大豆肽的功能活性及在食品加工产业中的应用

程娟娟 程江华 蔡永萍 万娅琼 徐雅芫

摘要：大豆肽是大豆蛋白水解后得到的小分子化合物，分子量小，一般由3～6个氨基酸组成。大豆肽富含多种生物活性成分，具有易吸收、高营养、低成本等优点，并且具有抗癌症、抗氧化、增强免疫力等生物功能，在食品、制药、化妆品等领域具有较好的应用前景。但其存在应用限制因素，常见的限制因素如具有苦味、乳化性差、色泽不佳等，阻碍了其在生产中的大量使用。文章综述了大豆肽的功能和在食品加工中的应用情况，以期为大豆肽的综合利用提供理论依据。

关键词：大豆肽；功能；食品加工；应用

中图分类号：TS201.21

文献标志码：A

文章编号：1000-9973（2024）06-0200-06

Functional Activity of Soybean Peptides and Their Application in

Food Processing Industry

CHENG Juan-juan^1，2， CHENG Jiang-hua^2，3， CAI Yong-ping¹， WAN Ya-qiong^2，3， XU Ya-yuan^2，3*

（1.School of Life Sciences， Anhui Agricultural University， Hefei 230036， China; 2.Institute of

Agricultural Products Processing， Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei 230031，

China; 3.Anhui Provincial Food Microbial Fermentation and Functional Application

Engineering Laboratory， Hefei 230031， China）

Abstract： Soybean peptides are small molecular compounds obtained from the hydrolysis of soybean protein， with small molecular weight and generally composed of 3～6 amino acids. Soybean peptides are rich in various bioactive components， they have the advantages of easy absorption， high nutrition and low cost， and have biological functions such as anti-cancer， antioxidation and immunity enhancement， and they have good application prospects in the fields of food， pharmaceuticals， cosmetics and so on. However， they have application limitations， common limiting factors include bitterness， poor emulsibility and poor color， which hinder their widespread use in production. In this paper， the function of soybean peptides and their application in food processing are reviewed， so as to provide a theoretical basis for the comprehensive utilization of soybean peptides.

Key words： soybean peptides; function; food processing; application

收稿日期：2023-11-29

基金项目：科技部重点专项（SQ2020YFF0404523）；安徽省重大科技专项（202003b06020027）；安徽省农业科学院青年英才计划项目（QNYC-202122）

作者简介：程娟娟（1998—），女，硕士，研究方向：微生物发酵。

*通信作者：徐雅芫（1987—），女，副研究员，博士，研究方向：农产品加工。

大豆原产于中国，是我国主要的粮食作物之一。大豆中富含蛋白质，大豆多肽是蛋白质经水解得到的产物，具有分子量小、吸收快、营养高、无毒等特点。研究发现，大豆肽具有多种生物功能，如抗癌症、抗氧化、降血压等。大豆功能肽作为一种功能性基料，如今已广泛应用于食品加工中，并发挥重要作用，具有广阔的市场应用前景。

1 大豆肽的功能作用

1.1 降血压

高血压是一种以动脉血压持续升高为主要表现的慢性疾病，可能会引发多种并发症，如冠心病、中风、心脑血管疾病等。目前，高血压的治疗方法主要是通过服用药物达到降血压的效果，然而药物治疗通常具有一定的副作用，比如造成胃病、嗜睡、呕吐等^[1]。因此，开发具有特异性、高效率和低毒的高血压治疗方案成为众多学者的研究目标^[2]。抗高血压肽是研究最多、最充分的生物活性肽之一^[3-4]。有研究发现大豆肽具有良好的调节血压作用，对高血压引起的并发症如长期记忆障碍和肾脏损害等具有积极的治疗作用，且食用后没有不良反应^[5]。人的血压主要通过肾素-血管紧张素-醛固酮系统来进行调节^[3]。血管紧张素转换酶于1956年首次从大鼠的肾脏中分离出来，其本质上是一种使血压升高的酶，在肾素-血管紧张素-醛固酮系统中起着重要作用^[5]。研究表明，大部分的抗高血压大豆肽都是血管紧张素转换酶抑制剂，主要通过竞争性结合血管紧张素转换酶来抑制血管紧张素转换酶的活性，从而达到降血压的作用，见图1^[6-7]。这一作用机制为治疗高血压提供了一种新型无毒性、无副作用的治疗思路。

