开云体育 开云平台开云体育 开云平台开云体育 开云平台234枯草杆菌蛋白酶枯草杆菌蛋白酶是一种常用的微生物蛋白酶,作用的底物较广乏,酶解能力强,能水解大豆分离蛋白成小分子肽张洪等人[35]利用此酶对

　　粮食加工206GrainProcessing26,No4收稿日期:2006$0%$22作者简介:陈伟斌&’’$,男,浙江台州人,在读硕士,研究方向为大豆蛋白质改性研究。大豆分离蛋白soyproteinisolate,SPI因其高蛋白含量及在某些食物体系中良好的功能性质,作为一种食物成分也已受到重视。大豆分离蛋白是以低变性脱脂大豆粉或浓缩大豆蛋白为原料,经碱、酸等一系列处理后得到的组分较均一,机能特性较强的蛋白质,蛋白质纯度要求在90%以上,主要成分是!-伴球蛋白7S和11S球蛋白。!-伴球蛋白是3亚基,和!的不同结合形成的三体。11S个亚基构成,每个亚基含有通过一个二硫键相连形成AB亚基大豆分离蛋白的次要成分则具有很大的不均匀性主要有#-伴球蛋白、7S碱性球蛋白、脂肪氧合酶、!-淀粉酶、植物凝集素以及胰蛋白酶抑制剂[4]。在这方面研究国际上以美国和日本技术最为领先,已开发出多种专业化的大豆蛋白产品。如国际上生产大豆分离蛋白最具实力的PTI公司和ADM司都是美国的公司,前者其产品可以细分为高乳化型、高分散型、凝胶型等80多种产品,广泛应用于肉制品、乳制品、面制品等10类产品中。而AMD公司的18种大豆分离蛋白产品中有高分散型注射肉用、高溶解性调味品用、低糖度乳品饮料用及婴幼儿专用粉等。目前,我国基本上只有用于火腿肠生产的单一品种大豆分离蛋白因此,亟需国内此项研究的科研人员寻求最优的生产方法及工艺,改变目前被动局面,赶超国际先进技术水平。大豆分离蛋白的功能性蛋白质改性是人为地对蛋白质结构进行修饰,从而改善产品的相容性和功能性因此,为了更好大豆分离蛋白的功能性和改性研究进展轻工业环境保护研究所,北京10008957是大豆蛋白中最为精制的形式,广泛应用于食品工业,在不同的产品中表现出不同的功能性。大豆分离蛋白可以用物理、化学、酶法和生物工程方法进行改性。结果表明,大豆分离蛋白经过改性后能拓宽大豆分离蛋白在食品工业中的应用及达到人们所希望的功能特性。关键词:大豆分离蛋白;改性;功能特性中图分类号:8520&92&文献标识码:文章编号:&00$6:’%;20060=$006$0%地了解大豆分离蛋白近年来的改性进展,先对大豆分离蛋白的功能特性做一介绍。蛋白质的功能性质指的是能使蛋白质对人们所期望的食品特征做出贡献的那些物理化学性质。大豆分离蛋白的功能特性是指蛋白质在食品加工中,如制取、配制、加工、烹调、贮藏、销售过程中所表现出来的理化特性的总称大豆分离蛋白的功能性与应用功能性作用模式用途溶解性蛋白溶剂化作用由pH值决定饮料乳化性油脂乳化的形成与稳定香肠、胶浆、蛋糕起泡性形成稳定的膜、固定风味松糕、蛋糕凝胶性蛋白质机制的形成与固定肉类、乳酪吸油性固定游离的油脂肉类、香肠、炸面饼圈粘度稠化、氢键的保持粘合力蛋白质作为粘结物质肉类、香肠、糊状食品弹性凝胶形成的二硫键分连肉类、焙烤食品固定风味风味吸收、固定、释放人造肉、焙烤食品大豆蛋白的功能性质相互影响,在食品体系中协同作用,共同表现出了人们所希望的食品特性。溶解性。溶解性是指蛋白质在水溶液或食盐溶液中溶解的性能,其溶解的程度又称溶解度在各种不同条件下,溶解度性质是蛋白质可应用性的一个很重要的指标,它影响着蛋白质的凝胶作用、乳化作用和起泡作用的能力大豆蛋白质的溶解性受原料的加热处理、溶出时加水量、pH、共存盐类等条件的影响很大。加热处理时,大多数蛋白质的溶解度是显著地和不可逆地降低。