1974 年美国成立了专门研究水解蛋白课题的机构。20 世纪70～90 年代日本不二制油公司在制油副产品的开发中也致力于大豆多肽的研究,从产酶菌株的选育,到水解工艺的确定、水解产物的脱苦精制均取得了技术上的突破。
20 世纪80～90 年代我国也有多家高校及研究院所进行了大豆多肽的研究,“九五”期间我国将大豆多肽研究列为国家科技攻关课题———“大豆寡肽的功能研究”,由中国食品发酵工业研究院承担的这一课题已通过国家鉴定,并已在山东都庆生物技术有限公司实现工业化规模生产,设计年产量达到2 000 t ,产品质量指标已接近日本不二制油公司的产品。随着对大豆多肽理化特性、功能特性和营养价值研究的不断深入,以大豆多肽为原料的功能食品在国内外不断被开发出来。此外,为了加强质量管理,保障生产及维护市场秩序,根据中轻联综[2003 ]60 号文“, 大豆多肽行业标准”的制定工作已列入《二○○三年轻工业制定、修订国家标准、行业标准项目计划》。预计“大豆多肽行业标准”将在近期公布实施。
1 大豆多肽的生物特性及理化特性
1. 1 大豆多肽的生物特性
1. 1. 1 高营养性及良好的消化吸收性随着人们对蛋白质消化、吸收和蛋白质代谢研究的深入,发现机体摄入蛋白质后,在消化道酶的作用后,并不一定完全以游离氨基酸形式吸收,更多的是以低肽(二肽,三肽) 形式吸收的。体内同位素标记试验表明,大豆多肽消化吸收率比乳蛋白质及氨基酸更高。由于大豆多肽具有大豆蛋白质相同的必需氨基酸组成,而且其消化吸收率比蛋白质及氨基酸更佳。因此,大豆多肽可以作为肠道营养剂和流态食品应用于康复期病人、消化功能衰退的老年人、以及消化功能未成熟的婴幼儿服用。大豆多肽能帮助他们平衡营养状态,而不必注射氨基酸。
1. 1. 2 大豆多肽降低血压的作用
血管紧张素转换酶(angiotensin2convertingenzyme ,ACE) 对稳定血液循环和高血压起着重要作用。由于血管中的ACE 能使血管紧张素X转化成Y,后者能使末梢血管收缩,血压升高。Kawamura 研究发现,大豆11S 球蛋白和7S 球蛋白中含有3 个可抑制ACE 活性的短肽,通过抑制ACE 活性,因而可以防止血管末梢收缩,达到降血压作用。而大豆多肽对正常血压没有降压作用,所以它对有心血管疾病的患者有显著疗效,而对正常人体又无害,且安全可*。
1. 1. 3 大豆多肽降低胆固醇的作用
大豆蛋白具有降低血清胆固醇的作用,而大豆多肽不仅具有这样的功能,而且效果更佳。给大鼠分别饲用大豆蛋白和大豆多肽的试验结果表明,其血清胆固醇浓度(mg/ mL) : 大豆蛋白组为( 34 ±2) , 而大豆多肽组则为( 919 ±0166) ;其肝脏胆固醇含量(mg/ g) 为:大豆蛋白组为(69. 5 ±27) ,而大豆多肽为(7. 70 ±0. 97) ,这表明大豆多肽能显著降低血清及肝脏胆固醇含量。同时测定其粪便中胆固醇的含量,饲用大豆肽的老鼠粪便中胆固醇含量明显高于大豆蛋白组,从而可以推论大豆多肽降低胆固醇的作用机理,大豆多肽能阻碍肠道内的胆固醇的再吸收并促使其排出体外。对于其中的哪种成分有此效果的研究尚无结果。但是日本学者营野等已通过试验发现,大豆蛋白质的胰蛋白酶分解物,相对分子质量在5000 以上的部分有降低胆固醇的效果,用微生物蛋白酶分解的未消化物也有同样的效果。大豆多肽降低胆固醇还有以下特殊的优点:
(1) 对于胆固醇正常的人没有降低胆固醇的作用; (2) 对于胆固醇高的人具有降低总胆固醇的功效; (3) 胆固醇值正常的人,在食用高胆固醇含量的蛋、肉、动物内脏等食品时,也有防止血清胆固醇升高的作用; (4)大豆多肽能降低血清中有害的胆固醇(LDL) 水平,但不会使有益的(HDL) 胆固醇水平降低。因此,大豆多肽可以用于生产降胆固醇,降血压,预防心血管疾病的保健食品。
1. 1. 4 大豆多肽促进脂肪代谢的作用
日本的动物试验表明,给大鼠喂食大豆多肽后,脂肪BAT 产热的活性增强了。大豆多肽喂食越多,它的活性就越高。日本学者研究发现,在对儿童肥胖症患者的治疗中,采取低热量饮食的同时,以大豆多肽作为补充食品时,比仅仅用低热量食品时更能加速皮下脂肪的减少。因为大豆多肽有减少皮下脂肪的沉积及增加脂肪燃烧和基础代谢的作用。因此,大豆多肽可作为运动员增强体质,减轻体重的食品,同时对肥胖病人是一种安全效的减肥食品。
