楊曉婉，張娜，李雪霞，石彥國

(哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，黑龍江省食品科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150076）

0 引 言

目前我國嬰兒配方乳粉主要是通過向乳粉中添加脫鹽乳清粉來達(dá)到乳清蛋白與酪蛋白6∶4的比例[1]。但患乳糖不耐癥和牛乳蛋白過敏的嬰兒，不能食用普通的配方粉，需要對乳粉配方進(jìn)行有效調(diào)整，以符合特殊體質(zhì)嬰兒的身體需要。因此，以大豆蛋白為主要蛋白配方的豆基嬰兒配方乳粉的研制就顯得尤為重要[2]，該乳粉是根據(jù)嬰兒生長發(fā)育的營養(yǎng)需求制成的配方食品，可代替母乳或作為斷奶食品[3]。但Zeiger等人報(bào)道，其中30%～50%對牛乳過敏的嬰兒對大豆蛋白也會產(chǎn)生過敏現(xiàn)象[4]，而人們發(fā)現(xiàn)大豆蛋白酶解改性后可以改善這類問題，且功能性質(zhì)更加優(yōu)越[5]，同時還具有促進(jìn)腸道益生菌增殖的功能，但大豆蛋白和氨基酸混合物沒有這種功能[6]。因此，其逐漸被廣泛應(yīng)用到嬰兒乳粉中。

1 大豆蛋白的營養(yǎng)功能

大豆蛋白被稱之為“全價(jià)蛋白質(zhì)”[7]，其氨基酸模式與人體必須氨基酸模式比較相似，是最具營養(yǎng)的植物蛋白質(zhì)。大豆蛋白具有良好的溶解性、乳化性、起泡性和黏彈性等，許多業(yè)內(nèi)人士對它獨(dú)特的功能特性產(chǎn)生興趣，同時也在一直嘗試著把它應(yīng)用到乳制品中，經(jīng)過不懈的努力，已經(jīng)有一些企業(yè)成功的將大豆分離蛋白應(yīng)用到乳制品中，而且取得良好的效果。

2 大豆蛋白在乳粉中的應(yīng)用

大豆中蛋白質(zhì)含量是植物中蛋白含量相對較高的，而且大豆分離蛋白的蛋白質(zhì)含量更是高達(dá)90%左右，有利于被人體吸收和利用。大豆分離蛋白通常是無乳糖嬰幼兒配方奶粉中常用的蛋白質(zhì)來源，可用于乳糖不耐癥或半乳糖血癥及素食家庭。在美國以大豆蛋白為蛋白源的豆基嬰兒配方粉的銷售額占到整個嬰兒配方粉市場的12%[8]，每年大約有25%的嬰兒在第一年期間食用豆基嬰兒配方粉；新西蘭，英國，意大利，法國分別約有13%，7%，5%，2%的嬰兒在第一年期間食用豆基嬰兒配方粉[9]。從1990年開始，我國研究人員張玉潔等人利用動物實(shí)驗(yàn)對大豆蛋白基嬰兒配方粉的營養(yǎng)效果進(jìn)行觀察，并就身高體重，蛋白質(zhì)有效利用率（PER），腦發(fā)育等方面與國產(chǎn)嬰兒配方奶粉及國外同類產(chǎn)品美國惠氏生產(chǎn)的愛兒素進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大豆蛋白基嬰兒配方粉和美國惠氏愛兒素在這些營養(yǎng)效果方面沒有顯著差別[10]。人們通過研究發(fā)現(xiàn)，將大豆分離蛋白添加到乳粉中其消化率顯著提高，且降低濕疹現(xiàn)象。大豆蛋白中含硫氨基酸含量很少，F(xiàn)omon等在大豆分離蛋白配方粉中補(bǔ)充蛋氨酸來喂養(yǎng)嬰兒，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)嬰兒的體重增長量和母乳喂養(yǎng)的嬰兒增長量相同[11]。張瑞巖等人在實(shí)驗(yàn)室研究乳粉配方設(shè)計(jì)，并將大豆分離蛋白添加在乳粉制品中，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的消化率達(dá)到74.47±0.36%[12]。1920年Hill和Stuart將豆基嬰兒配方粉給患有濕疹的嬰兒食用[13]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可以有效地降低嬰兒患濕疹的現(xiàn)象。

