大豆肽的功能活性及其在食品加工中的应用

王露露，史茜茜，王雨桐，谷 鑫，姜雨彤，韩 齐

（黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆 163319）

0 引言

大豆蛋白是一种植物源高蛋白食品，蛋白质含量可达36%～56%，氨基酸组成也十分均衡，包含人体所需的全部必需氨基酸[1-2]。大豆活性肽是大豆蛋白经水解或微生物发酵作用后生成的小分子活性产物，一般是由3～6 个氨基酸组成的，平均分子量小于1 kDa 的低聚肽混合物，具有平衡肠道菌群、增强免疫力和降低胆固醇等功能活性[3]，在生物代谢调控中具有重要的功能作用。大豆活性肽的理化性质也要优于大豆蛋白，溶解性和吸水性都较好，受pH值范围影响也较小，具有很好的流动性和低黏性。同时，大豆活性肽的分子量较小，其致敏性也低于大豆蛋白，更加适用于食品的生产加工[4]。

1 大豆活性肽的功能作用

1.1 降血压、降血脂

高血压是一种常见的心血管系统疾病，对人类健康具有较大的危害。血管紧张素转换酶（Angiotensin I convertingenzyme，ACE） 具有调节血压的功能，ACE 可以催化无活性血管紧张素Ⅰ转化成有活性的血管紧张素Ⅱ，从而引起血管平滑肌收缩导致高血压[5-6]。目前，已有部分研究表明大豆活性肽具有降血压的功能。李雯晖等人[7]为了探究大豆低聚肽对大鼠血压即血浆血管紧张素的影响，采用碱性蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶等单独或复配使用对大豆蛋白进行酶解得到分子量小于1 kDa 的大豆低聚肽，分别进行体外ACE 活性抑制试验和大鼠体内试验。体外试验结果表明，碱性蛋白酶和中性蛋白酶单独水解条件下制备的大豆低聚肽ACE 活性抑制率较好；体内试验结果表明，制备的大豆低聚肽ACE 活性抑制效果优于大豆蛋白，可以降低自发性高血压大鼠的血压和血管紧张素Ⅱ的浓度，并且对正常大鼠血压无明显影响。Boschin G 等人[8]采用胃蛋白酶对鹰嘴豆、菜豆、扁豆、羽扇豆、豌豆和大豆蛋白进行了酶解，并采用反向液相高效色谱法，三肽Hippuryl-histidyl-leucine（HHL） 作为标准肽，分析对比不同豆类酶解产物的ACE 抑制活性。结果表明，大豆蛋白和羽扇豆蛋白酶解产物的ACE 抑制活性较好，IC50分别可以达到 224 μg/mL 和 226 μg/mL，表明大豆蛋白和羽扇豆蛋白可以作为制备ACE 抑制肽的来源。大豆发酵食品也是获得ACE 抑制肽的一个良好来源，Singh B P 等人[9]采用植物乳杆菌C2 对豆奶进行发酵，对生成肽的抗氧化活性和降血压功能进行了评价。研究发现，植物乳杆菌C2 的添加不仅可以显著提高乳酸菌的数量、蛋白质水解程度和α - 半乳糖苷酶的活性，还能以菌株特异性途径还原大豆低聚糖。对产物进行分离纯化后，发现10，5，3 kDa 部分均具有一定的ACE 抑制活性，并利用LC-MS/MS 技术对分离所得的17 种生物活性肽进行了表征，发现其都具有抗氧化活性和ACE 抑制活性，且这些活性肽主要是分离自大豆球蛋白和β -伴大豆球蛋白。

高血压和高血脂往往伴随而生，长期高血脂会导致高血压，高血脂的治疗也有预防高血压的作用。大豆活性肽可以促进甲状腺激素的分泌，加速胆固醇代谢起到降低胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白的作用，从而降低血压[10]。Inoμe N 等人[11]对大豆蛋白进行酶解处理和分离纯化，并采用HepG2 细胞和OLETF 大鼠 （Otsuka Long-Evans Tokushima fatty） 从体外和体内评价大豆活性肽对脂质代谢，尤其是甘油三酯代谢的影响。研究发现，粗肽液（SCP） -LD3及其纯化的亲水性组分在HepG2 细胞和OLETF 大鼠中均具有降血脂作用，对亲水性组分继续进行分离纯化的Frc-C 肽可以显著降低HepG2 细胞中甘油三酯合成和载脂蛋白B（ApoB） 的分泌，最终纯化出3 个二肽（Lys-Ala，Val-Lys 和Ser-Tyr） 具有降低甘油三酯合成的作用，Ser-Tyr 可以抑制HepG2 细胞中ApoB 的合成，说明制备纯化的大豆活性肽组分至少具有抑制肝脏中脂肪合成的作用，但是需要进一步评价其是否在体内会造成血脂异常。