1.2 抗氧化

衰老与身体的多种生理变化有关，包括面容的衰老、器官的衰老以及神经退行性疾病等，其中最具有代表性的是阿尔茨海默症^[8-9]。研究表明，正常细胞代谢中活性氧和活性氮等自由基过度产生而造成的有害影响是引起机体衰老的原因之一，可能导致组织的损伤并危害机体的健康^[10-11]。因此，抗氧化剂的应用显得尤为重要，其通过调节氧化和抗氧化系统来延缓氧化带来的衰老，可有效减缓各种疾病对机体造成的危害^[11]。近年来，天然的抗氧化生物分子得到了众多研究者的关注，例如大豆肽在预防和治疗与衰老相关的疾病上可以作为生物合成药物的替代品^[12]。研究表明，肽类化合物抗衰老作用机理是因为肽类分子量较低，相比于分子量较高的蛋白质更易接近自由基，并且能够抑制自由基介导的过氧化^[13]。

大豆肽相比于其他肽类化合物表现出较强的抗氧化性。Amakye等^[12]用大豆蛋白水解物（SPH）、牡蛎蛋白水解物（OPH）和海参蛋白水解物（HPH）作为原材料，使用无特定病原体的小白鼠进行抗氧化实验，发现在相同浓度下，SPH展现出更显著的抗衰老性和抗氧化性。并且通过结构鉴定，大豆肽是SPH的主要成分。

1.3 抗癌症

癌症已然成为威胁人类健康的难题之一，目前癌症治疗的主要方法包括手术、放射疗法、化学疗法、免疫疗法、激素疗法以及它们的组合^[14]。但是这些方法都具有一定的局限性和副作用，因此寻找、开发新型抗癌药物来降低发病率和死亡率成为目前的研究热点。研究发现，植物中的某些活性肽有着良好的抗癌作用^[15]。Lunasin是一种具有43个氨基酸的大豆衍生肽，具有一定的抗癌活性^[16-17]。Lunasin在结肠癌、乳腺癌、胃癌、肺癌、黑色素瘤和白血病等多种疾病的治疗上有一定的效果。Lunasin序列中有效的成分是富含天冬氨酸（D）的尾部，这部分与破坏组蛋白乙酰化的能力有关，其通过破坏纺锤体纤维的形成来抑制癌细胞有丝分裂，从而达到抗癌的作用^[18]。

1.4 保护肠道屏障

肠道屏障破坏以及肠膜功能紊乱已被证实与各种慢性疾病有关，如肥胖、糖尿病、神经退行性疾病、肠道炎症等^[19]。肠上皮细胞具有物理外在防御作用，可以防止外部环境中的异物入侵。因此，维持肠上皮细胞的屏障功能对肠道稳定和人体健康有着重要意义^[20]。研究表明，大豆肽是抗炎化学物质的潜在来源，且具有增强肠道屏障保护的作用，摄入一些具有生物活性的大豆肽可以维持肠道稳定，其中大豆活性肽QQQQQGGSQSQ、QEPQESQQ、PETMQQQQQQ和lunasin，以及源自lunasin的肽片段（SKWQHQQDSC、VNLTPCEKHIME和LTPCEKHIME）可以减少促炎性脂多糖诱导的巨噬细胞中一氧化氮的产生^[21]。文献[22]证实，大豆肽可以抑制一些肠道致病微生物如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、肠沙门氏菌等的活性。Li等^[23]用大豆肽喂养小鼠，结果表明，大豆肽显著增加了小鼠肠道菌群的多样性并提升了益生菌的比例。

1.5 增强免疫调节

免疫系统是一个由免疫细胞、免疫组织和免疫器官组成的防卫网络，其作用是消除潜在的有害物质，如细菌、病毒、癌细胞，保护机体的健康^[24]。有研究证明，硒作为微量元素，能够通过调节人体的细胞免疫、体液免疫以及非特异性免疫来提高人体的免疫力^[25]。大豆具有一定积累硒的能力，并能将无机硒转化为有机硒。富含硒的大豆肽更易被机体吸收，是很好的硒补充剂，从而达到增强免疫力的效果。

此外，大豆肽可以通过调节免疫球蛋白含量和免疫因子来增强机体的免疫调节能力^[26]。细胞免疫因子的分泌水平是判断机体先天性免疫能力的依据之一，主要的细胞免疫因子有IFN-γ和IL-2 两种^[27-28]。Egusa和Otani通过 SP-Sepharose柱层析和反相高效液相色谱相结合分离纯化出大豆肽，并证实所分离得到的大豆肽可以增加IFN-γ和IL-2两种细胞免疫因子的分泌量，表明大豆肽具有增强免疫力的效果^[27]。