3 大豆蛋白水解物在乳粉上的應(yīng)用

3.1 大豆蛋白水解物

大豆蛋白水解物是以大豆蛋白為原料，水解之后得到的分子量在180～1 000 u之間的大豆多肽混合物。其溶解性較好，豆腥味減少，致敏性低，更有利于消化[14]，且具有選擇性促進(jìn)微生物增殖的作用[15-16]，大豆肽因其促進(jìn)消化吸收，致敏性低，促進(jìn)益生菌的增殖而被添加到乳粉中。

3.1.1 大豆蛋白水解物消化吸收性

人們之前通常認(rèn)為蛋白被水解成氨基酸更易被人體吸收利用，但是研究發(fā)現(xiàn)肽的吸收速度遠(yuǎn)高于大豆蛋白，同時現(xiàn)代研究也證明：體內(nèi)蛋白質(zhì)的吸收形式以多肽為主。1995年Boz報(bào)道，當(dāng)以大豆肽作為氮源時，促進(jìn)機(jī)體的氮沉積，整體蛋白質(zhì)的沉積高于相應(yīng)游離氨基酸日糧或完整蛋白質(zhì)日糧[18]。Petruccelli在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，人類攝入的蛋白質(zhì)并不一定完全以游離氨基酸形式吸收，更多的是以低分子肽的形式被吸收，同時二肽和三肽吸收速率比氨基酸高30%[19]。Re?rat同樣也證明了肽的吸收速度更快，通過向豬的十二指腸內(nèi)分別灌注小肽和氨基酸混合物后,除蛋氨酸比小肽吸收快，出現(xiàn)在肝門靜脈中的小肽都比灌注相應(yīng)游離氨基酸吸收速度快,而且吸收峰值高[20]。Daniel等認(rèn)為產(chǎn)生這種效果的原因是肽的載體吸收能力可能高于各種氨基酸載體吸收能力的總和，肽中氨基酸殘基被迅速吸收除了由于其自身吸收機(jī)制以外，可能還由于小肽本身對于氨基酸或氨基酸殘基的吸收具有促進(jìn)作用[21]，而且當(dāng)小肽作為腸腔底物時,不僅能增強(qiáng)刷狀緣表面氨肽酶和二肽酶的活性,而且能增加小肽載體的數(shù)量[22]。所以大豆蛋白水解物的吸收比游離氨基酸更有效。由于大豆肽的良好的易消化吸收的特性，現(xiàn)在很多研究人將大豆肽產(chǎn)品用于康復(fù)期病人，消化功能衰退的老年人以及消化功能未成熟的嬰幼兒服用。王利等人研究發(fā)現(xiàn)大豆肽的功能性質(zhì)較大豆蛋白更加優(yōu)越，將大豆蛋白水解物應(yīng)用到豆奶中，目的是增加豆奶的營養(yǎng)保健功能和改變豆奶的理化特性[23]。

3.1.2 大豆蛋白水解物具有低過敏原性

牛乳蛋白過敏通常表現(xiàn)為慢性或急性消化道疾病、呼吸道疾病、皮膚不適甚至是過敏性休克。大部分對牛乳蛋白過敏的人，也會對大豆蛋白產(chǎn)生過敏反應(yīng)。研究表明大豆中的過敏原主要有3種，分別為lGymBd30K、β-伴大豆球蛋白、GlymBd28K[24]。1998年，青山敏明通過酶免疫測定法對大豆多肽的抗原性進(jìn)行測定，結(jié)果表明大豆多肽的抗原性比大豆蛋白質(zhì)降低了0.1%～1%[25]，所以證明大豆多肽食用后引起過敏反應(yīng)的可能性極其小。1994年Samotz也證明經(jīng)酶水解后大分子的大豆蛋白分解成分子量在1000 u以下，可有效去除β-大豆球蛋白等抗原物質(zhì)[26]。2001年崔洪斌報(bào)道，食物攝入前對過敏原分子大小和分子構(gòu)性的破壞是產(chǎn)物過敏性降低與去除的先決條件，其中蛋白質(zhì)降解是最為有效的方法[27]。