pH对球蛋白影响较大,在pH42～46时,球蛋白几乎不溶解。共存盐类对溶解度也有影响,如有氯化钠和氯化钙存在时,即使在等电点范围内,pH42～46也能溶解。另一方面,一些盐类如石膏粉能降低蛋白溶解度,可作沉67陈伟斌:大豆分离蛋白的功能性和改性研究进展!粮食加工206乳化性。乳化性是指将油和水混合在一起形成乳状液的性能。大豆分离蛋白是表面活性剂,它既能降低水和油的表面张力,又能降低水和空气的表面张力,易于形成稳定的乳状液许多因素影响着乳状液的特性和乳化试验的结果:设备的类型及几何形状、输入量的强度、加入油的速度、油相体积、温度、pH、离子强度、糖的存在、低分子量表面活性剂的存在等等起泡性。起泡性是指大豆蛋白在加工中体积的增加率,可起到酥松作用。起泡性要求蛋白分子能达到内表面并快速展开。大豆蛋白的起泡能力受粘度、疏水性和溶解性从大到小的顺序影响凝胶性。凝胶性是指蛋白质形成胶状结构的性能。它使分离蛋白具有较高的粘度、可塑性和弹性,既可作水的载体,也可作风味剂、糖及其他配合物的载体,这对食品加工极为有利。凝胶作用的影响因素与形成凝胶的外界条件密切相关,如温度、pH值和盐浓度。吸油性。影响蛋白的吸油性时蛋白质的构象和油脂分子之间的反应,非共价键是涉及蛋白分子与油反映的主要作用力,其次是氢键。粘度。蛋白质的粘性是指液体流动时表现出来的内摩擦,又称流动性。蛋白质溶液的粘度受蛋白质的分子量、摩擦系数、温度、pH、离子强度、处理条件等因素的影响。大豆蛋白溶液是属于非牛顿流体的假塑性液体,随浓度的增加而增加大豆分离蛋白的改性由二级和三级结构所形成的蛋白质构象是脆弱的,因此,用酸、碱、浓盐溶液、溶剂、热和照射处理时能不同程度地改变蛋白质的构象,从而改变蛋白质的功能特性大豆分离蛋白的改性就是通过改变蛋白质的一个或几个理化性能,达到加强或改善蛋白质的功能性的目的;同时抑制酶的活性或除去有害物质,达到除去异味和提高营养利用率的目的。大豆分离蛋白的改性方法有物理改性、化学改性、酶改性和生物工程改性。21大豆蛋白的物理改性物理改性是利用加热、机械作用、声波等方式改变蛋白质的高级结构和分子间的聚集方式,一般不涉及蛋白质的一级结构,实际上,物理改性就是在控制条件下的蛋白质定向变形物理改性常用的方法有:加热、高静压、超高压、超声等,另外,有文章报道使用氮气改善大豆分离蛋白的凝胶性、保水性、乳化性和乳化稳定性[11]蛋白质的热处理会造成结构变化、肽键水解、氨基酸侧链的改性和蛋白质分子与其他分子的缩合。这些变化同时取决于加热的强度和时间、水分活度、pH、盐含量、其他活性分子的种类和浓度以及其他因素。张春红等人研究了利用热处理对大豆分离蛋白进行改性,结果显示热烘改性对大豆分离蛋白的吸水性、吸油性、起泡性和泡沫稳定性无显著性影响,但常温粘度、高温粘度、耐热性、凝胶性和保水性分别比对照提高了118%、135%、18%、81%和83%,并得出比较适宜的热烘改性条件为min85陶虹等人也曾做过相关的研究[13]McWatters[14]等将大豆制成质量分数为min,研究了氮溶解度、乳化性能和粘度等性质。发现大豆粕粉在蒸汽加热的第min内,氮溶解度从98%分别降低到57%,43%和 34%;而乳化能力降低 分别为 %,6%和 至于乳液的粘度,在加热 min后均能形成稠厚、类似蛋黄酱的制品, 而在加热 min后只能形成较稀、类似色拉调味料 的制品。 超高压处理是一种新型的食品加工方法, 它可 以避免传统热加工所造成的食品色香味裂变和养分 损失等缺点 [15] ,正是这个优点使超高压技术成为了 近年来食品工业的研究热点。