1.6 促进矿物质的吸收利用

钙是人体生理活动所必需的元素，占人体体重的1.5%～2.2%^[29]。人类可利用的钙最常见的是离子形式，然而离子钙在人体肠道中易形成钙沉淀，不易被消化吸收，导致膳食中钙的吸收和利用率较低，同时高浓度的钙可能会引起胃肠道疾病^[30]。近些年来，螯合钙逐渐代替离子钙，因其克服了后者的两大难题：在低浓度下不易吸收以及在高浓度下具有潜在生物毒性^[31]。小肽的吸收具有消耗能量少、转运速度快、载体不易饱和等优点，McDonagh等^[32]已证明小肽能够有效促进钙的吸收。Daengprok等^[29]、Lyu等^[33]、Bao等^[34]通过谷氨酸和天冬氨酸残基的羧基与钙结合形成钙螯合肽，并发现该钙螯合肽能显著促进机体对钙的吸收。

2 大豆肽在食品加工中的应用

食物是人类摄入营养物质以及生物活性物质的来源，具有维持机体健康、正常生活的作用。随着生活水平的提高，消费者对食物营养的要求也越来越高，促进了食品加工行业的发展。相比于人工添加剂，肽类化合物作为天然物质更受消费者的青睐。大豆肽是应用于食物加工中研究较多的肽类化合物，具有广阔的应用前景。

2.1 大豆肽在发酵食品中的应用

发酵是最古老的食品加工技术之一，可以通过各种生化转化过程将大分子有机分子转化为小分子（如氨基酸、肽类），从而改善食品的口感和品质^[35]。

大豆肽在发酵食品中的应用很广泛。大豆肽已被证实在低温条件下可以保持微生物的活性。中国馒头在东亚是一种广泛消费的谷物食品，在制作过程中一般使用酵母在低温条件下发酵面团，但酵母在低温条件下发酵能力会有所减弱，并且会影响发酵产品的品质，因此，保持酵母发酵能力是工业上一大挑战。Liu等^[24]发现在面团冷冻7，30 d时，加入0.1%大豆肽的酵母发酵面团的高度分别是空白组的4.8倍和8倍，表明在低温条件下加入大豆肽可以保持酵母的发酵能力，同时大豆肽的加入可以提高馒头的品质，改善其咀嚼性，保持产品的弹性，改善面团的硬度，使馒头的口感更佳。酸奶是由乳酸菌发酵而成的全球畅销的发酵食品，Hu等^[36]在发酵酸奶过程中加入了大豆肽，发现大豆肽作为氮源可以提高乳酸菌的存活率和酸奶的品质。加入2%大豆肽的乳酸菌发酵酸奶比空白组发酵酸奶的质地更加均匀，硬度和弹性显著提高，风味化合物更多（多8种）。

大豆肽在发酵食品中的应用还表现在通过发酵大豆或者大豆蛋白使大豆活性肽表现出更强的活性。酱油是常见的大豆发酵食品之一。Zhu等^[37]对由发酵全脂大豆和脱脂大豆生产出的两种酱油进行分离纯化，发现酱油中的鲜味主要是由于谷氨酸的作用，而大豆蛋白中的活性肽TGC、GLE、VEAL、DR、DAE和EVC等都富含谷氨酸、天冬氨酸残基，并发现将这些活性肽单独添加至酱油中能够明显增强酱油的鲜味。Amin等^[38]发现印尼豆豉中的鲜味主要来源于大豆肽GK-15，其含有谷氨酸、天冬氨酸等一些亲水性氨基酸。这次研究是第一次从豆豉的角度研究鲜味肽，为后续的大豆肽研究工作提供了基础。

2.2 大豆肽在乳制食品中的应用

鲜奶油作为一种乳制品，广受大众的喜爱，传统的奶油制品主要成分是牛奶、油脂等，但是有很多人不耐乳糖，或者对牛奶过敏，因此为了克服这一难题，重组植物乳霜逐渐被广泛应用于奶油制品中，大豆不含乳糖且营养丰富，因此越来越受关注。Fu等^[39]用SPHPe（胃蛋白酶水解大豆分离蛋白）和SPHPa（木瓜蛋白酶水解大豆分离蛋白）制备RSWC（重组植物鲜奶油），发现两种大豆分离蛋白都能够改善RSWC的物理特性和鲜奶性能，其中含有大豆小分子肽的SPHPe的鲜奶油溢出量仅次于SPHPa，但起泡稳定性最好，综合考虑，SPHPe更适于制备高质量的重组豆浆，这为生产重组植物乳霜提供了新的途径。