3.1.3 大豆蛋白水解物促進(jìn)益生菌增殖

大豆蛋白水解物具有促進(jìn)食品微生物（如乳酸菌）生長發(fā)育的作用[17]。益生菌在乳中主要是利用乳蛋白作為蛋白質(zhì)來源。因?yàn)橐嫔荒芡袡C(jī)氮源，所以它們必須降解蛋白質(zhì)和多肽來滿足對氨基酸的需要，乳酸菌不能缺少降解乳蛋白的蛋白酶系統(tǒng)。由于益生菌自身無法合成一些氨基酸，如亮氨酸，纈氨酸，組氨酸，限制了益生菌的快速增殖。研究表明分子量小于5 ku的蛋白水解物包含多種寡肽和氨基酸，能夠滿足乳酸菌生長對必需氨基酸的需求。短肽鏈中氨基酸的吸收要優(yōu)于等量的游離氨基酸。肽鏈比氨基酸混合物的滲透壓低，利于其他食品組分的吸收，培養(yǎng)基中添加氨基酸和小分子肽對乳酸菌生長有促進(jìn)效果。由于大豆多肽能促進(jìn)雙歧桿菌的發(fā)酵作用以及促進(jìn)乳酸桿菌的增值作用，經(jīng)常用于生產(chǎn)新型發(fā)酵類的食品，提高生產(chǎn)效率，改善食品風(fēng)味提高營養(yǎng)價(jià)值[39]。近些年來研究人員對大豆蛋白及其水解產(chǎn)物對益生菌增殖的效果研究情況如表1所示。