食品的高压处理技术, 一般是将密封于柔性容器内的食品置于以水或其他 液体作为传压介质的压力系统中, 采用高静水压处 理食品,以达到菌、抑酶和改善食品的功能特性等 作用。 [16]等人研究了超高压技术对大豆分离 蛋白凝胶的影响,试验结果表明,超高压处理得到的 凝胶强度随着大豆分离蛋白数量分数的增大、 温度 及处理压力的增高而增高, 且超高压处理得到的凝 胶强度比加热处理得到的高,外观更加平滑、细致。 [17]等人探讨了高静压处理对大豆分离蛋白分 子结构和热力学性质的影响,发现常温下,大豆分离 蛋白经4 MPa 的压力处理 min后出现降解,分 43K的两个亚基解离形成分子量分 别为48K、4K 和15K 的三个亚基,而大豆分离蛋白 MPa、3MPa 分别处理 MPa压力处理 min的大豆分离蛋白的热变形焓降低,热变性温度升高。 张少兰还做了高静压处理后大豆分离蛋白功能特性 的变化,发现处理后溶解性增大、乳化性能和起泡性 能均提高 [18] 超声处理也能改善大豆分离蛋白的功能特性。杨晓泉等人研究了低频超声对大豆分离蛋白功能特 68 粮食加工 206 GrainProcessing 26,No4性的影响,他用 300 W、12 Hz 低频超声处理大豆分 离蛋白,发现处理后的大豆分离蛋白乳化活性增加, 但粘度下降 [19] 添加增稠剂也能改善大豆蛋白的功能性005%的卡拉胶能显著增加大豆分离蛋白乳浊凝胶 的硬度破裂强度、内聚性、弹性等 [20] 量分数较低时004%,明显改善了大豆分离蛋白乳浊液的稳定性 [21] 黄原胶能提高大豆分离蛋白的起泡性和泡沫稳定性, 海藻酸钠能提高 SPI 度,魔芋精粉和鸡蛋清能提高SPI 的纺丝性能,适用 于模拟或仿生肉制品如肉干肉铺肉丝肉片 此外,大豆分离蛋白的物理改性方法还有超滤质构化和添加小分子双亲物质等 22 大豆分离蛋白的化学改性 化学改性可以改善大豆蛋白的功能和营养特 性,其实质是通过改变蛋白质的结构静电荷和疏水 基,除去抗营养因子,从而改善大豆蛋白的性质 学改性包括氨基酸共价连接硫醇化酰化磷酸化胍基化,或用酸碱盐部分水解来改进大豆分离的 功能性等 但后三种方法由于试剂残留和对设备腐 蚀严重等问题,已经很少采用了 氨基酸共价连接是一种提高蛋白质营养价值和功能性质的方法 利用异肽键的形成可以将外源氨 基酸导入蛋白质中, 将蛋氨酸或半胱氨酸于蛋白质 共价连接,所形成的异肽可被肠道氨肽酶水解因此 这种结合可用于蛋白质氨基酸富集, 从而缓解大豆 蛋白中含硫氨基酸相对偏低的矛盾,也可防止 基发生美拉德反应[22] 硫醇化使蛋白质分子间甚至分子内的二硫键断裂,亚基伸展,疏水基暴露 黄曼等人 [23] 采用化学变 性剂SDS脲处理大豆分离蛋白,结果表示随着脲和 SDS 浓度增大,SPI 变性程度加大;在脲和 SDS 浓度 分别为 10时,疏水性指数 SO 值相对 最大,但浓度过高时,蛋白质分子变性程度过大疏水 性反而降低。 酰化反应是化学改性中重要的一种, 有许多优 反应条件温和;#酰化试剂容易买到;$ 应可逆。乙酰化对蛋白质的作用为:% 改变其结构; &加强蛋白质分裂成亚单位的倾向, 破坏蛋白质聚 合,增加溶解性;$ 增加净负电荷。 赵国华等人通过 对大豆蛋白质乙酰化和琥珀酰化的改性研究发现, 在高于或等于原大豆蛋白等电点的 pH 范围内,酰 化可显著地提高大豆蛋白的水溶性 乳化活性和乳 化稳定性, 琥珀酰化对大豆蛋白的功能性质影响要 大于乙酰化, 研究中还发现酰化可使大豆蛋白质的 等电点降低 [24] [25]做了乙酰化对大 豆分离蛋白进行改性研究,结果表明:乙酰化大豆蛋 50～95范围内大大提高发泡性能乳化性能。 