不同分子量段大豆多肽功能特性的研究

作者简介：邓成萍（１９８０－），女，硕士研究生，研究方向为食品科学与工程。

不同分子量段大豆多肽功能特性的研究

邓成萍１，薛文通１，＊，孙晓琳２，全明海１

（１．中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京　　　　　　１０００８３；

２．保定味群食品工业有限公司，河北　　保定　　　　　　０７１０００）

摘　　　要：采用Ａｌｃａｌａｓｅ和Ｎｅｕｔｒａｓｅ双酶分步水解法，制备了水解度约为２４％的大豆多肽，用截留分子量分别为３００００、１００００、５０００Ｄａ的超滤膜将其分离成４个分子量段，对不同分子量段大豆多肽的溶解性、起泡性及起泡稳定性、乳化性及乳化稳定性、抗氧化性和ＡＣＥ抑制活性进行了研究。关键词：大豆多肽；超滤；抗氧化性；ＡＣＥ抑制活性

Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｗｅｉｇｈｔ　Ｓｅｇｍｅｎｔｓ　ｏｆ　　Ｓｏｙｂｅａｎ　Ｐｅｐｔｉｄｅｓ

ＤＥＮＧ　Ｃｈｅｎｇ－ｐｉｎｇ１，ＸＵＥ　Ｗｅｎ－ｔｏｎｇ１，＊，ＳＵＮ　Ｘｉａｏ－ｌｉｎ２，ＱＵＡＮ　Ｍｉｎｇ－ｈａｉ１

（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｆｏｏｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　Ｃｈｉｎａ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｂｅｉｊｉｎｇ　　　　　　　１０００８３，　Ｃｈｉｎａ；

２．Ｂａｏｄｉｎｇ　Ｗａｙ　Ｃｈｅｉｎ　Ｆｏｏｄ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｃｏ．　Ｌｔｄ．，　Ｂａｏｄｉｎｇ　　　　　　　０７１０００，　Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ　：Ｓｏｙｂｅａｎ　ｐｅｐｔｉｄｅｓ　ｗｉｔｈ　ＤＨ　ｏｆ　ａｂｏｕｔ　２４％　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｙ　Ａｌｃａｌａｓｅ　ａｎｄ　Ｎｅｕｔｒａｓｅ，　ａｎｄ　ｗｅｒｅ　ｃｕｔ　ｏｆｆ　ｉｎｔｏ　４　ｐａｒｔｓｂｙ　ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｍｅｍｂｒａｎｅｓ　ｗｉｔｈ　３００００　ＭＷＣＯ　（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｗｅｉｇｈｔ　Ｃｕｔｏｆｆ），　１００００　ＭＷＣＯ，　５０００　ＭＷＣＯ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．　Ｔｈｅｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ，　ｆｏａｍ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ａｎｄ　ｆｏａｍ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，　ｅｍｕｌｓｉｆｙ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ａｎｄ　ｅｍｕｌｓｉｆｙ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ａｎｔｉｏｘｉｄａｔｉｖｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ＡＣＥｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐａｒｔｓ　ｏｆ　ｓｏｙｂｅａｎ　ｐｅｐｔｉｄｅｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．

ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｏｙｂｅａｎ　ｐｅｐｔｉｄｅｓ；ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ；ａｎｔｉｏｘｉｄａｔｉｖｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ；ＡＣＥ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ　ａｃｔｉｖｉｔｙ

中图分类号：Ｏ６２３．７３６　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　文章编号：１００２－６６３０（２００６）０５－０１０９－０４

大豆多肽是以豆粕或大豆分离蛋白为原料经蛋白酶水解、分离并精制而成的蛋白质水解产物，它由许多种小分子肽组成，产品中还含有少量游离氨基酸、糖类、无机盐等成分。大豆多肽的氨基酸与大豆蛋白完全一样，组成齐全，比列合理，必需氨基酸平衡且含量丰富，具有较高的营养价值，此外它还具有大豆蛋白所不具备的众多良好的加工功能特性和生理功能特性，如高溶解度、低粘度、酸易溶性、吸水性、抗氧化性、降血压、降胆固醇和防骨质疏松症等，是一种比较理想的新型大豆深加工产品［１，２］。

大豆多肽的功能特性与其相对分子量大小有关，对于不同肽段的产品具有不同的加工功能特性和生理功能特性。本文着眼于研究不同分子量段大豆多肽的溶解性、起泡性及起泡稳定性、乳化性及乳化稳定性、热稳定性、抗氧化性和ＡＣＥ抑制活性，为大豆多肽在食品及相关行业的应用提供依据。１

