大豆蛋白與大豆肽的生物活性及加工特性研究進展

劉新旗， 夏紹琪， 張 弛

(北京工商大學 食品與健康學院， 北京 100048)

大豆原產(chǎn)于中國，在中國各地區(qū)種植有長達4 000多年的歷史，也是我國傳統(tǒng)飲食中非常重要的蛋白質(zhì)來源。早在公元前240年，《荀子全書》中就有食用大豆粥的記載，公元前200年，發(fā)酵豆醬首次在《五十二病方》中被提及。到公元1578年，《本草綱目》已經(jīng)開始討論多種大豆及其制品，提出豆腐乳、豆腐皮等的做法。自18世紀以來，法國和英國已開始進行一些種植大豆的試驗，但尚未得到進一步發(fā)展。自1930年以來，美國開始種植大豆，如今已成為世界上產(chǎn)量最大的國家[1]。在歐美國家，大豆蛋白食品也逐漸受到歡迎，并已以各種形式得到利用，例如豆腐、豆醬、納豆、腐竹等。

大豆富含多種生物活性成分，大豆蛋白是主要活性成分之一。大豆蛋白包含所有人體必需氨基酸，能夠給人體提供良好的氨基酸平衡，是膳食中植物性蛋白的重要來源，也一直是中國人傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)食用蛋白的主要來源之一[2]。大豆組成復雜，并含有較多的抗營養(yǎng)因子，在應用方面受到一定的限制。通過食品加工技術(shù)得到的大豆分離蛋白，因能夠去除大豆中主要的抗營養(yǎng)因子，具有更安全、營養(yǎng)且加工特性良好的特點。大豆分離蛋白可發(fā)揮降低膽固醇，提高機體免疫力，緩解骨質(zhì)疏松，改善腸道菌群平衡等功效。此外，大豆蛋白原料成本較低且具有優(yōu)良的加工特性，例如膠凝性、乳化性以及目前研究較熱的組織化大豆蛋白，使大豆蛋白產(chǎn)品在食品營養(yǎng)與加工等領域中顯示出廣闊的應用前景。

本文重點闡述了大豆蛋白的生產(chǎn)工藝、食用安全性、大豆蛋白及大豆肽的營養(yǎng)作用，以及大豆蛋白的主要加工特性；分別在生理活性和加工特性部分探討了大豆蛋白與益生菌的關(guān)系以及人造肉等目前較新的研究領域；介紹了大豆分離蛋白和大豆肽的生產(chǎn)工藝上的最新進展，比較了現(xiàn)在加工工藝及新工藝的差異，提出了新工藝優(yōu)勢和特點，希望為大豆蛋白的開發(fā)利用提供較為全面的理論參考。