使等电点降低方面两个研究得到了较为一致的结 蛋白磷酸化已经被认为是提高蛋白功能性的有效手段。 大豆分离蛋白磷酸化就是有选择地利用蛋 白质侧链活性基团, Ser,Thr的Oh 及赖氨酸的 !NH ,分别接近一个磷酸根基团,从而大量引进磷酸根基团,通过改变蛋白质分析的电负性,提高了蛋 白质分子之间的静电斥力, 使之在食品体系中更易 于分散,相互排斥,因而能够提高分离蛋白的溶解性 和聚结稳定性,并降低了等电点 [26] 在国内,卢寅泉等人采用三聚磷酸钠对大豆分离蛋白进行改性,发 现改性后大豆分离蛋白的水溶性乳化性起泡性 持水能力以及流变特性等功能性都有不同程度地提 但在这个试验中没有研究对大豆蛋白凝胶性能的影响,2003 豆分离蛋白进行磷酸化改性,发现改性后大豆分离 蛋白的溶解性和凝胶性得到了较大地提高, 同时还 45漂移到了 30 左右,并在 30 23大豆分离蛋白的酶法改性 酶法改性技术是利用蛋白酶的内切作用及外切 作用将蛋白分子切割成较小的分子, 使其蛋白的功 能特性有所改变。酶法改性的程度取决于所用的酶 处理的时间以及人们所需要的功能性质。 同化学改 性相比,酶法改性尚具有以下几个方面优点:% 解过程十分温和,很少或没有不受欢迎的副反应或 副产品;& 最终水解产物经平衡后,含盐极少且最 终产品的功能性质可通过选择特定的酶和反应因素 加以控制;$ 蛋白水解物可直接为消化不良者提供 营养。 231 木瓜蛋白酶 木瓜蛋白酶是一种巯基蛋白酶, 作用的底物较 广泛。 实验表明 [29] :选用木瓜蛋白酶水解大豆分离蛋 白,酶解液的溶液度乳化能力发泡能力大大提高, 但乳化剂发泡稳定性下降 粘度下降。 对于感官特 性,酶解大豆分离蛋白苦味增加而豆腥味减弱。 232 转谷氨酰胺酶 转谷氨酰胺酶Transglutaminase TGase是一种 酰基转移酶, 可以催化相同或不同蛋白质分子之间 69 的交联与聚合,形成新的共价键。目前有关转谷氨酰 胺酶的研究已相当广泛。 徐幸莲等人研究了转谷氨 酰胺酶对蛋白质凝胶性能的影响, 结果表明转谷氨 酰胺酶添加浓度在10～40Ug 时,可以提高大豆分离 蛋白凝胶能力以及凝胶性能 [30] 唐传核等人也得到了相似的结论 [31～32] ,另外,他们还研究了转谷氨酰胺 酶对大豆蛋白其他功能特性的影响, 结果显示:! 显著地提高了大豆蛋白对 pH 的稳定性, 降低了它 的溶解性能,但在等电点附近有点增加; 降低了大 豆蛋白的乳化能力,但其乳化稳定性稍有增加;# 起泡能力影响不大,但可显著地改善泡沫稳定性[32] 233复合酶制剂处理 大豆分离蛋白的碱浸提酸沉淀工艺, 目前普遍 存在蛋白质回收率低、分离蛋白成品得率低、纯度低 的问题。利用复合酶制剂的作用可改变这一状况。魏 [34]等人都做过相关研究。 234 枯草杆菌蛋白酶 枯草杆菌蛋白酶是一种常用的微生物蛋白酶, 作用的底物较广乏,酶解能力强,能水解大豆分离蛋 白成小分子肽。 张洪等人 [35] 利用此酶对大豆分离蛋 白进行酶法改性, 改性后的大豆分离蛋白的功能特 性,如:溶解性、乳化性、起泡性、持水性等得到了很 大地提高; 并且改性后的大豆分离蛋白的营养效价 得到提高,氨基酸的含量增加,蛋白质更易于消化吸 收,同时随着水解度的提高,大豆分离蛋白的豆腥味 逐渐减少,而苦味则逐渐增强。 235 其他的酶制剂 其他的酶制剂还包括动物蛋白酶,如胰蛋白酶、 胰凝乳蛋白酶、胃蛋白酶等,微生物蛋白酶还包括放 线 大豆分离蛋白的生物工程改性生物工程改性主要是指基因工程改性, 基因工 程改性是指应用植物育种和分子技术, 改变蛋白质 分子的结构,进而影响其功能性质的方法。