大豆活性多肽的价值与前景

大豆活性硒多肽的价值与前景 恩施市硒资源开发利用领导小组办公室 彭祚全 摘要：大豆多肽具有生物活性强、吸收利用快、营养价值高的优点；具有抗癌、抗氧化、 防治心脑血管病、糖尿病、调节和提高免疫功能等功效，是最适合运动员、军人、武警及 公安战士、病人、老人、婴幼儿及时性超体力负荷者等特殊人群的保健品。由于大豆多肽 能够迅速补充优质蛋白质，增加能量，快速恢复体能，促进健康，被称为“21 世纪的维生 素” 。富含天然有机硒是恩施富硒大豆的特色，采用复合生物酶解技术，生产天然有机硒大 豆多肽在国内尚属空白。硒与多肽及其它大豆生物活性物质组成的大豆综合营养素将成为 优质保健食品的典范，具有广阔的应用领域和市场前景。 关键词：大豆多肽 有机硒大豆多肽 复合生物酶解技术 大豆多肽（soy Peptide）具有许多独特的理化性能与生 物活性，是极有开发前景的农产品深加工项目，更是科技含量 很高的现代化产品，市场潜力很大。但是，大豆多肽在我国的 生产和应用几乎还是空白，由于其生产技术还不完善，产品质 量存在睱眦，应用受到限制。随着人们对大豆多肽功能与价值 认识的加深，加之产品质量的提高，大豆多肽必然受市场的欢 迎。开发天然有机硒大豆多肽更具有很好的社会和经济效益， 尤其在 2008 年奥运会来临之际蕴藏着无限商机。 一、 背景 现代营养学研究发现，人类摄食蛋白质经消化道的酶作 用后，大多以低肽形式被吸收，以游离氨基酸形式吸收的比例 很小。进一步的试验证实了肽比游离氨基酸消化更快、吸收更 多，表明肽的生物效价和营养价值比游离氨基酸更高，这也正 是活性肽的无穷魅力所在，而活性肽在我国的研究与开发还未 起步。 生物活性肽是蛋白质中 20 个氨基酸,以不同组成和排列 方式构成的二肽到复杂的线形和环形的不同肽类的总称。活性 肽具有多种人体代谢和生理调节功能,易消化吸收,有调节免疫、 平衡激素、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用，食用安全 性极高，是当前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景 的功能因子。 我国生物活性肽研究开始较晚，研究单位少，基础和应 用研究都很薄弱。个别单位也多从医药角度出发，研究力量及 投入较少，限制了活性肽药食两用功能的发挥，市场上几无国 产产品。 活性肽可按原料来源及保健功能分类，如乳肽、大豆肽、 玉米肽、豌豆肽、卵白肽、畜产肽、水产肽、丝蛋白肽、复合 肽；按功能分类有抗菌肽、抑制胆固醇作用肽、促进矿物质吸 收肽、促消化吸收肽等 9 种。重要的活性肽主要有乳肽、大豆 肽、高 F 值寡肽和谷胱甘肽（GSH） 。其中 GSH 被称为长寿因 子和抗衰老因子，与硒的关系甚为密切，开发前景广阔。本文 主要介绍大豆肽。 大豆亦称黄豆，古代称菽，早在 5000 年前就有栽种，因此 我国是大豆的发源地。在 20 世纪初，我国是世界上大豆主产国。 而在近几十年，由于世界各国对大豆的营养价值，食用价值， 产品价值逐渐认识，加上先进的农业机械化，使美国、巴西的 种植面积和产量都已超过我国，目前，我国和阿根廷的大豆产 量居第三位，年产量 1000 万吨左右。 大豆多肽一般由 36 个氨基酸以肽键相连而形成，它是由 大豆蛋白质酶解后的许多种肽分子混合物及少量游离氨基酸、 糖类、水分及无机盐组成，不仅具有良好的营养特性，而且有 极佳的生理功能和加工特性，是一种非常有前途的功能性食品 原料。许多发达国家很早就意识到了这一点，并研究出了诸多 大豆多肽产品，其中美国和日本都处在大豆多肽生产和利用的 前列，国际贸易与经济效益十分显著。 美国于 70 年代就研究出了大豆多肽，之后 Deltowm Species 公司建成了年产 5000T 的食用蛋白肽工厂，日本也于 80 年代开始将大豆多肽应用于食品工业。