1 大豆蛋白的生產(chǎn)工藝

以平均干物質(zhì)計，大豆約含40%的蛋白質(zhì)和20%的油脂。經(jīng)過浸出法提取油脂后，豆粕在低溫條件下脫除溶劑，大豆蛋白質(zhì)基本不發(fā)生變性。利用低溫脫溶工藝產(chǎn)出的豆粕，俗稱白豆片，可以進一步生產(chǎn)為大豆蛋白粉、大豆?jié)饪s蛋白、大豆分離蛋白等大豆蛋白產(chǎn)品。大豆蛋白粉又稱為脫脂豆粉，其蛋白質(zhì)含量一般為50%～65%，大豆蛋白粉是豆粕粉碎后的粉狀蛋白產(chǎn)品。大豆?jié)饪s蛋白(soy protein concentrate，SPC)是豆粕除去大量低分子可溶性非蛋白成分后的剩余物，以干基計粗蛋白含量為65%～90%[3]。大豆分離蛋白(soy protein isolate，SPI)是目前最主要的大豆蛋白產(chǎn)品，是一種蛋白質(zhì)含量較高的功能性食品添加劑或食品原料，具有多種優(yōu)良的加工特性，被廣泛地應用于食品工業(yè)。目前生產(chǎn)大豆蛋白的傳統(tǒng)加工工藝是利用堿溶酸沉的原理進行大豆蛋白的生產(chǎn)，pH值在4.5左右時，蛋白質(zhì)處于等電點狀態(tài)而凝聚沉淀下來，經(jīng)分離可得到沉淀的蛋白，然后再中和噴霧干燥得到大豆分離蛋白粉。由于在酸沉過程中蛋白質(zhì)的等電點沉淀蛋白質(zhì)表面的疏水性作用非常強，色素、極性脂質(zhì)等物質(zhì)會吸附在蛋白質(zhì)表面與其一同沉降，導致大豆蛋白產(chǎn)品的顏色較深、豆腥味較重，嚴重影響了大豆蛋白在食品領域的應用；同時現(xiàn)在的堿溶酸沉的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)一噸蛋白質(zhì)至少需要產(chǎn)生24噸的廢水，一個年產(chǎn)一萬噸的大豆蛋白生產(chǎn)線要排放24萬噸的廢水，導致嚴重的環(huán)境污染，由此大豆蛋白深加工行業(yè)成為國家政策上嚴格限制發(fā)展的行業(yè)之一。

產(chǎn)品無豆腥味、顏色好，并且生產(chǎn)中廢水排放量少是大豆蛋白行業(yè)急需，而且必須提高和改進的技術(shù)問題。劉新旗[4]發(fā)明的新的大豆分離蛋白生產(chǎn)工藝，采用對低溫豆粕進行預處理，然后直接萃取蛋白的工藝生產(chǎn)大豆分離蛋白。這個工藝避開了酸沉過程中由于疏水性的作用，色素、極性脂質(zhì)等物質(zhì)吸附在蛋白質(zhì)表面的影響，得到的大豆分離蛋白豆腥味大幅度降低，色澤明顯改善。該工藝最大的特點是生產(chǎn)用水只是原來堿溶酸沉工藝的一半，而生產(chǎn)一噸大豆分離蛋白的廢水排放量僅為一噸左右，僅僅是原來堿溶酸沉工藝的二十分之一；同時由此工藝獲得的大豆分離蛋白幾乎沒有大豆特有的豆腥味，色澤也趨于乳白色。該工藝的這些特點將會為進一步擴大大豆分離蛋白的應用領域和范圍，改善現(xiàn)有蛋白加工制品的品質(zhì)和質(zhì)量提供非常有利的支撐；同時將會給大豆蛋白行業(yè)的發(fā)展帶來較大的發(fā)展空間，為國內(nèi)大豆分離蛋白的加工提供新的途徑。該生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟，并正在國內(nèi)加緊實施和推廣。

2 大豆蛋白的食用安全性

2.1 大豆中的抗營養(yǎng)因子

大豆中含有胰蛋白酶抑制劑、凝集素等多種抗營養(yǎng)因子。這些抗營養(yǎng)因子能影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用和新陳代謝并引起一系列不良反應，在一定程度上限制了大豆的應用[5]。胰蛋白酶抑制劑主要存在大豆籽實的子葉中，約占大豆蛋白的6%，其中以kunitz 胰蛋白酶抑制劑(STI)和bowman-birk胰蛋白酶抑制劑(BBI)的影響最為嚴重。STI主要抑制胰蛋白酶，對糜蛋白酶的抑制作用較弱，BBI對胰蛋白酶、糜蛋白酶均有較強的抑制作用[6]。一般認為，小腸內(nèi)胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶與胰蛋白酶抑制劑迅速反應、結(jié)合而失活，蛋白質(zhì)消化率降低，從而導致外源氮的損失，通過反饋機制造成胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶過度分泌，從而導致內(nèi)源氮和含硫氨基酸損失而阻礙動物的生長發(fā)育[7]。

