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大豆非蛋白成分与蛋白质的互作


Ⅵn哪.chinadairy.net
rpgy@chinajournal.net.cn

中国乳品工业
d@/ry INDUSTRY

大豆非蛋白成分与蛋白质的互作
欧仕益
(暨南大学食品科学与-v-,li系,广州510632)
摘要:综述了国内外有关植酸、皂苷、膳食纤维、低聚糖、生物碱、酚

类与蛋白质互作并影响蛋白质消化率的研究进展.以期为正确引 导“双蛋白”产品开发提供参考。
关键词:双蛋白;非蛋白成分;蛋白质;互作

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Interaction between non‘_。protein oU Shi一妒 pepartment of

components

in soybean and protein

Food Science and

Engineefing,Jinan University,Guangzhou 510632,China)
components,

Abstract:In order such笛phytic

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provide some theretical background for develop幻喀dual protein mixture,the interaction of non—protein

acid,saponm,dietary fiber/oligosaccharides,alkloids and phenolic substances with protein were reviewed in this article. Key WOFrlS:dual protein;non-protein components;protein;interaction







2皂苷
大豆含皂苷2%-4%t习.它是大豆的一种功能性成 分,具有降血脂和抗癌肿功能。皂苷可与蛋白质进行 共价和非共价结合.它与蛋白质结合后。蛋白质空间 结构发生改变,热稳定性更高.不利于蛋白酶的降 解I司。当大豆皂苷的添加量为1 g/L时.胰蛋白酶(180 min后)对大豆球蛋白(Glycinin)和JB一大豆球蛋白(口一 Conglycinin)的降解率分别下降43%和61%{s。

2006年.上海召开的“中国大豆食品产业圆桌峰 会议”提出了“双蛋白”概念和“双蛋白”战略[11。其内涵 是:以植物蛋白质为基础.实行植物蛋白与动物蛋白 开发并举。 但是,两年多来.国内有数十家食品企业将“双蛋 白”工程单纯理解为开发动物蛋白+植物蛋白复合产 品,市场上出现了许多带“双蛋白”标签的乳制品。由 于植物种子中存在一些抗营养因子闭.它们在加工过 程中会与蛋白质发生理化反应(互作)。从而可能给牛 奶蛋白的营养甚至安全带来潜在影响. 本文综述了大豆中非蛋白成分与蛋白质互作的 研究进展,以期为“双蛋白”制品开发提供参考。


3生物碱
大豆中生物碱质量分数约为2%.主要有羽扇豆 碱、金雀花碱、羽扇烷宁、臭豆碱161。尽管目前还未有生 物碱影响蛋白酶催化活性的报道。但我们推测,它可 能影响蛋白质消化,因为生物碱可与单宁互作(图1) 形成复合物[-q,而单宁易与蛋白质反应。





植酸为大豆次生代谢产物.质量分数为0.4%~ 0.5%plg众多报道表明它抑制蛋白酶对植物蛋白质的 水解[41。如玉米蛋白、高梁蛋白、大豆球蛋白、大豆分离 蛋白和其它豆类蛋白.同时。也发现其降低胃蛋白酶 活性[41。植酸抑制蛋白质消化的机理是:通过其螯合的 二价金属离子与蛋白质之间形成“桥梁”.从而使蛋白 质聚合而难于被酶作用.并依据同样机理而使酶蛋白 活性下降嗍。
收稿日期:2009—07—17 作者简介:欧仕益(1963一),男,教授,从事食品化学方面的研究。 圈t生物碱与单宁的互作

48 2010年第了汐卷第7期f,总第230期) 万   方数据

Monographs专题论述

4膳食纤维和低聚糖(单糖)
膳食纤维从两方面抑制蛋白质的消化.一是包裹 蛋白质和蛋白酶.从而阻止蛋白质降解嘲;二是增加肠 胃中饱腹肽的释放从而抑制蛋白质消化嘲。大豆低聚 糖主要有水苏糖、棉子糖(乳糖、蔗糖)。它们干扰动物 对蛋白质的消化.其详细机制不是很清楚.有人认为 低聚糖会与蛋白质中的一些氨基酸如脯氨酸结合/,X 而阻止蛋白质的消化嗍。此外,大豆中还含有一些还原 糖,如甘露糖、葡萄糖,它们在热加工过程中与蛋白质 发生Maittard反应而降低蛋白质效价。

赖氨酸的反应模式可用图3表示。由图3可以看出.酚 类可直接与赖氨酸反应。也可与其氧化物醌反应。当 酚类被氧化成醌后(酚氧化在常温和热加工过程中都 易发生),醌作为亲电中间物更易与亲核试剂如蛋白 质中的赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸反应,从而 降低氨基酸的生物有效性并引起蛋白质交联。Krotl 等旧用黄烷酮、芹菜苷、莰非醇、槲皮素、杨梅素的酚衍 生物(醌)与血红蛋白在常温下反应,发现不同酚类与 赖氨酸的反应活性存在很大差别.赖氨酸生物有效性