如今，仅日本运动员食 用的大豆多肽食品年销售额就高达 30 亿日元，且仍呈上升趋势， 我国近年才开始大豆多肽应用的研究，并取得了一定进展。 在我国目前大豆多肽尚未大量生产，产量少、用量少，价 格是一方面的因素，另一方面大豆多肽存在的苦味及腥味问题 尚未解决好，加之市场对大豆多肽也还缺乏认识，制约着大豆 多肽在食品中的应用。如能在这几方面有所突破，我国必能成 为大豆多肽的消费大国 二、 大豆多肽的营养价值 大豆多肽是大豆蛋白质的水解产物。过去用酸水解，现在 多用酶解。 大豆多肽的氨基酸组成几乎与大豆蛋白质完全一样。必需 氨基酸平衡良好，含量也丰富。 人体需要的 8 种必需氨基酸，是人体不能自身合成而必需 由食物摄取的氨基酸，评价食物的优劣是将食物蛋白质、必需 氨基酸含量及比值与人体必需氨基酸需要模式进行比较，越接 近人体需要模式，越容易被人体利用。 大豆蛋白质中必需氨基酸含量及比值如下： 必需氨基酸 人体氨基酸模式 大豆蛋白质中的含量与比值 mg/kg 比值 mg/kg 比值 异亮氨酸 40 4.0 60 4.3 亮氨酸 70 7.0 80 5.7 赖氨酸 55 5.5 68 4.9 蛋氨酸及胱氨酸 35 3.5 17 1.2 苯丙氨酸及酪氨酸 60 6.0 53 3.2 苏氨酸 40 4.5 39 2.8 色氨酸 10 1.0 14 1.0 缬氨酸 50 5.0 53 3.2 合计 360 384 由上表可以看出，大豆蛋白质所含氨基酸比值与人体需求 较为接近，虽然比不上鸡蛋和牛奶，但在植物食品中是最好的。 只是含硫氨基酸（蛋氨酸、胱氨酸）略低一点（若生产多肽可 以人工强化补充） ，其它氨基酸的比例都很合适。因此，大豆蛋 白质及其多肽是营养价值很高的植物高级蛋白质。 本中心采用复合生物酶解技术生产的大豆多肽，除含有多 肽成分外，还含以下营养成分： 大豆磷脂：是人体细胞膜的组成成分。是保证人体正常代 谢和健康必不可少的物质。具有延缓衰老，降血脂、降胆固醇， 防止动脉硬化，治疗神经衰弱等功效。 大豆低聚糖：能促进对人体有益的双歧杆菌的增殖，抑制 病原菌，防止便秘及腹泻，有保护肝脏及抗癌作用。 大豆皂甙：具有降脂减肥，抗血凝、抗血栓及抗糖尿病、 抗氧化损伤、抗病毒及免疫调节作用，对心血管大有益处。 大豆异黄酮：能防治心血管病，预防骨质疏松，抗癌，抗 氧化损伤，增强细胞免疫功能。 此外，还有维生素 E、多种矿物质、糖类、不饱和脂肪酸、 膳食纤维和无机盐，并且最大限度地保留了天然有机硒。具有 良好的溶解性，低粘度，抗凝性和低抗原性。是一种具有诸多 生物活性的全营养素保健品，存在广阔的应用领域和市场前景。 三、 大豆多肽的生物活性 大豆多肽具有易吸收性 实验发现，大豆二肽和三肽的吸收速度比同一组成的氨基酸 快。由此得出结论，多肽在肠道的吸收率最好。而且人体内实 际上大部分也是以多肽形成直接吸收的。研究证实大豆多肽的 吸收速度和吸收率与其它蛋白质和氨基酸混合物相比都是最高 的，而氨基酸混合物却意外的低，目前已经确认在多肽中以大 豆多肽的吸收率最高。 动物实验表明，低营养老鼠在恢复期对大豆多肽的吸收利用 率最好。因此，在特殊条件下大豆多肽对于维持和改善蛋白质 营养状态是非常必要的。如在酷暑，精神和肉体过度疲劳情况 下，肠胃功能降低；手术后及病后的康复期；婴幼儿及老人消 化功能减弱时；高度的运动和体力负荷，需要大量蛋白质增强 体能时，进食大豆多肽都是非常适宜的。因此，对于运动员； 解放军、武警和公安战士；野外及高强度作业的工人；青少年 学生；孕、产妇及病人等人群，大豆多肽是一种快速补充体能， 非常有价值的营养品。 