大豆凝集素是一種高親和性的糖蛋白，在大豆中的含量為3%。大豆凝集素是一個由4個亞基組成的四聚體，在動物消化道中不被蛋白酶水解，對糖分子具有高度的親和性。凝集素可以和小腸壁上皮細胞表面的特定受體(多糖)結(jié)合，從而破壞小腸壁刷狀緣黏膜結(jié)構(gòu)，干擾刷狀緣黏膜分泌多種酶的功能，消化道的消化和吸收營養(yǎng)物質(zhì)的能力大幅降低，使動物機體蛋白質(zhì)利用率下降、生長受阻甚至停滯。大豆中主要的抗營養(yǎng)因子均對熱不穩(wěn)定，因此在大豆分離蛋白的加工過程中，通過溫度超過120 ℃以上的閃蒸殺菌能夠有效失活蛋白酶抑制劑以及凝集素等抗營養(yǎng)因子，從而提高大豆分離蛋白食用安全性。在國家植物蛋白標準里面這些抗營養(yǎng)因子多被限制。

此外，脲酶也是大豆中重要的抗營養(yǎng)因子之一。一般脲酶并沒有毒性作用，但在一定溫度和pH值條件下，生大豆的脲酶遇水迅速將含氮化合物分解成氨，從而引起氨中毒。脲酶活性通常用來判斷大豆受熱程度和評估胰蛋白酶抑制劑活性。國家頒布的有關(guān)大豆制品中抗營養(yǎng)因子檢測標準中均以脲酶活性作為大豆制品中“抗營養(yǎng)因子”的指標，一般利用其熱不穩(wěn)定性，經(jīng)適宜的加熱處理可將其失活，從而排除其潛在的危害性。

2.2 大豆蛋白的致敏性

一些研究發(fā)現(xiàn)，大豆蛋白可能存在一定的致敏性，特別對于一些特殊人群。研究調(diào)查了具有對蛋白質(zhì)過敏癥狀兒童的臨床反應，使用的診斷測試是放射性過敏吸附試驗(RAST)、皮膚點刺試驗(SPT)或選擇食物與安慰劑對照的雙盲試驗(DBPCFC)。Giampietro等[8]研究了317名具有過敏體質(zhì)的兒童，發(fā)現(xiàn)RAST陽性率為22%，但DBPCFC僅有3%為陽性。Burks等[9]在一項針對165名蛋白過敏患者的研究中，發(fā)現(xiàn)兒童服用大豆分離蛋白顯示SPT陽性率為13%，DBPCFC陽性率為1.8%。這些數(shù)據(jù)顯示蛋白過敏體質(zhì)的兒童對于大豆分離蛋白過敏率相對較低。另一些研究表明，當大豆蛋白替代牛乳基配方奶粉時，具有牛乳蛋白過敏的嬰兒可能也會發(fā)生大豆蛋白的過敏，但數(shù)量較少。Bock等[10]報道，當服用豆基配方奶粉時，54名對牛乳基配方奶粉過敏嬰兒中只有4名(7%)出現(xiàn)大豆蛋白過敏。在Klemola等[11]的研究中，80例牛乳過敏嬰兒中有8例(10%)發(fā)生豆基配方奶粉過敏。因此大豆蛋白可以作為牛乳蛋白過敏患者的替代品，以降低其過敏性。