广义的基 因工程改性包括基因工程重组、 基因突变和染色体 变异;狭义的基因工程改性则是指基因的定点修饰。 目前针对大豆蛋白的基因工程改性主要集中在 以下几个方面:一是改变大豆球蛋白的组成,提高其 营养价值;其次是改变脂肪氧合同工酶组成,减少大 豆产品的异味;其它也有针对胰蛋白酶抑制剂、过氧 化物岐化酶等的研究。 值得一提的是转基因大豆食品是否安全? 但是 关于转基因大豆安全性的慢性实验还缺少数据,它 需要 50 年、100 年后才能得到结果;但从消化性、剂 型、毒性等试验结果看,目前普遍认为该大豆蛋白与 现在使用蛋白实质上是等同的 [37] 大豆分离蛋白改性的研究进展随着食品工业的发展, 现代食品加工对大豆分 离蛋白的功能特性要求越来越高, 必须根据不同的 功能特性要求对大豆分离蛋白进行改性。 在改性大豆分离蛋白真正运用于食品体系之 前,许多问题还需要食品工作者深入研究,最主要的 是改性对氨基酸生物有效利用性的影响和化学改性 的毒副产物。 酶法改性和物理改性的安全性优于化 学改性,现已逐步应用于实际生产。但化学改性可以 认识蛋白质的结构与功能的关系,为寻找可行的、温 和的、安全的改性方法提供依据。 此外,多种改性方 法联用将是今后大豆分离蛋白改性的一个主要研究 方向。 总之, 大豆分离蛋白会不断地满足人们所希望 的功能特性, 将被越来越广泛地应用于食品工业或 其他行业。 孙学斌,宋丹凤大豆蛋白磷酸化[J] 植物研究,2001,21 1:110-113 大豆分离蛋白改性研究[J]粮食与油脂, 2002,8:5-7 Relationshipbetween FunctionalProperties SoyProtein Isolate Structural HydrationProperties[J], AgricFood Chem, 1994,4210:2151-2169 etal Soybean Protein Dispcrisions AcidpH: Thermal RheologicalProperites FoodSci,1999, 641: 50-56 我国大豆蛋白工业未来五年发展趋势分析[EBOL]http:‘324 Fennema王璋,译食品化学[M] 第二版 北京: 中国轻工业出版社,1991,219,223,228-246 大豆分离蛋白的功能特性[J]食品 工业科技,2000,214:74-76 大豆分离蛋白性能优化关键技术[R]中国油脂, 2001,266:79-81 [10] 氮气对改性大豆分离蛋白功能性的影响[J] 粮油加工与食品机械,2004,7:37-39 [11] 热烘改性对大豆分离蛋白功能性的影响[J] 食品科学和技术,2004,303:30-32 [12] 热处理对大豆蛋白水解度的影响[J]中国油脂,2003,289:61-63 陈伟斌:大豆分离蛋白的功能性和改性研究进展!粮食加工 206 70粮食加工 206 GrainProcessing 26,No4专利名称: 家用碾米、粉碎组合机皮带轮离合装置 专利申请号: 03254905 公开号: 6529 申请日: 2000605 公开日: 20040714 申请人: 本实用新型涉及一种家用碾米、粉碎组合机皮带轮离合装置,包括由皮带轮、驱动盆、平键、轴承、移动键、轴承压盖,其特征在于电机轴上装有驱动盆,大皮带轮、小皮带轮分别套在驱动盆上,驱动盆上开有螺栓孔或销钉孔,大皮带轮与小皮带轮对应开 有键槽套入移动键,轴承压盖用螺栓固定在大皮带轮上。 