大豆肽及其脱苦研究进展

刘公博，张凯跃，丁新宇，王繁业

（青岛科技大学 化工学院，山东青岛 266000）

0 引言

随着肽吸收学说的出现，小肽分子对人体各项机能的调节已经成了新的研究热点。许多植物蛋白的氨基酸组分、结构与人体十分接近，但由于其一些特有性质，使得植物蛋白很难在食品加工等方面被大量应用。将植物蛋白分解为多肽，可以拓宽植物蛋白的应用范畴，作为保健品的基料应用到医药、食品、饲料等行业。

大豆作为我国最重要的粮食作物之一，种植范围广、生产量大，其籽粒含有丰富蛋白质，价格低廉、营养丰富、用途广泛。大豆蛋白相较于其他动物蛋白有着很大的价格优势，且我国关于大豆肽的研究开始时间较晚，设备技术不成熟，导致大豆蛋白、大豆肽的很多功能还未被人们认可。

1 大豆肽

在2008 年颁布的大豆肽粉国家标准中，大豆肽粉被定义为以大豆粕或大豆蛋白为主要原材料，用酶解法或微生物发酵法生产的，相对分子质量分布在5 000 以下的，主要组分为肽的粉末状物质[1]。通常情况下，将大豆肽理解为符合上述要求处理后获得的低聚肽混合物。

1.1 大豆肽的理化性质

1.1.1 高溶解性及稳定性

大豆肽易溶于水，其氮溶解性指数（Nitrogen soluble index，NSI） 可达95%以上，在广谱的pH 值、离子强度、氮浓度、温度范围内都是可溶的，不易产生沉淀，仍能保持生物活性，并且在大豆分离蛋白等电点pH 值为4.3 时依旧拥有一个良好的溶解度，极大地拓展了大豆肽的应用范围。

1.1.2 低黏度，高流动性

30%质量分数的大豆肽与10%质量分数的大豆分离蛋白黏度相近，大豆分离蛋白质量分数达到13%时将基本失去流动性，而50%质量分数的大豆肽依旧可以维持较好的流动性[2]。加热时，大豆蛋白溶液会产生网状聚合物，黏度明显增加，而大豆肽加热也不会产生胶凝，黏度基本不受温度影响。

1.1.3 乳化性

适度水解可以提高蛋白水解物的乳化性，过度水解会导致乳化性极度下降，且蛋白水解物的乳化性与所用水解酶的种类有关。适当水解可以使蛋白质大分子内部的疏水性基团暴露出来，迅速扩散并在界面吸附，但由于小肽分子无法有效降低界面张力，吸附趋势小于大分子肽，故其乳化性不稳定，随着进一步的水解，又容易被大分子肽所取代。

1.1.4 同渗重摩

同渗重摩，是指在1 kg 质量的溶剂中所溶解的有渗透能力的微粒的摩尔量，高同渗重摩溶液会从小肠吸收大量水分产生脱水等大量负面影响，对于同渗重摩，游离氨基酸大于肽，肽大于蛋白质，故用肽替代氨基酸，可以减少众多不适症的产生[3]。

1.1.5 高吸湿性和保湿性

大豆分离蛋白水解后会暴露出大量的亲水性基团，故大豆肽的吸水性和保湿性都优于大豆蛋白，且大豆肽分子与水分子之间的作用力较大，故其吸水性基本不受溶液pH 值变化的影响。大豆肽这种性质可以用在面包或者其他食物中，保持食品松软，抑制过度失水。

1.1.6 还原性

大豆肽有一定的还原能力，在质量浓度为0～30 mg/mL 时，大豆肽还原能力随质量浓度的增加而增强，与丁基羟基茴香醚（Butyl hydroxylanisole，BHA）、生育酚（Vitamin E，VE）、维C（Vitamin C，VC） 类似，大豆肽最大还原能力仅为0.487[4]。