大豆肽具有促進(jìn)食品微生物（如乳酸菌）生長發(fā)育的作用[17]。Zhao等研究大豆蛋白水解物（SPH-1，SPH-II，SPH-III和SPH-IV）對嗜熱鏈球菌TS增殖的影響[28]，加入接種嗜熱鏈球菌TS脫脂乳培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，與空白對照組進(jìn)行對比，分子量小于5 ku的SPH-IV組促進(jìn)嗜熱鏈球菌的數(shù)量增加至9.70 mL-1（對數(shù)值），之后通過高效液相色譜-質(zhì)譜法分析SPH-IV是包括2～8個氨基酸和游離氨基酸的寡肽，低聚肽是乳酸菌的主要氮源，而游離氨基酸對乳酸菌的生長幾乎沒有幫助[17]。白鳳翎研究脫脂乳中添加大豆蛋白水解物增殖復(fù)合劑對嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌生長具有顯著的促進(jìn)作用。添加酵母膏脫脂乳培養(yǎng)基的產(chǎn)酸量比脫脂乳增加1倍，添加增殖復(fù)合劑后為脫脂乳的3.12倍。添加大豆蛋白水解物和酵母膏能夠使乳酸菌生長快速啟動，并維持一個較高生長水平，獲得較大的細(xì)胞量的同時也充分利用乳中蛋白質(zhì)[29]。有研究以大豆蛋白為原料，通過胰蛋白酶，堿性蛋白酶和胃蛋白酶水解得到的水解物加入到培養(yǎng)基中，分析各水解物對嗜熱鏈球菌的影響，結(jié)果表明大豆蛋白的堿性蛋白酶和胃蛋白酶水解物對菌體生長的促進(jìn)作用較大，分別為9.36×108mL-1和8.67×108mL-1（均為對數(shù)值）。明顯優(yōu)于胰蛋白酶水解物的7.49×108mL-1（對數(shù)值）。空白培養(yǎng)基中活菌數(shù)僅為5.29×108mL-1（對數(shù)值）。這表明嗜熱鏈球菌在添加了蛋白水解物的環(huán)境中能更好的利用氮源，快速增長并能達(dá)到較高的活菌數(shù)[30]。樊秀花等研究人員對大豆多肽對乳酸菌的生長影響也做了相同的研究，通過測定OD值發(fā)現(xiàn)在穩(wěn)定期后含有大豆多肽的培養(yǎng)基中，乳酸菌的數(shù)量顯著增加，為穩(wěn)定期的1.7倍。同時在發(fā)酵終點(diǎn)時添加大豆肽的培養(yǎng)基中乳酸菌活菌數(shù)是空白對照組菌數(shù)的1.3倍。產(chǎn)生這樣的結(jié)果主要是因?yàn)槎嚯暮偷鞍淄瑫r存在時，乳酸菌優(yōu)先利用多肽為生長提供碳源，添加大豆多肽可以提高乳酸菌保藏中的活菌數(shù)，進(jìn)一步提高酸奶的生理功效[31]。趙新淮教授利用堿性蛋白酶水解大豆蛋白，水解溫度55℃，pH值8.5，底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，酶與底物比為4%，以0.3%，0.5%，0.75%的不同濃度水平加入到將鮮奶加入其中，進(jìn)行發(fā)酵研究其對酸奶發(fā)酵劑產(chǎn)酸的促進(jìn)作用，結(jié)果表明在發(fā)酵早期和中期添加SPH的酸奶樣品中菌種數(shù)目較多，為發(fā)酵后期的2倍。蛋白水解物對菌體產(chǎn)酸的影響較大，同時還可促進(jìn)菌體的增殖[32]。Angeles曾在豆奶中接種乳酸菌，研究表明大豆蛋白對乳酸菌的生長及產(chǎn)酸均有較好的促進(jìn)作用[33]。最近美國農(nóng)業(yè)部研究局-飲食基因組學(xué)和免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)室等研究表明大豆食品可以增加腸道益生菌的群體，同時減少致病菌的數(shù)量，改善循環(huán)系統(tǒng)中的免疫功能和驗(yàn)證狀態(tài)。Arroyo等對大鼠進(jìn)行喂養(yǎng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在飼喂豆腐30 d后，大鼠腸道乳酸菌增加32.4%，大腸桿菌減少65.1%。研究表明豆腐中的大豆寡糖有助于乳酸菌和雙歧桿菌的生長。Castro等利用風(fēng)味蛋白酶水解大豆蛋白分離物，牛乳清蛋白和卵白蛋白，補(bǔ)充有這些不同蛋白質(zhì)及其混合物的培養(yǎng)基研究其對雙歧桿菌，乳酸菌菌株的生長情況。與對照相比，水解的大豆分離蛋白，牛乳清蛋白和卵白蛋白培養(yǎng)的雙歧桿菌顯著高于對照組90%，29.4%和86.2%，由此看見蛋白水解物對益生菌的促進(jìn)作用[34]。除此之外，人們還研究大豆小肽對4種益生菌（糞鏈球菌、蠟樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌）的增值的影響。采用體外單細(xì)胞培養(yǎng)方法，利用堿性蛋白酶，中性蛋白酶和胰蛋白酶比例為1∶2∶3進(jìn)行水解4 h制成大豆小肽，以大豆蛋白液和蒸餾水分別為對照組和空白實(shí)驗(yàn)，探究益生菌在三種細(xì)胞培養(yǎng)液中的增值情況。結(jié)果表明，4種益生菌在培養(yǎng)16 h后其細(xì)菌數(shù)量逐漸分化相對于對照組，ISP（isolate soybean protein）大豆分離蛋白組、SBP（soy?bean peptides）大豆肽組都能促進(jìn)乳酸桿菌活菌數(shù)增長，但是SBP組更加明顯，在48 h達(dá)到最大值為33.47±1.29 cfu/mL，對照和空白組分別為（16.46±1.41）mL-1和（15.35±1.05）mL-1，之后將添加大豆小肽后益生菌Q68與致病菌混合培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)48 h內(nèi)大腸埃希菌由原來的104mL-1降至為0，大豆水解產(chǎn)物可以有