降低血脂和胆固醇 大豆蛋白与动物蛋白不同的是具有降血脂与胆固醇的作用， 大豆多肽的这种功能更佳，有如下特点： 1、 对于胆固醇含量正常的人，没有降胆固醇的作用； 2、 胆固醇含量正常的人，食用高胆固醇含量的食物如鸡 蛋时，也有防止血清胆固醇值升高的作用； 3、 能将总胆固醇中有害的 LDL、VLDL 值降低，但不会 使有益的 HDL 值降低。因此，大豆多肽可用于生产降胆 固醇、降血压、预防心血管系统疾病的保健食品。 研究发现，大豆蛋白质的胰蛋白酶分解物，相对分子量 在 5000 以上的部分及用微生物蛋白酶分解的未消化物具有 降低胆固醇的效果。 动物实验证实，大豆多肽能使血清胆固醇急剧下降，其 降低胆固醇的作用机制在于其阻碍肠道内胆固醇的再吸收， 降低体内胆固醇的沉积，并能促使其排出体外。 大豆多肽有降低血压的作用 大豆多肽能抑制血管紧张素转换酶的活性，该酶能使血管紧 张素导致未梢血管收缩，血压升高。由于该酶的活性受到多肽 的抑制，防止未梢血管收缩，起到降血压的作用，但对正常血 压没有降压作用。 大豆多肽能促进机体对矿物质的吸收 多肽分子可与钙、锌、镁、铁等离子形成螯合物，保证其 可溶状态，有利于机体的吸收利用。 大豆中的含硫氨基酸能与硒以硒代二硫键的形式结合，形 成天然有机硒，在人体内发挥生理和营养作用。有文献记载， 每 100 克大豆蛋白质含含硫氨基酸（蛋氨酸、胱氨酸）3.14 克, 每 1000 克必需氨基酸中有 17 毫克含硫氨基酸.。补充天然有机 硒大豆多肽也是人类补硒的最佳途径。 大豆多肽与运动员及高负荷体力劳动者体能的关系： 运动员及高体力负荷者首先消耗体内储存的三磷酸腺苷 （ATP ）和磷酸肌酸（CP） ，然后分解糖原，经苯丙氨酸至乳酸。 这一过程是在体内无氧状态下进行的。当氧供给充足时，乳酸 经三羧酸循环水解成 Co2 并产生能量。ATP、CP 、糖原在体内 的储存量与肌肉的量成正比，因此，肌肉量增加体能也将增加。 要使肌肉量增加必须有充分的蛋白质补充。因为在运动和劳 动中同时发生了蛋白质合成的抑制。肌蛋白降解的增加，氨基 酸氧化的增加及葡萄糖异生作用的增加，导致了体内蛋白质利 用的增加。由于多肽易于吸收，能被迅速利用，及时补充可以 减轻肌蛋白降解，维持体内正常蛋白质合成。减轻或延缓由运 动和高负荷劳动引发的其余生理方面的改变，达到抗疲劳的效 果。研究显示，当肌肉消除疲劳时则肌红蛋白减少，饮用大豆 多肽的运动员肌红蛋白减少速度比未服用大豆多肽的快。所以 大豆多肽有加速肌肉消除疲劳的作用，特别适合运动员、解放 军、武警、公安和消防战士、高强度体力负荷的劳动者及病人 等人群。 大豆多肽有促进脂肪代谢的效果 无论是动物肽还是植物肽都能阻碍脂肪的吸收，并能促 进脂肪代谢。在保证足量肽摄入的基础上，将其余能量组分 （如糖、蛋白质、脂肪）降至最低，则可以达到减肥的目的， 且能保证减肥者的体质。这对于运动员，演艺界人士及减肥者 都是十分需要的。 大豆多肽具有比蛋白质更强的能量代谢效果。对小儿肥胖者 使用低热量食品与大豆多肽作对照研究。结果添加大豆多肽的 食品减少皮下脂肪速度快，产热量高，说明大豆多肽更能促进 能量代谢。 大豆多肽是具有极强免疫活性的小分子活性肽。可全面 提高免疫功能，增强人体免疫活性，强化人体免疫能力和抵抗 力。对免疫功能低下，免疫功能退化，免疫功能障碍，免疫功 能缺损，免疫功能受到抑制、损伤、破坏者，能迅速起到提高、 增强、激活和修复作用。在免疫功能受到攻击、侵袭的情况下， 可起到抵制、阻止、防范和保护作用，有效提高人体抗病毒、 抗细菌侵袭的能力。 研究表明，大豆多肽能诱导和促进 T 细胞分化、成熟，调节 T 细胞亚群比值，使 CD4/CD8 比值趋于正常，增强巨噬细胞的 吞噬能力，增强红细胞免疫功能，提高自然杀伤细胞（NK）活 力，提高淋巴因子（IL 2）的产生水平和受体表达水平，增强 外周血单核细胞 r干扰素的产生，从而增强抗病毒能力。提高 血清中 SOD 的活性，能有效地防止幅射和放、化疗及中毒后白 细胞数量的减少，能有效地抑制肿瘤细胞生长，起到改善免疫 功能的作用。 