1.2 抗疲劳

当机体进行长时间或强度大的活动后，体内糖原被消耗，机体开始分解蛋白质进行供能并发生一系列相关的生理生化反应，从而导致疲劳等生理现象[12-13]。目前，关于疲劳产生的机制尚不清晰，但根据产生疲劳的部位可以分为中枢性疲劳和外周性疲劳。许多研究也已经证明大豆活性肽具有抗疲劳、促进肌肉增长和损伤修复等作用。运动过度导致的力竭会引起心肌缺血缺氧、自噬水平升高，严重时会导致组织器官的损伤及一些疾病的产生。谢永磊等人[14]研究了大豆肽对力竭运动大鼠血流动力学和心肌自噬水平的影响，分别对力竭运动大鼠饲喂500，250，125 mg/kg 高中低3 个剂量的大豆肽，同时与未力竭组和力竭不饲喂大豆肽组进行对比，结果表明饲喂高剂量大豆肽组力竭运动大鼠心肌组织的病理学变化明显得到了改善，说明大豆肽具有改善力竭运动大鼠的心功能和血流动力学的作用。人体运动后摄入支链氨基酸（BCAA） 可以促进肌肉蛋白质的合成，Nakanishi Y 等人[15]对运动群体补充大豆肽，发现机体补充大豆肽后，血液中除色氨酸外的支链氨基酸及芳香族氨基酸含量均有所增加，并且可以促进肌纤维细胞中的蛋白质合成起到修复肌肉损伤的作用。张玉萍等人[16]将脱脂大豆置于高频交变的电磁场下进行电裂解制备大豆多肽，再经真空干燥制成大豆多肽粉。将制备的大豆肽按高中低3 个剂量（2.5，5.0，7.5 g/kg·d） 饲喂小鼠，并对小鼠进行负重游泳试验和爬杆试验，结果表明高、中剂量组小鼠的爬杆时间和游泳时间极显著延长，且能够降低小鼠疲劳后血乳酸的积累，说明电裂解方法制备的大豆肽具有较好的抗疲劳效果。

1.3 抗氧化

氧自由基会攻击DNA 等生物大分子，使细胞造成损伤，大豆蛋白经水解后生成的大豆活性肽具有一定的抗氧化能力，这是因为水解使氨基酸活性基团暴露出来，因此小分子的大豆肽生物活性更高[2]。大豆蛋白水解后生成生物活性肽的潜力也较好，Zhang Q 等人[17]采用碱性磷酸酶制备大豆蛋白水解物，分离出 4 个肽段 （＜3，3～5，5～10，＞10 kDa），研究发现＜3 kDa 的大豆活性肽具有较好的抗氧化作用，可以通过抑制脂质氧化和促进抗氧化酶活性保护Caco-2 细胞免受H2O2诱导的氧化损伤。同时发现，经碱性磷酸酶制备的大豆活性肽经模拟胃肠道消化后其抗氧化活性有所增强，LC-MS/MS 数据表明，跨膜转运后渗透上皮细胞后的肽仍具有抗氧化活性，说明大豆蛋白中含有具有生物可利用性的抗氧化肽，是一种很有前途的功能性食品成分来源[18]。马福建等人[19]采用胰蛋白酶水解大豆11S 球蛋白制备大豆活性肽，制备的大豆活性肽对超氧阴离子自由基的清除率最高达到46.86%（肽液质量浓度12 mg/mL），对羟基自由基的清除率最高可达33.73%（肽液质量浓度为0.5 mg/mL）。