1. 1. 5 大豆多肽有促进微生物发酵的作用 大豆多肽有促进微生物生长发育和活跃代谢作用,如小肽对乳酸菌、双歧杆菌和酵母菌等多种微生物的生长具有显著的促进作用。这一特性可用于生产酸乳、干酪、醋、酱油、火腿和面包等食品,能提高生产效率,改善品质,增强风味和增加营养价值,有利于食物营养的消化吸收。
1. 1. 6 大豆多肽的低抗原性
大豆蛋白具有一定的抗原性,尤其是其中的7S 和2S 成分。通过酶解,大豆蛋白中的抗原性成分大大减少。酶免疫测定法研究发现:大豆多肽的抗原性只有大豆蛋白的1 %～011 %。最新的研究表明,当蛋白质的分子质量在3 400 u 以下时则不会引起过敏反应,而大豆多肽的分子量在1 000 u 以下,足以满足要求。这一性质在临床上有实用价值,可以给易引起食物过敏,如牛乳过敏、乳糖不耐症患者的人们提供一种比较安全的蛋白食品。
1. 2 大豆多肽的理化特性
1. 2. 1 高溶解度和低粘度
大豆多肽作为食品原料的适应性在于其低粘度和高溶解性。大豆蛋白的粘度随着浓度的增加而急剧升高,这是因为大豆蛋白溶液在浓度为10 %以上经高温处理时,易产生殊水键结合和二硫键结合形成网状聚合物,使得大豆蛋白溶液粘度达9 Pa·s ,造成后续操作的困难,从而限制了大豆分离蛋白在流质食品中的添加使用。而大豆多肽溶液在浓度达到65 %以上时粘度只有2. 2 Pa·s ,且溶解度高达99 %以上,流动性良好,而且大豆多肽的溶解度对温度不敏感,在冷水中即可溶解。在加热情况下也不易凝固,因此大豆多肽可以开发高蛋白食品。
1. 2. 2 酸溶性
大豆蛋白在其等电点(pH 值为4. 3) 附近会发生蛋白质变性沉淀现象,而大豆多肽的溶解性不受pH 变化的影响,这为开发酸性蛋白饮料和食品提供了有利条件。
1. 2. 3 吸湿性和保湿性
由于大豆多肽具有良好的吸湿性和保湿性,在焙烤食品,如面包、蛋糕中添加大豆多肽可以防止这些食品变干并延长货架期。在化妆品行业中,大豆多肽可作为胶原蛋白及乳蛋白的替代品。用在护肤品中,其特点是高效、安全、无毒。另据研究,水解得到的低肽可以与金属元素在一定条件下形成复合氨基酸络合物,用于护发有很好的光泽效果和高效的保护作用,使头发免受环境条件和化学因素破坏。
2 大豆多肽在运动中的应用及多肽运动饮料的研究
2. 1 多肽在运动中的应用
运动员在运动过程中,蛋白质的合成受到抑制,同时骨骼肌蛋白降解,氨基酸氧化和葡萄糖异生作用增加,引起体内蛋白质的利用增加,导致骨骼肌产生损伤,能量代谢物质减少,从而影响运动能力的发挥。为了维持或提高运动员的运动能力,增加肌肉含量和力量,并且快速消除疲劳,抑制或缩短体内“负氮平衡”。运动后及时、快速补充氮源,对减少肌肉蛋白质降解,弥补体内蛋白质的消耗,促进肌肉快速修复和运动疲劳的消除将产生良好作用。小分子的多肽是蛋白质的主要消化产物,因分子质量小而能以完整肽段的形式被直接吸收,因此多肽作为机体氮源的快速补充剂,与直接补充蛋白质或氨基酸相比更具优势。近年来,许多活性肽产品被开发出来,并运用于运动实践。2001 年,英国Quest 国际公司研制出称之为“Hyprol”的含肽运动饮料。Hyprol 可使高强度运动后恢复体力时间缩短一半,甚至可以预防过量训练。这一研究成果是运动饮料10 年前首次进入市场以来的最大进展,该运动饮料一般可以把恢复体力时间从24 h 减少到10～15 h 。荷兰Maost richt 大学用运动员作临床试验研究,结果表明,运动员在运动后喝了这种含肽饮料,血浆氨基酸含量大幅上升,造成大量的胰岛素反应而刺激产生肝糖,使肌肉细胞修复得更为迅速,运动员的体力恢复得更快。日本的不二制油公司已将大豆多肽制成强化运动饮料,连续饮用可明显增强运动员的体力和耐力,使肌肉疲劳迅速消除并恢复体力。
我国虽然对大豆多肽的研究起步较晚,但已取得了一定成效,如大豆多肽已实现工业化规模的生产,且产品质量稳定,各项技术指标已达到国外同类产品水平。这为研究、开发各种多肽食品打下了良好基础。最近,中国食品发酵工业研究院与国家运动医学研究所合作共同研发的大豆多肽运动饮料,经人体实验取得了较好的结果,同时也填补了我国多肽运动饮料的空白。中国食品发酵工业研究院与中国人民解放军总后勤部军需装备研究所俣作开发的野战流质食品———低聚肽体力恢复冲剂,低聚肽全营养粉正在进行功能性试验。
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