材料与方法

１．１

材料

低温脱脂豆粕　蛋白质含量≥４８．７８％　　　　黑龙江金海粮油；Ａｌｃａｌａｓｅ碱性蛋白酶　活力２．４ＡＵ／ｇ　　　　丹麦ＮｏｖｏＮｏｄｉｓｋ公司；Ｎｅｕｔｒａｓｅ中性蛋白酶　活力０．５ＡＵ／ｇ　　　　丹麦Ｎｏｖｏ　Ｎｏｄｉｓｋ公司；　１，１－二苯基苦基苯肼（ＤＰＰＨ）　分析纯、ＭＥＳ分析纯、α－生育酚（分析纯）、尿酞组氨酞亮氨基酸（ＨＨＬ）（分析纯）、血管紧张素转化酶（ＡＣＥ）（分析纯）、邻苯二甲醛（ＯＰＡ）（分析纯）　　　　Ｓｉｇｍａ公司；氢氧化钠、盐酸等　　　　北京化学试剂公司。１．２仪器

超滤装置（型号分别为ＣＬＳ－Ｋ－Ｉ－Ａ３００００、ＣＬＳ－Ｋ－Ｉ－Ａ１００００、ＣＬＳ－Ｋ－Ｉ－Ａ５０００）　　　　北京中科膜技术有限公司；紫外可见分光光度计（Ｍｉｎｉ　１２４０）　　　　Ｓｈｉｍａｄｕ；凯式定氮仪ＤＤＹ－２Ａ　　　　北京真空仪表厂；均质机（ＤＺＭ－Ｍ）　　　　ＩＫＡ－ＷＥＲＫＥ　ＧＭＢＨ　＆　ＣＯ．ＫＧ；恒温水浴锅；精密ｐＨ计；搅拌器；分析天平等。１．３方法１．３．１

大豆多肽粉末的制备

１．３．２水解度的测定　　　　ｐＨ－ｓｔａｔ法［３］。

１．３．３粗蛋白含量的测定　　　微量凯氏定氮法，参照ＧＢ５００９．５－８５。

１．３．４溶解性的测定

称取大豆分离蛋白及各分子量段的大豆多肽粉０．０５ｇ，以不同ｐＨ值的缓冲液（ｐＨ３．０～８．０）配制成５０ｍｌ溶液，１００００ｒ／ｍｉｎ下离心１０ｍｉｎ，取上清液测定氮含量，并换算成氮溶解指数ＮＳＩ（参照ＧＢ５５１１－８５），绘制出ＮＳＩ－ｐＨ曲线，作为不同分子量段大豆多肽在不同ｐＨ下的溶解性指标。

１．３．５起泡性及起泡稳定性的测定［４］

将大豆分离蛋白及不同分子量段大豆多肽配制成浓度为５％的肽液，各量取２ｍｌ置于１０ｍｌ量筒中，上下震荡１ｍｉｎ，记下此时的初始泡沫体积Ｈ０，静置１０ｍｉｎ，记下终止泡沫体积Ｈ１，以Ｈ０作为评价起泡能力大小的指标，以Ｈ１／Ｈ０作为评价泡沫体积稳定性大小的指标。１．３．６乳化性及乳化稳定性的测定

将大豆分离蛋白及不同分子量段大豆多肽分别配制成浓度为５％的溶液，各量取５０ｍｌ，加入３ｍｌ食用油，２５℃下搅拌１ｍｉｎ，制成乳状液；在５０００ｒ／ｍｉｎ下离心５ｍｉｎ，用０．１％ＳＤＳ溶液（ｐＨ７．０）将上清液稀释２５０倍，以ＳＤＳ溶液做为空白，测定５００ｎｍ处吸光度，以乳化性指数ＥＡＩ表示乳化性［５］；将ＥＡＩ测定中制备的乳状液在２５℃静置３０ｍｉｎ，再测定其乳化性指数ＥＡＩ′，以乳化性稳定性指数ＥＳＩ表示乳化稳定性［６］。