四、 大豆多肽的制备工艺 大豆多肽的生产主要是以大豆或豆粕作为原料，利用化 学方法或酶法将大豆蛋白质水解而成。关键在蛋白的水解。 化学方法是采用酸水解，但氨基酸会受到损害 降低其营养 价值，已很少采用。酶水解法能很好的保有氨基酸的营养价 值，工艺成熟，已被广泛采用。 在生产过程中，可选用胰蛋白酶，胃蛋白酶等动物蛋白 酶。也可使用菠萝和木瓜等植物蛋白酶，但目前应用较广的 主要是枯草杆菌 1389，放线菌 166，栖土曲霉 3942，黑曲霉 3350 和地衣芽孢杆菌 2709 等微生物蛋白酶。 目前较典型的制备大豆多肽的方法是采用低变性脱脂大 豆粕为原料，首先经弱碱浸泡、磨浆分离、酸沉、中和调浆 一系列工序得到约 10%的分离大豆蛋白溶液。接着在 PH8.0，温度为 70条件下加热 10min 提高酶解速率。然后 在 45，酶用量为 E/S=2%。PH8.0 条件下水解，加酸 调值至.,使未水解的蛋白酸沉而除去，升温至 维持钝化蛋白酶然后脱色、脱苦、除盐、 最后真空干燥。 酶法生产大豆多肽尚存在以下问题：大豆中的脂肪氧化 酶氧化大豆不饱和脂肪酸后可生成多种低分子醇、醛和酮等 挥发性成份，从而产生令人难以接受的豆腥味；大豆蛋白质 被酶解成肽后，往往产生不同程度的苦涩味，苦味成分主要 是亮氨酸、蛋氨酸等疏水性氨基酸及其衍生物和低分子苦味 肽。这些疏水氨基酸，平常被掩蔽在蛋白质中，在酶解过程 中，蛋白质被水解而使这类氨基酸暴露出来，并随水解程度 而苦味加重。 解决的办法可采用适当加热。采用除臭除苦工艺（如加 入活性炭作用） ，控制水解程度或特殊酶解处理可以除去不 良风味，确保其营养价值和口味。采用特殊酶解处理和特殊 工艺（复合生物酶解技术和固化酶解技术）可望解决苦味问 题，并可使大豆多肽具有特殊的芳香。 湖北省恩施市是全球唯一硒矿所在地。所生产的大豆含 硒量范围在.534.5mg/kg 。均值约 5mg/kg 左右。由于大 豆中含有胱氨酸及蛋氨酸等含疏氨基酸，硒以硒代二硫键 （s ses）等形式与之结合，成为天然有机硒。这是国内 其它地方所不具有的优势。 有机硒是天然抗氧化剂，在食品添加剂目录中，硒和锌 是微量元素中唯一的两个抗氧化元素。硒是非金属元素中唯 一的元素，而锌也是金属元素中唯一的元素。两元素除与相 应的蛋白质结合发挥抗氧化作用外，还可单独发挥抗氧化作 用，而硒可以在细胞水平上起到抗氧化的作用。大豆多肽及 氨基酸本身也是生物抗氧化剂。大豆中所含有的维生素 E 也 是抗氧化剂，硒与维生素 E 协同作用，加上多肽及氨基酸本 身的作用，其抗氧化作用会大大增强。由此可见，大豆多肽 的多重生理功能和营养价值是不可多得的。 从富硒大豆中提取大豆硒多肽是一个新的课题，国内尚 属空白，国外也未见报告。传统的酸水解法、酶解过程中的 酸碱中和、过滤，用胃蛋白酶的水解部位恰在二硫键的位置 等因素，使硒损失殆尽。采用经豆浆直接酶解、清洗并滤去 豆渣，浆液直接减压浓缩或喷雾干燥，可以避免硒的损失。 且具有减少工艺，降低成本，不使用化学药品等优点。用该 法制备的硒多肽对人工铅中毒兔进行排铅试验，经 15 天饲 喂，实验兔血铅下降 60%，而对照兔仅下降 8.9%。说明硒 多肽具有排铅解毒作用。 五、 大豆多肽的应用及前景 大豆多肽具有不同于蛋白质和氨基酸的生物学特点，其 生物活性强、营养价值高，应该具有更广泛的应用和更广阔 的前景。 在营养疗效食品中的应用 大豆多肽具有易消化吸收且吸收速度快的特性，最适合用 于特殊病人的营养剂。特别是消化系统中肠道营养剂和流汁食 品，应用于康复期病人，消化功能衰退的老人及消化功能未成 熟的婴幼儿，满足他们对氨基酸的需要。此外，大豆多肽还可 以添加到其他食品中可以起到保健作用。 在功能和保健食品中应用 大豆多肽能与机体中的胆酸结合，具有降胆固醇