1.2 大豆肽的制备方法

1.2.1 化学水解法

化学水解法分为酸水解和碱水解，水解效率高、成本低，但反应条件难以控制，甚至会产生污染，还会破坏氨基酸原有构型，造成营养上的流失，且口感不佳，很难用于工业化生产中。

1.2.2 酶水解法

酶水解法是目前应用最为广泛的一种生产大豆肽产品的方法，即在合适的温度、pH 值、酶与底物比、时间等条件下，使用蛋白酶将大豆蛋白水解为小分子肽，再通过精制加工，生产出大豆肽产品。酶水解法操作安全、反应温和、易于控制、副反应少，且不会产生有毒物质，在合适的预处理与酶组合情况下，既可以提高水解度，又可以解决出现苦味肽问题。

酶水解法常用的酶按源头可划分3 类：植物蛋白酶、动物蛋白酶和微生物蛋白酶。植物蛋白酶来源丰富，可从一些植物中提取出来，且价格低，安全性高，但其催化活性低于动物蛋白酶；动物蛋白酶的活性很高，但其获取较为困难、价格昂贵的特点限制了其在工业生产中的应用；微生物蛋白酶是由微生物发酵产生的，随着科学技术的日新月异，微生物发酵法产酶的技术也逐渐完善，微生物蛋白酶的来源更加广泛，价格也在逐渐下降，是目前来说较为合适的酶源。

1.2.3 微生物发酵法

微生物发酵法的原理就是利用微生物发酵中产出的酶来水解大豆蛋白，产生的复合酶系可以水解出特定的活性肽，区别于酶解法只是简单地进行肽链切割[5]。

发酵法有诸多优点，可以集水解与脱苦于一体，极大地改善苦味肽问题，价格低、安全性高，不会造成营养流失，且以超声波辅助可以达到更优的效果[6]。朱蕴兰等人[7]采用蛹拟青霉固态发酵法，小肽含量达到了15.35%。杨文宇等人[8]通过混合菌种两步发酵法证实了两步发酵优于一步发酵，未来有很大的发展前景。

1.2.4 电磁裂解制备法

电磁裂解制备法是一种新型的制备方法，不添加任何化学试剂，绿色环保、成本小，仅通过物理方法，使用电磁裂解装置（粉碎机、可变速循环泵、电场处理器） 以水为溶剂处理大豆，使其分解为小分子肽，取得了一定成果，在其最佳反应时间78 min时，分子量小于1 000 D 的肽可以达到59%[9]。目前国内外相关研究很少，有较大的研究空间。

1.3 大豆肽的生理功能

1.3.1 降血压作用

大豆肽可以降低血浆中血管紧张素Ⅱ的水平，破坏减少缓激肽，具有良好的降血压能力，且不会对血压正常的人产生影响[10-14]。

1.3.2 增强体能作用

大豆肽可以减少小鼠运动时乳酸生成，降低小鼠体内血清尿素氮与血乳酸的含量，提高小鼠肝糖原与肌糖原含量，从而起到抗疲劳、增强体能的作用[15]。此外，大豆肽分子量越小，其抗疲劳作用越明显[16]。

1.3.3 免疫调节作用

大豆肽具有提高免疫力的作用[17]。大豆肽是免疫调节因子，可以调节白细胞数目，当人体有大量淋巴细胞时，大豆肽可以减少其数量，并提高粒细胞数量；而当人体粒细胞的数量多时，大豆肽可以提高淋巴细胞水平[18]。大豆肽QRBR（Gln-Arg-Pro-Arg） 可以激活自噬并减弱脂多糖诱导的RAW267.4细胞模型中的炎症反应[19]。