效促進(jìn)有益菌的增殖，抑制有害菌的生長[17]。趙芳芳等通過動物實(shí)驗(yàn)研究大豆肽對雞腸道菌群的影響。將0.2%和0.3%的大豆肽添加到蛋雞的嗉囊、空腸、盲腸、直腸中，對照組中不添加大豆肽的，觀察各組腸道內(nèi)菌種的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加大豆肽的各腸道內(nèi)乳酸菌數(shù)量比對照組增加10倍以上(P＜0.01)；同時添加大豆肽明顯抑制大腸桿菌、好氧菌總數(shù)的增加，與對照組相比細(xì)菌數(shù)量下降10倍以上(P＜0.01)[35]。

表1 大豆蛋白及其水解產(chǎn)物對益生菌增殖效果的研究

還有一些研究人員發(fā)現(xiàn)大豆肽同時也促進(jìn)雙歧桿菌的生長，1986年Van對大豆肽進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其對于依賴外源性氨基酸的細(xì)菌如乳酸鏈球菌、雙岐桿菌有明顯促進(jìn)生長的作用[36]。Zuo等人通過動物體內(nèi)研究實(shí)驗(yàn)，利用胃蛋白酶水解的大豆球蛋白和HCl完全水解的伴大豆球蛋白與對照組β-伴大豆球蛋白喂養(yǎng)小鼠，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對照相比，胃蛋白酶處理的β-伴大豆球蛋白可以著促進(jìn)長雙歧桿菌的生長（P＜0.01），而完全酶解的伴大豆球蛋白在48 h后對長雙歧桿菌的生長沒有顯著影響，而喂養(yǎng)伴大豆球蛋白組的吸光度為0.66±0.77，是對照組的吸光度的6倍，顯著增加了雙歧桿菌的數(shù)量，表明胃蛋白酶水解伴大豆球蛋白蛋白制備得到大豆肽，具有促進(jìn)雙歧桿菌生長的作用[37]。李世成采用動物實(shí)驗(yàn)研究大豆低聚肽對腸道微生態(tài)環(huán)境的影響，結(jié)果表明，喂養(yǎng)大豆低聚肽的大鼠與對照試驗(yàn)組的大鼠體內(nèi)大腸桿菌群分別顯著減少8.45%和2.90%，而喂養(yǎng)大豆低聚肽的大鼠雙歧桿菌群數(shù)和乳酸桿菌群也顯著增加5.45%，可以看出補(bǔ)充大豆低聚肽有抑制腸道條件致病菌增殖、促進(jìn)益生茵的生長作用[38]。因?yàn)榇蠖苟嚯哪艽龠M(jìn)雙歧桿菌的發(fā)酵作用以及促進(jìn)乳酸桿菌的增值作用，經(jīng)常用于生產(chǎn)新型發(fā)酵類的食品，提高生產(chǎn)效率，改善食品風(fēng)味提高營養(yǎng)價(jià)值[39]。

綜上所述，大豆蛋白水解物比大豆蛋白消化吸收性好，致敏性低，同時還具備了大豆蛋白不具有的促進(jìn)微生物增長的作用，被廣泛的應(yīng)用到各種乳粉中。由于益生菌促進(jìn)腸道的吸收，大豆產(chǎn)品的不斷發(fā)展，人們將其應(yīng)用在乳制品的研究發(fā)展中，生產(chǎn)品種多樣的大豆蛋白類乳制品以滿足人們的需求。

4 結(jié)束語

大豆肽的種類繁多，促進(jìn)益生菌的機(jī)制也各不相同，因此它對人體的營養(yǎng)作用還需進(jìn)一步研究。同時，不斷開發(fā)有特定功能的大豆肽，擴(kuò)大大豆肽在乳制品中的應(yīng)用范圍，可促使大豆肽在人類健康中發(fā)揮更大的作用。

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