乳化性指数：

　２．３０３×２×Ａ５００×稀释倍数

ＥＡＩ＝———————————————　（ｃｍ２／ｍｇ）

Ｃ×φ×１００００

式中：Ｃ－肽液中蛋白质质量，ｍｇ；

φ－油相体积，０．０５６６。

乳化稳定性指数：

ＥＳＩ　＝　ＥＡＩ＊Δｔ／（ＥＡＩ－ＥＡＩ′）

Δｔ为时间间隔。１．３．７抗氧化性的测定　　　　ＤＰＰＨ法［７］

将不同分子量段大豆多肽配分别制成浓度为５％的溶液，各取０．３ｍｌ加入０．３ｍｌ　０．２ｍｏｌ／Ｌ　ＭＥＳ　缓冲液，０．６ｍｌ乙醇和　１．２ｍｌ　ＤＰＰＨ　溶液（４００μｍｏｌ／Ｌ　ＤＰＰＨ／　无水乙醇溶液和０．２ｍｏｌ／Ｌ　ＭＥＳ缓冲液（ｐＨ６．０）等量混合）。混合均匀，室温下放置２０ｍｉｎ后在　５２０ｎｍ下测定其吸光值。以α－生育酚为标准，自由基ＤＰＰＨ的清除能力表示为μｇα－生育酚／ｍｇ样品。

１．３．８ＡＣＥ抑制活性　　　　降血压机能评价法［８］。

将不同分子量段大豆多肽配分别制成浓度为０．０５％的溶液，分别再稀释１０、２０倍。在９６孔酶标板中加入用２０μｌ　５ｍｇ／ｍｌ的ＨＨＬ（用１ｍｇ／ｍｌ　ｐＨ８．５的磷酸缓冲溶液配制）和１０μｌ的样品稀释液，再加入２０μｌ的０．２Ｕ／８ｍｌ的ＡＣＥ，３８℃保温反应６０ｍｉｎ，再加入７５μｌ　１．２Ｎ的ＮａＯＨ以及２０μｌ　ＯＰＡ，室温反应２０ｍｉｎ，加入２０μｌ　６ｍｏｌ／Ｌ　ＨＣｌ溶液室温反应３０ｍｉｎ。将反应液取出０．１ｍｌ稀释５０倍后在３４０ｎｍ发射波长、４５５ｎｍ吸收波长下测定吸光值Ａ。

实验中做３个对照，其中用等体积的Ｈ２Ｏ代替样品稀释液加入的为阳性对照，以等体积的Ｈ２Ｏ代替样品稀释液以及ＡＣＥ酶的为阴性对照，以等体积的Ｈ２Ｏ代替ＡＣＥ酶液的为样品对照。

抑制率（％）＝１００×（Ａ样品－Ａ样品对照）／（Ａ阳性对照－Ａ阴性对照），进而算出ＩＣ５０。

ＩＣ５０值—抑制ＡＣｈＥ活力５０％时所需要的样品提取液的浓度，单位：ｍｇ干基／ｍｌ。ＩＣ５０越小，说明样品对ＡＣＥ的抑制能力越强。

２结果与讨论

２．１不同分子量段大豆多肽的溶解性

由图１可以看出在不同ｐＨ

值下，各分子量段的大豆多肽的溶解性均较大豆分离蛋白好，尤其是在大豆蛋白的等电点附近，大豆多肽仍能保持良好的溶解性。这是因为大豆蛋白经水解后断裂成小分子短链物质，使得－ＮＨ２和－ＣＯＯＨ的数目增多，极性增加，电荷密度增大，分子间相互排斥作用增加，亲水性增强，从而提高了溶解性和酸性溶液中的分散稳定性［９］。从图中可知，随着大豆多肽分子量的减小，其溶解性呈增加趋势，在不同ｐＨ值下溶解性的稳定性也越好。

２．２不同分子量段大豆多肽的起泡性和起泡稳定性

由图２　可以看出大豆多肽较大豆分离蛋白的起泡能力强，而泡沫稳定性却恰恰相反，这是由于大豆蛋白通过酶解使得肽链展开，许多疏水基被充分暴露，从而导致疏水性增强，表面张力减弱，为形成坚韧液膜创造了良好条件，增强了蛋白质溶液的发泡力［１０，１１］；但由于大豆多肽肽链短，粘度低，导致液膜非常脆弱，无法包裹气泡，使得泡沫稳定性差。

