆抗氧化肽,并对大豆抗氧化肽的抗氧化性进行了研究,发现其具有较强的清除超氧阴离子和脂质过氧化自由基的能力。徐力 等以低温冷轧豆粕为原料、以大豆分离蛋白为反应底物进行酶解反应,酶解产物经离子交换层析,凝胶排阻层析等方法分离,获得了平均分子量为800 Da的小分子活性肽(SBP),用邻苯三酚自氧化法测定其抗氧化性。研究表明所得小分子活性肽对邻苯三酚(PR)自氧化具有较好的抑制作用。沈蓓英综述了近期国内外大豆抗氧化活性肽的研究,研究并提出大豆蛋白抗氧化活性肽的水解范围,控制水解度DH为17%~19%,分子量700~1 000 Da,水解产物能显示最高抗氧化活性。温建珍制备了大豆抗氧化活性肽并研究其抗氧化性,通过SDS-PAGE凝胶电泳和质谱对抗氧化活性肽的分子量进行了分析。也有人通过选择中性蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶对大豆分离蛋白进行水解研究,并对4种蛋白酶的水解产物进行抗氧化活力大小比较,分析抗氧化活性与蛋白酶水解度间的关系,结果表明风味蛋白酶水解物的抗氧化活性最大。

酶水解法及自由基理论

豆渣抗氧化肽酶法水解

1 酶解蛋白制备抗氧化肽的研究现状

酶解法是利用酶和蛋白作用的结合位点发生特异性结合,利用酶对蛋白的化学作用,破坏蛋白化学结构,切断蛋白分子链得到具有抗氧化作用的肽。在进行酶解法研究中,蛋白酶在最适时间和pH条件下进行大豆蛋白酶解反应,使大分子蛋白质分解为小分子的肽类,然后通过进一步的加工可制成保健食品或者药物。吴建中 等人以木瓜蛋白酶为水解用酶,研究大豆分离蛋白,通过单因素试验确定酶添加量、时间、温度和底物浓度几个因素对水解度的影响和添加剂对酶活性和酶解效果的影响,最后得到酶解条件为酶添加量8 000 U/g,温度50 ℃,底物浓度6%,时间200 min,半胱氨酸与底物比为0.25%。邓成萍 等以低温脱脂豆粕为原料,选取中性蛋白酶和木瓜蛋白酶作为酶解用酶,以水解度和多肽的得率为评价指标,研究加酶先后及同时加酶对大豆蛋白水解效果的影响,结果说明,复合酶酶解效果优于单酶酶解效果,且效果最好的方法是先加入碱性蛋白酶进行酶解3 h后再加入中性蛋白酶继续酶解,该研究为双酶酶解大豆蛋白提供了有一定价值的参考数据。

2 酶解蛋白制备抗氧化肽优点

当今世界,随着经济水平的不断提升,人们对食品的要求也在提升,除吃饱外,对食物的色、香、味、口感和营养等各个方面要求都有提升。蛋白肽的制备特别是水解渐渐被更多学者关注,一般情况下,水解方法主要包括酸法、碱法和酶法3种。酸法和碱法目前有一定的缺陷,主要在于营养、卫生和水解度控制等方面。酶水解蛋白质的优势在于安全方面更高,可控性强,反应条件较温和,且不会破坏氨基酸,产生的副反应也少,水解后的产品颜色味道均优于酸碱法。蛋白质的酶法改性主要优势在于条件温和,专一性强、无毒副作用,几乎不会影响蛋白质的营养,因此得到了人们的关注和认可,酶法水解已成为一种趋势。

自由基理论

1 自由基的产生和危害

自由基在化学上也被称为游离基,指外层轨道含有如分子、原子、原子团等一个或多个未配对电子的物质。生物体内自由基的产生主要是在化学反应或外界的影响下造成分子中共价键断裂,在共用电子对变成单独一方占有并形成离子;断裂后若共用电子对分属两个原子,那么会形成自由基。主要来源于自动氧化、酶促氧化、呼吸带入、药物、辐射、吸食烟草、非有机微粒和气体等。

自由基的过度产生是机体过氧化损伤、代谢紊乱和抗氧化失衡的主要原因。生物体内自由基反应主要是以链式反应进行。最早提出自由基学说的是英国学者Harman,自由基学说认为自由基攻击生物大分子并造成组织损伤以至于机体衰老,并在很大程度上诱发肿瘤等疾病。自由基主要作用于细胞,并削弱细胞的抵抗力,产生致癌物质,阻碍细胞的正常发展,破坏体内的遗传基因和细胞内的线粒体、细胞膜和能量储存体、蛋白质、脂肪和碳水化合物,侵袭细胞组织及荷尔蒙所必需的氨基酸,其连锁反应可导致自由基的危害遍及全身各处。

2 机体内自由基清除机制以及抗氧化原理

消除机体内的自由基首先应了解自由基如何而来。自由基的生成与清除和机体的各个方面都有关系,如生理、发育、疾病、病理、衰老等。机体内自由基清除机制一般通过酶和非酶性抗氧化剂形成的抗氧化体系进行。机体通常拥有完整的防御体系,即抗氧化剂和抗氧化酶,可有效地清除自由基以平衡体内的自由基代谢,使体内的自由基伤害的达到平衡状态。但随着机体情况的变化,会出现不良环境状态,自由基的清除会变慢,给机体造成一定的伤害,可向生命机体额外添加自由基清除剂(能干扰自由基连锁反应并抑制其反应过程的物质)。目前,一些有效的抗氧化物已被科学家们发现,特别是包含在食物里的生物体组织本身所含的抗细胞分子氧化的物质。根据抗氧化原理人们利用抗氧化剂清除体内多余的自由基,以此来延缓机体衰老并减轻对机体造成的损伤,同时防止疾病的发生。

豆渣抗氧化肽工艺研究展望

对于大豆抗氧化肽的研究,可更好地满足市场的需求,有针对性地开发肽类抗氧化功能食品能更好地促进功能食品的蓬勃发展。多肽作为营养基础物质,比氨基酸生物利用度更高,将会在改善和调整人们的生活方面发挥极大的作用,而人们对多肽工艺的研究也会日益增多。美国FDA在1999年已开始允许大豆蛋白制品标注可预防心血管疾病,这意味着其保健功效将被人类社会重视。豆渣是大豆制品加工后的副产品,含有约60%~70%的碳水化合物和15%~20%的蛋白质,还富含钙、磷、钾、镁和维生素等营养成分。其他大豆蛋白相比,豆渣蛋白效价比更高,因此应大力挖掘我国丰富的资源和传统食品配方,借鉴国际功能性食品的经验,采用新的技术、新工艺,通过对大豆豆渣的精深加工,提高其附加值以增加经济效益。

安徽省科技攻关项目(编号:1604g0702058);安徽科技学院重点学科项目(编号:AKZDXK2015B04)。

高红梅(1978-),女,实验师,硕士。研究方向:食品营养与加工。

丁志刚(1978-),男,副教授,硕士研究生。研究方向:食品营养与安全。

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