2.3 大豆肽在运动营养食品中的应用

小分子肽类具有分子量低、易吸收等优点，研究表明，适当地摄入可以缓解运动后产生的疲劳。GB 24154—2015《食品安全国家标准 运动营养食品通则》中指出肽类可用于中、高强度或长时间运动后，作为因肌肉疲劳、关节耗损和体能下降需要恢复的人群使用的运动营养食品。尤莉蓉^[40]以大豆肽为原料与果汁混合制成固体饮料运动补剂，对健身爱好者和健美爱好者进行6个月的增肌实验，发现与空白对照组相比，大豆肽固体运动饮料明显提高了研究对象的肌肉含量，同时降低了体脂。Yu等^[41]给小白鼠喂食不同剂量的大豆肽，并设定对照组，喂食20 d后进行游泳耐力实验，结果表明，大豆肽剂量越高，小白鼠的游泳时间越长，喂食高剂量的小白鼠游泳时间比对照组增加了70%。大豆肽能有效促进小白鼠游泳后乳酸的消除，并能够增加肝糖原的储备量。Fang等^[42]在小白鼠的饲料中分别加入乳清蛋白和大豆肽，对小鼠进行大气耐氧实验和负重游泳实验，并测定了小鼠的肌糖原和肝糖原水平，结果表明，相较于乳清蛋白组合和空白组，大豆肽组肌糖原和肝糖原含量最高，并且小白鼠的肌肉组织形态最好，肌肉细胞形态更规则，密度增加，排列更紧密有序，证实了大豆肽可以缓解运动产生的疲劳。雷海容等^[43]用大豆低聚肽制备的奶粉喂食小白鼠，研究表明，不同剂量的大豆肽奶粉均能在不同程度上增加小白鼠的游泳时间，说明富含大豆肽的奶粉具有一定的抗疲劳效果，且营养丰富，在食品加工市场上具有很广阔的应用前景。另外，低碳水饮食是一种低碳水、高脂肪、高蛋白的饮食方式，深受健身者的追捧。报道称，大豆肽不仅能够在热湿处理的条件下增加淀粉糊化的温度，降低峰值黏度和膨胀力，延缓淀粉的糊化，而且大豆肽的添加增加了优质氮源的含量，这为开发低碳水高蛋白加工食品提供了思路^[44]。

另外，大豆肽可以在运动营养食品中起到保护肠道的作用。运动员在长时间高强度运动的情况下，普遍会出现运动型肠易激综合征，表现为腹痛、腹泻等^[45]。李世成等^[46]用大豆肽饲喂小白鼠，经过跑坡训练后，观察小白鼠的肠道内部情况，发现与对照组相比，小肠黏膜厚度、绒毛厚度明显增加。大豆肽作为一种很好的氮源物质，能够保护肠道，并且其分子量低，易被机体吸收，能够为机体补充营养物质，因此可以作为运动员的营养补充剂，具有一定的市场价值。

2.4 大豆肽在其他食品中的应用

大豆肽已被证实具有抗癌及抗炎等作用，且易于消化，价格低廉，天然无毒，因此研究人员致力于开发大豆肽作为抗癌、抗炎的辅助药物及特医食品。Hsieh等^[47]研究发现lunasin能够预防肥胖症造成的炎症，因此在食物中加入lunasin能起到预防和治疗肥胖症造成的炎症的作用。加工过的肉类产生的亚硝胺被归为第一类致癌化合物，因此寻找健康替代成分来制作类肉类产品成为研究热点。Kamani等^[48]用大豆肽和麸质完全替代肉类制作香肠，发现大豆肽通过在乳状液中形成强大的结构网络，减少乳状液在蒸煮过程中造成的损失，提高了乳状液的稳定性，并且通过感官评价测试，肉类香肠和无肉香肠的总体接受程度相似，可代替香肠中80%～100%的肉类。