1.3.4 血糖调节作用

大豆肽可以通过提高胰岛素的敏感性和葡萄糖耐量，降低血液中的葡萄糖水平，起到预防和减轻Ⅱ型糖尿病的效果[20]。

1.3.5 降血脂作用

大豆肽会通过促进胆汁酸的排泄来加强粪胆汁酸的排泄，减少血浆胆固醇含量，且大豆肽不会影响胆固醇正常人的胆固醇水平。

1.3.6 减肥作用

大豆肽可以降低体内胆固醇与甘油三酯的含量，从而刺激胆汁收缩素的分泌，促进胰腺分泌，增加饱腹感，调节摄食量，降低体脂率。大豆肽FLV（Phe-Leu-Val） 还可以减少肥胖引起的炎症和抵抗胰岛素的能力[21]。

1.3.7 防癌作用

大豆肽可以有效抑制乳腺癌与前列腺癌细胞活性，抑制率可达60%[22]；大豆寡肽QRPR（Gln-Arg-Pro-Arg）、HCQRPR（His-Cys-Gln-Arg-Pro-Arg） 还可以通过TNF 细胞通路来诱导肝癌细胞的凋亡，从而起到抑制其增殖的作用，二者联用抑制率可达54%以上[23]。

1.3.8 其他作用

大豆肽还有着促进蛋白质和矿物质吸收、增强益生菌生长、调节信号通路防治哮喘炎症反应、抗动脉粥样硬化、增强脑功能、预防运动性骨骼肌劳损的出现、减轻骨骼肌抗结蛋白抗体染色脱染的现象、促进运动性骨骼肌损伤的弥合等作用。

2 苦味处理

2.1 苦味的形成

大豆蛋白在水解的过程中，原本在蛋白质里面的疏水性氨基酸随肽键断裂而暴露出来，与味蕾接触，产生使人感到苦涩的味道[24]。影响苦味的因素有很多，包括疏水性氨基酸的种类、水解度、水解工艺的不同等。

2.2 苦味测定方法

目前，应用较为广泛的苦味评价方式有感观分析和仪器分析2 种方法，但二者都存在不足，故现在急需一种简便快捷、适用性广且准确的新型测苦方法的出现。

2.2.1 感官分析

传统的方法，依赖于人的一些感官来对产品进行检测分析，简单快捷。但由于该方法易受环境、时间等因素影响，且与检测人员的味觉灵敏度等主观因素息息相关，故评价的误差较大。

还有一种与感官分析相关的方法是滋味稀释分析法。通过联合感觉器官分析技术与高效液相色谱法等分离分析方法，可以有效分析出食品中的一些非挥发性滋味活性成分[25]。

2.2.2 仪器分析

常用电子舌进行分析，电子舌的本质是传感器，可以将作用在生物膜上的分子信息转化成味觉强度，根据味道将大量的化学物质分为几类，不同的味道输出的信号不同[26]。但其对检测目标具有选择性，适用范围比较小。目前，用电子舌采集大豆肽味觉信息进行定性分析，RBF 模型的预测效果比偏最小二乘法好[27]。

2.3 脱苦方法

2.3.1 选择性分离

利用水解后产物各项性质有异的特点，采取吸附、萃取、沉淀、色谱分离等方法，剔除其中带有苦味的多肽。

吸附法是利用树脂、活性炭等吸附除去苦味肽，在大豆蛋白水解液脱苦方面效果不如酶法脱苦[28]；萃取法是将苦味肽在其混合物中浓缩，进行分离，但该方式多用于动物蛋白[29]；色谱分离法近几年在分离大豆多肽方面取得了较大进展[30]，为以后的大豆肽脱苦奠定了理论基础；沉淀法的原理是等电点沉降，但其应用在大豆肽脱苦方面效果不理想[31]。

2.3.2 掩盖

掩盖是通过向水解液中添加掩蔽剂来遮盖、减轻苦味。李萍[32]将β -环糊精加入到大豆蛋白水解液中取得了较好的试验结果，当β -环糊精加入量达到5%时，大豆蛋白水解液苦味减少了90%，但是可能会掺杂进一些焦煳味。