關(guān)于大豆蛋白的食用安全性，美國FDA認為，大豆分離蛋白是安全的，并將其列入美國FDA 評價食品添加劑的安全性指標(GRAS)；同時FDA的GRAS數(shù)據(jù)庫也顯示：一項為期24周，針對6名有代謝問題的男性的研究，未顯示大豆分離蛋白有任何不良反應。在楊月欣等[12]主編的《營養(yǎng)功能成分應用指南》關(guān)于A303大豆蛋白質(zhì)的科學報道中，并未指出有明確的不適宜人群；同時其對于大豆蛋白安全性的研究也顯示，急性毒性、遺傳毒性、慢性毒性與致癌性和生殖與發(fā)育毒性均尚未見相關(guān)文獻報道，而亞慢性毒性顯示：口服大豆蛋白60 g/d，持續(xù)16周沒有副作用。Mardon等[13]對用大豆蛋白飲食喂養(yǎng)的小鼠進行了長期的觀察，從出生到18個月齡，小鼠的體重與不含大豆飲食的對照組相比并沒有明顯變化。總的來說，目前認為大豆蛋白對人體是安全的，而對于具有蛋白過敏體質(zhì)的人群包括嬰兒和兒童具有較輕的致敏性，其致敏性相較于牛乳蛋白要低。

3 大豆蛋白的生理功能

3.1 降血脂作用

近來，人們對大豆蛋白的健康功效給予了相當大的關(guān)注，特別是其可以通過降低血液中低密度脂蛋白(LDL)的含量，降低心血管疾病(CVD)的風險。許多動物試驗和人體試驗均證明，攝入大豆蛋白能夠降低血清中膽固醇的含量。Kayukov等[14]對喂食高鹽飼料和添加大豆蛋白的高鹽飼料的Wistar大鼠的超聲心動圖變化測量發(fā)現(xiàn)，高鹽攝入會導致心臟損失，而大豆蛋白則可以抵消這一過程。Mejia等[15]進行了一項對46項研究的分析，與非大豆蛋白對照組相比，服用劑量為25 g/d的大豆蛋白，持續(xù)6周，志愿者血液中的LDL膽固醇和總膽固醇水平均顯著降低約3%～4%。Sirtori等[16]對1995年以來的33項關(guān)于大豆蛋白與膽固醇關(guān)系的隨機對照試驗進行分析，進一步證實了大豆蛋白能有效降低膽固醇水平，效果與膽固醇最初在體內(nèi)的含量有關(guān)。許多研究表明，大豆蛋白中生物活性肽具有降膽固醇的生物活性，這些活性肽主要通過調(diào)控LDL受體(LDLR)和膽汁酸的機制發(fā)揮作用[17]。此外，美國和加拿大等一些國家的大豆蛋白的功能聲稱也認為，每日攝入25 g大豆蛋白能夠降低CVD的風險。

3.2 提高免疫力功效

大豆蛋白對體液免疫功能有顯著的提高作用,對炎癥反應有一定抑制作用[18]，大豆蛋白可以抑制脾臟組織中的炎癥標志物腫瘤壞死因子-a[19]。研究發(fā)現(xiàn)，大豆球蛋白可致18日齡斷奶仔豬的腸道肥大細胞數(shù)量和組胺釋放量提高[20]；大豆球蛋白和β- 伴大豆球蛋白日糧降低了埃及胡子鲇魚、鯉魚的紅細胞數(shù)目及血紅蛋白含量[21]，提高了小鼠脾細胞上清液IL-4、IL-5和IFN-γ水平[22]，飼喂豆粕日糧的大西洋比目魚免疫基因表達發(fā)生了變化[23]，仔豬血清的大豆抗原特異性抗體滴度升高[24-25]，小鼠T-AOC和抗氧化酶(SOD、GSH-PX、CAT)活性顯著下降[26]。劉明美等[27]發(fā)現(xiàn)，大豆低豐度蛋白提取物通過增加小鼠血液的白細胞、淋巴細胞、中性粒細胞數(shù)目，提高脾臟指數(shù)及脾臟IL-2、TNF-α基因相對表達量；大豆低豐度蛋白提取物對小鼠抗氧化能力的影響表現(xiàn)為先降低后增強的現(xiàn)象。因為大豆蛋白對體液免疫功能的顯著作用，具有提高免疫力保健功能的大豆蛋白粉的市場也越來越大。