为了防止因氧化作用产生异味或者生成有害物质，在食品加工生产中会添加抗氧化剂，但是人工抗氧化剂会产生安全问题，因此可以利用天然的大豆肽作为抗氧化剂。杨涵^[49]利用大豆肽替代抗氧化剂开发风味饮料，以<3 kD 的大豆肽为原料，以白砂糖、柠檬酸、羧甲基纤维素钠、β-环糊精、果胶、蜂蜜、浓缩橙汁、山梨酸钾为辅料，该配方下的大豆肽风味饮料酸甜适中、滋味爽口，其DPPH自由基清除率为（68.26±0.80）%，ABTS 自由基清除率为（83.76±0.25）%，抗氧化活性高。

大豆肽是经过蛋白酶水解或者发酵水解而成的小分子产物，在肠道内可以迅速转运，与蛋白质相比，能够更好地被动物吸收，更好地满足动物对氨基酸的需求，减少氮的损失。近年来，不少关于大豆肽在饲料中的作用研究为大豆肽的应用开辟了新的思路。Olukosi等^[50]为研究大豆肽对母鸡产蛋量以及鸡蛋品质的影响，将大豆肽加入产蛋鸡的饲料中，发现与对照组相比，饲喂了大豆肽的母鸡体重有所增加。

3 大豆肽应用限制因素及解决方案

3.1 大豆肽的乳化性及解决方案

大豆肽与大豆蛋白相比，具有更小的分子量，更易被人体吸收，但是因为在水解过程中大豆蛋白的亲水基团被损坏，使得大豆肽的乳化性较差，影响应用。茶皂素是从油菜籽中提取的一种天然的两亲性表面活化剂，可以通过添加茶皂素来提高大豆肽的乳化特性^[51]。在生产中，通常采用挤压膨化技术使大豆蛋白结构发生变化，从而获得更多的酶切位点，然后通过酶解使得大豆蛋白被水解以改善乳化性^[52]。

3.2 大豆肽的苦味以及解决方案

研究表明，肽类的苦味与其疏水性关系密切，大豆蛋白在水解过程中，肽链中疏水性氨基酸残基逐渐暴露出来，苦味也相应地显现出来，因此肽类应用于生产中时，苦味和涩味是需要处理的难题^[53]。食品加工中常见的脱苦方法有生物法^[54]，即利用酶或者微生物进行脱苦，这种方法脱苦的原理是破坏疏水性氨基酸，从而减少苦味的释放。除此之外，还可以通过滋味之间的相互作用进行苦味的掩盖，如在添加大豆肽的同时加入一些具有其他风味的物质来减弱大豆肽的苦味，李晓娜等^[55]发现麦芽糊精和明胶的复合物对大豆肽的苦味有一定的掩盖作用，在掩盖剂（麦芽糊精∶明胶为1∶1）∶大豆肽为2∶1的条件下，包埋率为75.63%。

3.3 大豆肽的色泽以及解决方案

经过处理的大豆原料中含有微量显色物质如皂苷、色素和异黄酮等，因此在食品中添加大豆肽会使食品呈现怪异的颜色，影响消费者的购买欲和食欲^[56]。常见的脱色方法是活性炭吸附法，但是活性炭价格昂贵，并且对大分子物质的吸附能力较差。在大豆肽的脱色工艺中，可以选择吸附能力较强的硅藻土作为脱色剂，但是如果控制不好脱色条件，会导致其他氨基酸的吸附，影响大豆肽的品质^[56]。因此，在使用硅藻土进行脱色时，需根据大豆肽的颜色情况来选定脱色条件。

4 结语

随着大豆肽类物质研究的不断深入，大豆肽的功能也日益被人们发掘，其在食品加工中的应用也被日益关注，如上文中描述的发酵食品、乳制食品、运动营养食品等。但是在应用时应该考虑到用量、食品的适应性以及肠胃稳定性。大豆肽类化合物作为小分子物质有很多优点，但因制备体系的匮乏和生产技术水平较低，导致目前直接以大豆肽作为食品的研究较少。同时，大豆肽也存在着一些应用限制因素，如具有苦味、乳化性差、色泽不佳等，相关研究虽然提出了对应的解决方案，但是有些方法会减少大豆肽的品质和营养，这就需要更加精细解决方法的条件优化，在损失最小的情况下达到最优的效果。目前，应该加大优化制备工艺的力度，改善限制因素的解决方法，使大豆肽更加广泛地应用于食品加工中，使其功能得到充分利用。

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