摘要:大豆肽是指将大豆蛋白水解成3～6个氨基酸的多肽,分子量在1000Da左右。以豆粕为原料,采用发酵法生产大豆肽,通过微生物作用对某些苦味肽基团进行修饰和重组,使小肽之间、小肽与氨基酸之间发生移接、重排,制得的大豆肽具有较好的生理特性和加工特性,克服了酶解法产品苦味大和口感差等缺点,产品广泛用于食品、医药工业。
关键词:大豆肽;发酵;大豆蛋白;蛋白酶
中图分类号:TS201.2文献标识码:A文章编号:1007-6395(2007)02-0055-02
大豆肽的功能特性
大豆多肽是以大豆为基本原料,通过现代生物技术将大豆球蛋白转化为小分子肽。小分子大豆多肽不仅有很好的溶解性、低粘度、抗凝胶形成性,而且在体内消化吸收快,2～3个氨基酸组成的低肽比游离氨基酸有更好的吸收性能,能够完整地通过肠道吸收,作为生物活性肽在组织水平上引起机体的生物学效应。大豆肽蛋白质利用率高,还具有低抗原性,不会产生过敏反应。此外还具有能促进肌红细胞复原,促进脂肪代谢等生理活性。大豆肽克服了大豆蛋白质在营养学上的弱点,具有比大豆蛋白质更丰富的营养和功能特性,是一种极具潜力的功能性食品基料。
大豆肽的生产
大豆肽的生产主要有酶解法和微生物发酵法。酶解法具有产品安全性高、生产条件温和、水解易控制、可定位生产特定的大豆肽等优点,但其缺点是大豆蛋白利用率不高,仅限于少数几种微生物蛋白酶、动物蛋白酶和植物蛋白酶,酶解产肽率相对较低,而且成本高,肽酶价格和脱苦成本都相应增加生产成本。目前研究者正探索豆粕发酵生产大豆肽,其中菌种用于产蛋白酶的黑曲霉。活性微生物菌体直接参与生化代谢,作用于大分子大豆蛋白,修饰某些功能基团;活性微生物菌体可以合成、分泌小肽物质,发酵液蛋白水解度较高,大豆肽收率高,而且风味、色泽等感官特性均优于酶法水解的产物。另外,应用微生物直接脱苦效果好,很有发展前景。黑霉菌的内源酶中存在着广泛的肽酶谱系,且价格低廉、来源广泛,很有发展前景。
发酵法生产大豆肽的工艺
3.工艺流程:
步骤:
(1)菌种活化:液体培养基配制后,灭菌冷却,接入菌种活化,振荡培养12～24h,120r/min,30℃。
(2)粉碎、配料:以豆粕为原料,粉碎细度为100/m的颗粒。经计量后,加入清水与之混合配制混合液,豆粕粉浓度为4%～6%,另外加入少量辅助配
料。搅拌,使混合液均匀。
(3)灭菌:配制好的混合液分装,湿热灭菌,温度121℃,压力0.1MPa,时间20min。
(4)冷却,接菌:灭菌后的混合液降温至25～28℃,按混合液总量的10%接入菌种并摇匀。
(5)发酵:接入菌种后的混合液在发酵罐内进行发酵,发酵温度控制在25～28℃,发酵时间72h,发酵过程中按一定比例向发酵液中通入压缩空气,以提供发酵过程中需要的氧气,并不断搅拌,使物料液发酵充分和均匀。发酵过程中发酵液的pH值应保持在6.5～7的范围内,出现异常时,用HCL及Ca(OH)2进行调节。
6)分离:采用离心方式对发酵液中浆渣进行分离,上清液用于生产大豆肽。
(7)真空浓缩:滤液泵入三效低温真空浓缩,干燥掉料液中的部分水分以符合喷雾干燥要求,浓缩后的浓度在40%～50%,低温干燥的目的是不改变蛋白质性质和大豆肽的活性。
(8)喷雾干燥:浓缩液经喷雾干燥塔气流喷雾干燥后呈颗粒状,其水分含量8%。
(9)筛分:将粉末和大颗粒团分离进行粉碎,经筛分后合格品进行定量包装。
(10)成品:产品进行定量包装后经检验可入库储存。在分离纯化方面,大多采用膜法分离,采用超滤膜和纳米滤膜可有效去除生物大分子、无机盐类,得到所需分子量肽链。也有采用高效毛细管电泳及高压液相色谱进行分离,这些方法分离提纯效率高,但价格昂贵,只能适用于分离分析或价值较高产品分离,不适于大规模工业化生产。
在分离纯化方面,大多采用膜法分离,采用超滤膜和纳米滤膜可有效去除生物大分子、无机盐类,得到所需分子量肽链。也有采用高效毛细管电泳及高压液相色谱进行分离,这些方法分离提纯效率高,但价格昂贵,只能适用于分离分析或价值较高产品分离,不适于大规模工业化生产。
发酵法生产大豆肽的特点
3.3.1改善口感
采用微生物发酵法生产大豆蛋白活性肽,通过微生物作用对某些苦味肽基团进行修饰和重组,使小肽之间、小肽与氨基酸之间发生移接、重排。制得的大豆蛋白活性肽无苦味和异味,口感好,克服了酶解法产品苦味大和口感差等缺点。产品可广泛用于食品和医药工业,采用该方法获得的大豆蛋白混合肽含量可达60%以上。
3.3.2原料的充分利用
一般炼油厂仅仅把榨油后豆粕粉当作动物饲料来处理,这就造成了一定程度上的污染和浪费。以一定浓度的豆粕粉为液体发酵的培养基,经过发酵生产大豆肽,可以一举两得,不仅使豆粕粉这种廉价物得以充分利用,而且可以通过进一步生产加工得到有着良好功能性与营养特性的大豆肽。
3.3.3降低大豆肽生产成本
在微生物发酵豆粕粉过程中产生丰富的蛋白酶,将豆粕粉中的大豆蛋白分解成多肽。可以特异性地切断疏水性多肽末端的两种疏水性氨基酸,降低了多肽溶液的苦味值。因此,发酵法生产大豆肽将大豆蛋白的水解与大豆肽的脱苦步骤合二为一,很大程度上节省了时间,降低了成本。
前景
作为大豆蛋白的一种降解物,大豆肽能有效地改善原料蛋白的各项理化特性(无豆腥味、无蛋白变性、易溶于水、流动性好等),同时还能赋予产品特殊生理活性的功能,是一种非常有前途的功能性食品原料,是目前国内外研究的热点。近年来,替代医学、天然药物、自然疗法已开始被西方社会认识,美国FDA1999年开始,允许大豆蛋白制品标注可以预防心血管疾病的功能,这就意味着健康与保健品将被人类社会重新认识,而多肽类生化保健品的商业化开发将是这个行业的最精彩篇章。
发酵法是国内外生产大豆肽的热点,运用基因技术改善和提高菌种的发酵能力,改善发酵工艺条件,能更充分利用大豆豆粕,减少资源浪费,同时不断改善大豆肽的分离提取技术,提高大豆肽的纯度,还可以运用化学手段对大豆肽进行修饰,使其应用于医药行业,以更加广阔地应用于其它领域。