优点是结构简单、构思新颖、操作方便、安全可靠、适应性广 Func’n* 9n?0n@2n’+0’2c’n A2*2+0cB 5n*’’u’2 C1B’5n,u*’0D E2n1 GHHHIJ L0’2nMNBcB unc’n*?+0 ,202n’L0,uc’*O PB2 L+L20 *u0?2* ’B2 02*2+0cB2* LB*c+McB2@c+M n’0,uc2*’B2 =2n1n220n1 PB202*u’* ’B2unc’n N2BL2 +’20 Keywords: Q-5KR3,c+’nR Func’n+’ SG4T 8M3c;+’’20* et alO 5nu2nc2 9@u*c+’n0L20’2* 2+nu’Fu0* SVTO GJIJMW4X YY4YY6O SGWT 高压对食品组分的影响S7TO第二界中日 食品新技术研讨会论文集,北京:中国轻工业出版社, ZHHGM[H[WO SG6T 超高压对大豆分离蛋白凝胶的影响SVTO 中国农业大学学报,ZHHG,6Z:IYJGO SGYT 高静压对大豆分离蛋白变性作用的研究SVTO 食品研究与开发,ZHH[,Z44:6JO SGIT 高静压对大豆分离蛋白功能特性的改善SVTO 广州食品工业科技,ZHH[,GJZ:GWO SGJT 功能特性的影响SVTO华南理工大学学报自然科学 版,ZHH[,[GGG:[H[[O SZHT U卡拉胶对大豆分离蛋白乳浊凝胶特性的影响SVTO 食品与发酵工业,ZHH[,ZJGG:GH 瓜尔豆胶对大豆分离蛋白乳浊液稳定性的影响SVTO 食品与发酵工业,ZHH4,[H[:4Z 46O SZZT 大豆蛋白改性SVTO食品科技, ZHHH,[K:ZZZ[O SZ[T 理化因子对大豆蛋白疏水性的影响SVTO郑州 工程学院学报,ZHHZ,Z[[:WJO SZ4T 赵国华,熊正俊O 酰化对大豆蛋白结构和功能性质影响 SVTO 粮食与油脂,ZHHG,JK:WYO SZWT 乙酰化大豆分离蛋白的功能特性研究SVTO 中国调味品,ZHHG,JK:G6GJO SZ6T un’20 3+’B2*O B*LB0+’n B*LB0u*]^cB0,2@L0?2@2n’ 02?2NSVTO cB2@*’0MGJJJM Q[JKO SZYT 硫酸化大豆功能性的研究SVTO食品与发酵工业,GJJ[,G:GYZ4 SZIT 大豆分离蛋白的磷酸化改性SVTO 中国粮油学报,ZHH[,GIZ:464JO SZJT 木瓜蛋白酶水解大豆分离蛋白的研究SVTO 食品科学,GJJW,G6I:[YO S[HT 转谷氨酰胺酶对蛋白质凝胶性能的影响SVTO 食品科学,ZHH[,Z4GH:[I4[O S[GT 3P+*2聚合大豆蛋白及其 改性机理3P+*2 催化大豆蛋白研究SVTO 中国粮油学 报,ZHH4,GJG:4[4YO S[ZT 3P+*2聚合大豆蛋白及其 改性机理3P+*2 聚合改性大豆蛋白研究SVTO 中国粮 油学报,ZHH4,GJZ:6WYHO 大豆分离蛋白工艺用复合酶制剂的研究SVTO 工业微生物,GJJJ,ZJG:GGG6O S[4T 应用双固定化酶制备大豆肽的研究SVTO 中国粮油学报,ZHH[,GIW:4H4[O S[WT 枯草杆菌蛋白酶改善大豆分离蛋白功能特性的研究SVTO 食品工业科技,ZHH[,Z4I: ZYZJO S[6T 大豆蛋白功能性研究SVTO粮食与油脂, ZHHG,J:ZJ[GO S[YT 转基因大豆食品的安全性SVTO中国食品与营养, ZHHH,Z:[I4H开云体育 开云官网开云体育 开云官网开云体育 开云官网