3.3 對益生菌及腸道菌群的影響

益生菌是一類當足夠量定植于機體腸道或生殖系統(tǒng)內(nèi)，能改善宿主微生態(tài)環(huán)境從而發(fā)揮其對宿主健康有益功效的活性微生物[28]。利用益生元來調(diào)節(jié)腸道菌群，也日益受到研究人員的關(guān)注。益生元被定義為“一種能夠選擇性發(fā)酵并允許胃腸道菌群組成或活性發(fā)生特定的變化，從而有益于宿主健康的物質(zhì)”。腸道微生物的主要生長基質(zhì)來源于飲食，由未被上消化道吸收的食物組成[29]，同時還從不可消化的低聚糖、膳食纖維和到達結(jié)腸的未消化蛋白質(zhì)和內(nèi)源性來源的物質(zhì)中獲得生長基質(zhì)。這其中，具有潛在益生元功效的蛋白質(zhì)越來越受到研究人員的關(guān)注。有研究表明，大豆分離蛋白經(jīng)過中性蛋白酶水解后能夠促進益生菌的增殖，1%的添加量可以使保加利亞乳桿菌的增殖速度提高將近一倍。Butteiger等[30]為了比較了大豆蛋白與乳蛋白對倉鼠腸道菌群的影響，分別用含乳蛋白分離物、大豆?jié)饪s蛋白、部分水解大豆分離蛋白和完整的大豆分離蛋白的飼料喂養(yǎng)小鼠，6周后發(fā)現(xiàn)，每種大豆蛋白喂養(yǎng)組的腸道微生物多樣性都高于乳蛋白喂養(yǎng)組，且雙歧桿菌較多。An等[31]研究了大豆蛋白對腸道環(huán)境的影響，監(jiān)控飼喂試驗飼料的大鼠盲腸環(huán)境的變化，發(fā)現(xiàn)大豆蛋白可通過影響腸道益生菌的發(fā)酵和腐敗化合物的生成從而改善腸道環(huán)境。在斷奶的豬仔飼料中以30 g/(kg BW)和60 g/(kg BW)的水平添加酪蛋白或大豆粉后也能促進其腸道益生菌的增殖，且高水平添加量促進效果更顯著，斷奶期間充足的飼料攝入促進了有益細菌的增殖，從而有助于改善腸道健康[32]。

3.4 改善骨質(zhì)疏松的作用

骨質(zhì)疏松易發(fā)生于老年人和絕經(jīng)后的女性，老年人由于年齡的增長骨質(zhì)逐漸流失而發(fā)生骨質(zhì)疏松癥。女性絕經(jīng)后的骨質(zhì)疏松癥是一種常見的病癥，其中雌性激素組成的降低會改變骨骼中的礦物組成，從而導致礦化骨組織的損失和結(jié)構(gòu)性衰竭[33]。研究表明，攝入大豆蛋白對骨骼可以起到適度的有益作用。利用卵巢摘除動物作為絕經(jīng)模型來模擬研究絕經(jīng)女性攝入大豆蛋白對骨吸收和骨生成的影響。隨著大豆蛋白的攝入，不論卵巢激素狀態(tài)如何，均改善了雌性大鼠骨的生物力學特性[34]。針對絕經(jīng)女性進行的人群實驗表明，補充大豆蛋白粉比大豆分離蛋白能夠更有效地緩解骨質(zhì)疏松[35]。此外，大豆異黃酮可通過增加正常體重個體的骨密度，減少超重/肥胖個體的骨吸收，來預防骨質(zhì)流失[36]。大豆蛋白對絕經(jīng)女性隨高齡化而產(chǎn)生的骨質(zhì)疏松癥起到一定的改善作用和預防作用，但大豆蛋白的攝入可能會伴隨其他激素水平上升，相關(guān)作用機制仍需要更深入的研究。大豆蛋白在改善骨質(zhì)疏松癥方面的前景廣闊，將其與其他物質(zhì)復合使用是改善骨質(zhì)疏松癥的方法之一。