降低¨3.5倍。研究表明.单宁和阿魏酸可使大豆分离
蛋白中赖氨酸的生物有效性降低1倍多1131。

苯甲酸衍生物

肉桂酸衍生物

黄酮类物质

图2主要酚类物质

酚类(包括其糖苷)不仅含量高。组分复杂.而且 非常活泼.它们至少可能以5种方式与蛋白质发生互 作.分别是氢键、疏水交互作用、丌键、离子键和共价 键11lJ。酚类与蛋白质互作形成絮状物影响含蛋白质饮 料的稳定性常常成为食品加212和贮藏过程中较难解 决的问题,在此不再阐述。下面主要讨论酚类与蛋白 质中氨基酸发生的主要反应以及酚类对蛋白质消化 的影响. 6.1 酚类物质与赖氨酸的反应 赖氨酸有活泼的8一NH:,因此,无论游离态还是 结合态(蛋白质中)的赖氨酸反应活性都较高。酚类与

6.3与芳香族氨基酸的反应 酚类都是较好的抗氧化剂.它们作为抗氧化剂的 基本条件是能在苯环中形成稳定的自由基.但这些自 由基容易将电子转移到芳香族氨基酸如苯丙氨酸、酪 氨酸和色氨酸上[ul。典型的反应如图5所示。 酚类与芳香族氨基酸反应显著降低氨基酸生物 有效性。Kroll等[t日用5种酚类与血红蛋白反应,发现色 氨酸生物有效性下降2 ̄16倍。 从酚类与蛋白质中氨基酸的反应模式看.其氧化 物醌的反应活性更高。醌的产生既可通过多酚氧化酶 催化(热加工可杀酶而避免此类反应)。又可在加热时

直接氧化形成半醌和醌。加热时.pH值在和10的范围内
酚都可直接氧化为醌11q,且pH值越高,氧化速度越快。

V01.38,No.—1——2—0——10——(total——230—)—49 万   方数据

之前.人类主要通过果蔬、茶、咖啡摄入 酚类。每日摄人量低于1 g【m。大豆酚类物 质含量高.食用量大.更为值得注意的 是.在“双蛋白奶”加工过程中。以下因素

会加剧中酚类与蛋白质互作。①牛乳蛋
白氨基酸组成与大豆品种的改变:牛乳 中的半胱氨酸、赖氨酸、色氨酸、酪氨酸 含量显著高于豆奶IZT].加上目前市场上广 泛采用酚类物质含量更高的抗草苷膦 转基因大豆品种嗍.酚类与牛乳蛋白中 特定氨基酸间的互作更为强烈.有可能 因为增加酚/醌类与氨基酸反应复合物

的摄入而造成新的食品安全问题。②灭
菌工艺的改变:牛乳灭菌一般可采用巴 氏灭菌或uHT灭菌。由于大豆携带的细 菌芽孢和霉菌孢子多.加工时往往需要 高压灭菌(一般121℃20 rnin左右)阁.如 此剧烈的灭菌条件将大大促进酚氧化成

I Clt



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醌以及酚/醌类与蛋白质的互作。③碱处
理:在“双蛋白”复合饮品中。有的采用大 豆分离蛋白作为大豆蛋白源嘲。由于浓缩 效应,大豆分离蛋白中酚类物质(大豆异黄酮)含量比 大豆籽粒中高10% ̄30%£m.加之大豆分离蛋白采用碱 法制备.因而酚类物质更易转变为醌而增加其与牛乳

图4蛋白质中半胱氨酸与酚类反应模式


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蛋白的互作。④牛乳中牛磺酸和其它游离氨基酸含量
OH

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羔器篙一黑心

较高:牛乳中含有0.46%的游离氨基酸和约4 mg/1009 的牛磺酸㈣,游离氨基酸更易与醌类发生褐变反应。 酚类与蛋白质中的氨基酸反应不仅导致蛋白质 生物效价和消化率下降。而且影响生物活性酚类、特 别是大豆异黄酮的生物有效性。






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图5阿魏酸形成自由基后与蛋白质中酪氨酸的反应[1Sl

大豆中存在的非蛋白成分、特别是次生代谢成分 酚类易于与蛋白质发生互作,影响蛋白质消化率,降 低一些必需氨基酸和大豆异黄酮的生物有效性.并有 可能带来潜在食品安全问题。而牛奶中容易与植物此 生代谢成分互作的氨基酸如赖氨酸、半胱氨酸、色氨 酸等含量比豆奶更高,因此。充分利用豆奶和牛奶的 营养互补绝不是简单的复配问题.应慎重开发“双蛋 白奶”产品。 参考文献:

在蛋白质酶解过程中.酚类不仅与被降解蛋白发 生互作,它们也与酶互作从而降低蛋白酶活性。K_roU 等㈦研究发现.加入0.28 mmol/g蛋白质的绿原酸可使 胰蛋白酶、胃蛋白酶和菠萝蛋白酶的活性分别降低 60%,40%和80%。因此,食用酚类与蛋白质互作物后, 蛋白质的生物效价将显著降低。R.ohn等1,61采用大豆分 离蛋白与绿原酸、槲皮素等酚类反应的物质饲喂小白 鼠。发现蛋白质的生物效价和小白鼠体重显著下降。 不过.也有酚类引起某些酶活性和蛋白质水解增加的 报道旧.意味着不同酚类对蛋白质的作用机制不同。 在“双蛋白奶”面世和豆奶未成为人们日常饮品 _“———————————————————————————————————————_ ,02010年第38卷第t期(总第230期)

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大豆非蛋白成分与蛋白质的互作
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 欧仕益, OU Shi-yi 暨南大学食品科学与工程系,广州,510632 中国乳品工业 CHINA DAIRY INDUSTRY 2010,38(1)

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