1.4 其他功能活性

大豆活性肽除了具有上述功能活性外，还具有平衡肠道菌群、促进骨细胞增殖、改善阿尔兹海默症等功能活性。单春乔等人[20]采用复合蛋白酶酶解豆粕制备大豆小肽，并对酶解产物进行分离纯化，研究发现分子量在1 kDa 下的小肽对动物肠道常见的4 种益生菌具有促进增殖的作用，同时还具有抑制肠道致病菌的生长繁殖，说明大豆活性肽具有平衡肠道菌群的功能作用。部分研究表明，大豆蛋白活性肽对于增强骨密度也具有一定作用，如可以提高小鼠的机械骨强度等。沈新春等人[21]以大豆分离蛋白为原料，采用碱性蛋白酶进行酶解后采用超滤分离和葡聚糖凝胶柱层析分离纯化了大豆蛋白活性肽，采用CCK-8 方法测定了大豆蛋白活性肽对于成骨细胞MC3T3-E1 增殖活性的促进作用，结果表明该方法制得的大豆蛋白活性肽对于预防和治疗骨质疏松具有一定效果。阿尔兹海默症（AD） 是一种中枢神经系统退行性疾病，发病机制较为复杂，但神经元凋亡或过氧化应激是主要发病机制之一。刘卫云等人[22]通过给小鼠侧脑室注射β - 淀粉样蛋白建立AD 小鼠研究大豆肽改善AD 小鼠学习记忆行为的部分机制，结果表明阿尔兹海默症的形成可能主要是由于β - 淀粉样蛋白沉积和老年斑形成诱发神经细胞氧化损伤、凋亡或死亡而导致，并且大豆肽可以改善AD 小鼠的学习、认知和记忆能力，且改善机制与大豆肽可以抑制氧化应激反应和抗细胞凋亡相关。

2 大豆活性肽在食品中的应用

食品体系是一个复杂的基质，不同组分相互作用影响，并且食品加工条件中多是高温高压，因此对添加在食品中的活性肽稳定性能要求更高。大豆蛋白溶解性较差，限制了其在食品加工中的应用。但是，小分子量大豆肽的溶解度较好，且不受酸碱环境影响，使得大豆肽可以在更多食品中应用[23]。马永轩等人[24]对大豆肽、大米肽、小麦肽等9 种活性短肽的理化性质与功能性质进行了比较，研究发现不同种类的活性短肽在理化特性上的差异与氨基酸组成和分子量大小显著相关，其中大豆肽在相同pH 值条件或相同钠离子强度条件下的乳化活性、乳化稳定性、起泡性及泡沫稳定性方面均表现较好，说明大豆肽具有较好的加工稳定性。

2.1 大豆活性肽在运动性功能食品中的应用

由于大豆活性肽具有抗疲劳、促进肌肉损伤修复、缓解运动疲劳等功能性质，目前已经广泛应用在运动性功能食品生产中。我国食品国家标准《运动营养食品通则》GB24154-2015 中明确指出可以以肽类为特征成分开发运动后恢复类产品，适用于中、高强度或长时间运动后恢复的人群使用的运动营养食品。Jiang C[25]评价了大豆肽固体饮料对耐力项目运动员的恢复效果，选取了21 名男性中长跑运动员作为研究对象接受4 周高强度训练，随机分为对照组、葡萄糖组和大豆肽组，分别在试验前、试验2 周及试验结束后对不同分组运动员的身体成分、RPE 等级（rating of perceived exercise，主观体力感觉等级）进行评价。研究发现，大豆多肽的摄入可以提高中长跑运动员肌肉量和血清睾酮水平，还可以降低训练后的RPE 等级，说明大豆多肽可以促进蛋白质的合成，具有一定的抗疲劳效果。雷海容等人[26]采用大豆低聚肽制备了富肽奶粉，所用大豆低聚肽由长春大学科技开发中心研制，纯度高达90%以上，氨基酸组成丰富合理，富含人体必需的8 种氨基酸。对服用富肽奶粉的小鼠进行负重游泳试验以评价其抗疲劳作用，结果表明小鼠食用不同剂量（2 g/d 和6 g/d） 的富肽奶粉均能显著增加其负重游泳时间，说明制备的富肽奶粉具有一定抗疲劳效果，且是一种高蛋白、低糖、低脂的健康食品，具有较大的市场前景。尤莉蓉[27]采用酶解法处理大豆蛋白制备大豆肽，并与橙子、胡萝卜和番茄复合果蔬汁进行混合制成一种固体饮料运动补充剂。将制备的大豆肽固体饮料运动补充剂用于20 名健美运动员和20 名健身爱好者的增肌训练中，研究结果表明虽然个体间的运动水平和运动能力存在显著差异，但制备的大豆肽固体饮料运动补充剂可以有效提高研究对象的肌肉含量、降低体质含量，从而达到改善BMI 指数（身体质量指数） 的作用。