从图中可知不同分子量段间的起泡性及起泡稳定性存在较大差异。对于起泡性来说，随着大豆多肽分子量段的减小，其起泡能力先升高后降低，这是因为大豆肽的起泡能力与其分子大小有密切关系，在一定范围内，分子量越小溶解性越好，使得更多的肽分子参与到液膜的形成中来，使起泡性越强，但当分子量小到超过某一范围时，肽链越来越短，形成的液膜会越来越弱，最终导致起泡性随分子量减小反而降低；对于起泡稳定性来说，是随着大豆多肽分子量段的减小而持续下降的，这是因为大豆多肽的粘性低，且随着分子量的减小越来越低，导致其泡沫稳定性越来越差。２．３不同分子量段大豆多肽的乳化性和乳化稳定性由图３可以看出大豆蛋白通过适当的酶解之后乳化性及乳化稳定性均有所提高，这可能是由于酶解暴露了分子内部掩蔽的疏水基团，改善了亲水－疏水平衡，从而提高了乳化能力，蛋白质表面失去亲水肽，导致表面疏水作用增强，有利于表面吸附［１２］，使其在乳化体系的形成过程中也易于与脂类结合，从而有利于形成稳定的乳化体系。但对于分子量＜５０００的肽，其乳化性及乳化稳定性比不上大豆分离蛋白，这可能是由于这部分肽的水解度高，疏水基团过渡暴露，打破了形成表面活性层的平衡，并且小肽也无法象蛋白质一样在表面展开，无法减少界面张力，使乳化性能降低。

从图中还可以看出随着大豆多肽分子量段的减小，其乳化性及乳化稳定性呈先增加后下降的趋势，这可能是因为肽的乳化性受分子量分布的影响，中等分子量段的肽有助于界面膜流变学性质的改善，所以乳化性最好。２．４

不同分子量段大豆多肽的抗氧化性由图４可以看出大豆多肽具有很强的ＤＰＰＨ自由基清除能力，表明大豆多肽具有强抗氧化性。不同分子量段大豆多肽之间的抗氧化性存在一定差异，随着分子量段的减小，其抗氧化性明显增高，　说明大多数具有抗氧化性的功能性肽主要集中在分子量小于５０００Ｄａ的小肽中。２．５不同分子量段大豆多肽的ＡＣＥ抑制活性

由图５可以看出大豆多肽具有很强的ＡＣＥ抑制活性，表明大豆多肽具有很好降血压作用。其原因是：血管紧张转化酶（ＡＣＥ）在人体血压调节过程中是至关重要的，血浆中的血管紧张素原被肾素水解成血管紧张素Ｉ，在ＡＣＥ酶作用下，继续水解产生血管紧张素Ⅱ，血管紧张素Ⅱ致使血管强烈收缩，血压上升；大豆蛋白经特殊的酶水解后得到的大豆多肽可以抑制阻碍ＡＣＥ酶催化水解血管紧张素Ｉ成为血管紧张素Ⅱ，从而防止血管强烈收缩，降低血压［２］。由图可见不同分子量段大豆多肽之间的ＡＣＥ抑制活性存在差异，随着分子量段的减小，其ＡＣＥ抑制活性明显增高，　说明大多数具有强ＡＣＥ抑制活性的降压肽仍然主要集中在分子量小于５０００Ｄａ的小肽中。

３结　　论

本文研究了分子量＞３００００、１００００～３００００、５０００～１００００及＜５０００Ｄａ四个分子量段大豆多肽的溶解性、起泡性及起泡稳定性、乳化性及乳化稳定性、抗氧化性和ＡＣＥ抑制活性。

研究结果表明，酶解使得大豆蛋白溶解性、起泡性及起泡稳定性、乳化性及乳化稳定性大大改变。大豆多肽具有良好的溶解性，即使是在蛋白质的等电点附近，也能较好的溶解；随着分子量的减小，其溶解性呈增加趋势，在不同ｐＨ值下溶解性的稳定性也越好。大豆多肽较大豆分离蛋白的起泡能力强，而泡沫稳定性却不如大豆分离蛋白；随着分子量段的减小，其起泡能力先升高后降低，起泡稳定性持续下降。分子量＞５０００Ｄａ的大豆多肽的乳化性及乳化稳定性均较大豆蛋白有所提高，而分子量＜５０００Ｄａ的大豆多肽的乳化性及乳化稳定性则不如大豆蛋白；随着大豆多肽分子量段的减小，其乳化性及乳化稳定性呈先增加后下降的趋势。

大豆多肽具有很强的ＤＰＰＨ自由基清除能力和ＡＣＥ抑制活性，表明大豆多肽具有强抗氧化性和很好的降血压作用；随着分子量段的减小，大豆多肽的ＤＰＰＨ自由基清除能力和ＡＣＥ抑制活性明显增高，　说明大多数强抗氧化肽和降压肽主要集中在分子量小于５０００Ｄａ的小肽中。

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Ｆｉｓｈｅｒｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｏｕｎｃｉｌ．　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｆｏｏｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，　Ｊａｐａｎ，

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