2.3.3 酶法脱苦

该方法最常用于大豆蛋白水解产物的脱苦，通过改变水解度来解决苦味问题，与其他的脱苦工艺相比，条件温和便于控制、操作简便，且不破坏营养结构。HAP 低温高碱碱性蛋白酶、1398 中性蛋白酶、Flavourzyme 复合风味蛋白酶[33]、氨肽酶[34]都已被证实应用于大豆蛋白水解物中具有良好的脱苦效果。

2.3.4 发酵法脱苦

发酵法（微生物法） 脱苦是近几年国内新兴的脱苦方法。豆康宁等人[30-31]使用乳酸菌发酵法使大豆肽原本的苦味转变为了酸味，使用乳酸菌与酵母菌二次发酵，苦味转变为了酒味，改善了其感官品质。李萍[32]利用黑曲霉进行大豆肽的脱苦，不仅脱苦效果明显，而且多肽损失量小于酶解法，成本低。

3 应用现状与展望

大豆肽优异的理化性质与生理功能使其可以被广泛应用到各大领域。

（1） 普通食品。大豆肽氨基酸含量丰富，添加在任何食品中都可以提高其营养价值。良好的吸水保湿性可以使其被应用在面包、糕点生产中，使产品柔软、富有弹性；而良好的流动性使其适于生产高蛋白饮品，且增肌效果明显[35-37]。以大豆肽美拉德反应产物（Soybean peptides Maillard reaction products，SMRPs） 做增味剂，还可以调节肠道微生物群的潜在益生元活性，减缓衰老[38-39]。

（2） 医药、保健品。大豆肽具有极高营养价值，且相较于大豆蛋白更易吸收，产生不适应症的几率大大降低，故大豆肽可以作为患者的营养剂。大豆肽还可以有效解决钙的摄取量与吸收量比例失调的问题，可与钙离子结合产生可溶性的螯合物，在小肠黏膜上被充分吸收利用，是良好的补钙剂。大豆肽降“三高”的性质可以被用于医药产业制造出相应的药品。大豆肽可以抑制乙醇在体内吸收，故有醒酒功效，可以缓解饮酒过多对身体造成的危害。

（3） 饲料添加剂。大豆肽作为饲料添加剂，营养价值高、抗原性低，既可以促进动物成长发育，提高肉、奶、蛋的质量，又不会发生过敏反应。在肉鸡饲料中添加大豆生物活性肽（Soybean Bioactive Peptide，SBP） 可以减轻球虫感染的健康相关影响。在猪饲料中添加大豆肽，可以增强猪的绒毛发育，同时可以降低炎性细胞因子水平，改善猪的肠胃健康。

（4） 发酵工程。氮源是菌类培养中必不可少的营养素之一，氮源的好坏可以直接影响菌体发育好坏、发酵周期长短、产物得量多少等。大豆肽富含生长因子，能缩短菌类的生长周期、提高代谢速度，可以作为生产酸奶、醋、酱油等发酵食品或酶制剂的原料，增加生产的功效、提高产品品质及改善产品风味。

（5） 化妆品。大豆肽中含有一种胰岛素的生长因子，可以除去氧自由基、抑制黑色素沉积，起到保护人体表皮细胞的作用，且无不良反应。大豆肽FDPAL（Phe-Asp-Pro-Ala-Leu） 可以上调某些与抗性相关的基因表达，增强细胞对于氧化应激的抵抗力，能够添加到化妆品中。

4 结语

虽然大豆肽可以应用的领域十分广泛，但是市面上与之相关的产品却十分少见。目前，国内生产大豆肽多用单酶水解，水解度低、价格昂贵，且风味无法保障，因此极大地限制了大豆肽的商业化，使大豆肽优异的理化性质与生理性能没有得到充分利用。未来，无论是在制备、检测、脱苦方法还是应用开发上，大豆肽都有着十分广阔的应用前景。