2.2 大豆活性肽在饮料中的应用

由于大豆活性肽的分子量小、水溶性高，因此常用于生产不同种类的蛋白饮料，具有比大豆蛋白更易消化吸收、供能快速、受热不易凝固等优点。姚鹏程等人[28]以大豆低聚肽、蔗糖、增稠剂和酸味剂为变量进行单因素试验和正交试验，以感官评价、理化品质、微生物数量和抗氧化活性作为指标，最终确定大豆低聚肽功能性饮料的配方为大豆低聚肽2 mg/mL，蔗糖80 mg/mL，增稠剂0.25 mg/mL，酸味剂2.5 mg/mL，制备的功能性饮料具有最优的品质且符合国家标准。高静等人[29]将大豆多肽和大米多肽复配成降血压组合肽，以浓缩果汁为原料最终确定大豆大米组合肽功能型饮料的配方为大豆多肽0.15%，大米多肽0.15%，柠檬酸0.15%，复合甜味剂10%，羧甲基纤维素0.2%，制备的新型多肽饮料具有较好的色泽、口感、气味和组织状态。

2.3 大豆活性肽在发酵食品中的应用

大豆活性肽在发酵食品中的应用较为特殊，以大豆或大豆蛋白为原料的食品在发酵过程中会生成具有功能活性的肽类物质。大豆中富含蛋白质，且大豆蛋白具有许多生物活性，但是人体大豆蛋白的吸收利用率较差，发酵也是提高大豆蛋白利用率的一种有效方法。豆基酸奶就是一种以大豆或大豆蛋白为主要原料经发酵后制得的新型健康食品，张鸿儒等人[30]综述了近年来国内外新型豆基发酵酸奶的研究进展，新型豆基发酵酸奶结合了益生菌和大豆的功能特性，具有提高免疫力、抗癌和降低胆固醇等生理功能。段楠[31]采用干酪乳杆菌Z66 发酵豆奶，并对生成的肽类物质进行分离和评价，发现10 kDa 肽段的肽含量最高、抗氧化性也较好；采用LC-MS/MS对10 kDa 肽段进行表征和数据比对，发现有18 种肽具有抗氧化活性，16 种具有ACE 抑制活性，其余17 种兼具这2 种活性。

2.4 大豆活性肽在其他食品中的应用

大豆活性肽稳定的加工性质和优良的功能活性使得其在食品加工中的应用越来越广泛。大豆或大豆蛋白经蛋白酶降解后不仅会产生具有功能活性的肽类物质，部分生成的肽类物质具有较好的呈味作用。刘通讯等人[32]将酵母提取物和大豆呈味肽添加在酱油中，研究发现酵母抽提物和大豆呈味肽二者对酱油风味都有所改善，酵母抽提物LA904 和大豆呈味肽复配使用效果最优，酵母提取物具有提鲜的作用，大豆呈味肽则淡化了酱油的咸味，使得酱油本身醇香的底味得到提升，降低了其他杂味的作用。

大豆蛋白具有保湿、乳化及品质改良等功能特性，可以减少肉制品加工过程中水分的损失和脂肪的析出。张根生等人[33]采用碱性蛋白酶水解大豆蛋白制备了1～2 kDa 的大豆蛋白肽，并用于乳化肠的制备，研究发现大豆肽可以在脂肪球表明形成一层具有韧性的亲水蛋白膜，使肉制品中的脂肪可以更加均匀地分散在肌原纤维间，有效减少肉制品加热时水分的析出，大豆肽的乳化效果也要优于大豆分离蛋白。

20%以上蛋白质含量的食品可以称为高蛋白食品，食用高蛋白产品可以产生饱腹感，食品工业上常用大豆蛋白作为代餐焙烤食品的原料，但是生产的产品硬度过高影响了其市场销量，而大豆蛋白肽的添加则可以较好地解决这个问题。郭睿等人[34]将具有高水分活度的大豆蛋白肽添加在焙烤食品中，研究发现高水分活度大豆蛋白肽的添加阻止了水分从糖类等物质中转移，从而引起食品硬化，并且随着蛋白肽添加量的增加，焙烤食品的硬度均呈减小趋势。

3 结语

大豆活性肽是一类对生命活动有益或具有生物功能活性的寡肽或多肽，具有多种生物活性，常作为功能性物质添加在食品中。目前，食品生产过程中使用大豆蛋白作为原辅料加工的产品较多，而直接利用大豆活性肽生产的食品则较少，存在着缺乏相应的生产使用标准、应用范围不是很广泛、技术含量低等问题。目前，急需优化生产大豆活性肽的生产制备方法，提高大豆活性肽的生物活性，降低食品加工条件对大豆肽生物活性的影响，扩大大豆活性肽在功能食品领域中的应用和发展。