4 大豆肽的生理活性及生產(chǎn)工藝

大豆肽作為大豆蛋白水解后的小分子產(chǎn)物對健康具有諸多益處，除了提高免疫力[37]、調(diào)節(jié)腸道環(huán)境[38]和降低膽固醇[39]等作用外，大豆肽還被開發(fā)出一些新的生物活性。有研究表明，大豆肽可以防止還原型谷胱甘肽的降解和細胞抗性氧化酶活性的上調(diào)。經(jīng)大豆肽處理后，刺激抗氧化酶和Nrf2信號通路的基因表達水平上升[40]。大豆肽能改善力竭運動大鼠的心功能和血流動力學，通過改善力竭運動大鼠心肌組織的病理改變，下調(diào)力竭運動大鼠心肌組織中LC3、Beclin-1和Atg7的基因表達水平，從而發(fā)揮保護心臟的功效[41]。Wu等[42]在分子水平上描述了大豆肽與運動疲勞相關(guān)的信號通路的關(guān)系，系統(tǒng)地討論了大豆肽對骨骼肌蛋白質(zhì)合成、活性氧介導的骨骼肌蛋白質(zhì)降解和骨骼肌糖原代謝的影響，為大豆多肽作為營養(yǎng)補充劑從而緩解運動性疲勞提供了理論依據(jù)。大豆肽還被證明具有保肝作用，富硒大豆肽可使四氯化碳引起的細胞凋亡率下降，通過多種途徑減輕肝纖維化[43]。研究發(fā)現(xiàn)，大豆肽可以抑制過氧化氫、丙二醛和氧化型谷胱甘肽誘導的肝癌細胞活性氧的產(chǎn)生[40]。Liu等[44]也證實了大豆肽對肝病的治療作用，發(fā)現(xiàn)大豆寡肽可以抑制肝癌細胞增殖并誘導細胞凋亡。周勇等[45]基于大豆肽對肝臟的保護作用，發(fā)現(xiàn)大豆肽具有顯著的解酒作用，并認為這可能與其可提高肝組織谷胱甘肽水平并降低丙二醛水平等抗氧化作用有關(guān)。此外，大豆肽還被證明可在一定程度上通過增強蛋白質(zhì)合成代謝和減少蛋白質(zhì)分解代謝，同時降低體內(nèi)氧化應激水平，從而有效預防或改善肌肉萎縮[46]。老年人對蛋白質(zhì)的消化和吸收能力會出現(xiàn)很大程度的降低，蛋白質(zhì)營養(yǎng)的缺失會成為老年人的主要營養(yǎng)問題，也是導致老年人肌肉萎縮、免疫能力下降的主因。大豆肽作為易消化、吸收快的蛋白質(zhì)營養(yǎng)源，在我國這樣老齡化人口將會達到30%以上的社會具有廣闊的應用潛力和巨大的市場價值。

大豆肽的生產(chǎn)加工方面，最近國內(nèi)也有較大的進展。生產(chǎn)工藝上的難點是既要保證大豆蛋白原有的氨基酸平衡，還要保證肽分子量的大小均一且游離氨基酸含量少，進而保證食用后的吸收效率，為人體提供大豆蛋白應有的氨基酸營養(yǎng)。國內(nèi)采用了多酶分步定向酶解技術(shù)，突破了高酶低效及酶切位點隨機性大的技術(shù)瓶頸，顯著提升了酶解度與收率；同時也采用了無污染一次性分離濃縮連續(xù)化生產(chǎn)工藝技術(shù)，解決了無法連續(xù)化生產(chǎn)的難題，突破了高溫濃縮能耗大、產(chǎn)品褐變嚴重的技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)廢棄物排放。大豆肽的苦味和澀味一直是生產(chǎn)上需要解決的技術(shù)問題，由于肽分子中的疏水性的必需氨基酸含量比較高，常用的采用活性炭、硅藻土或樹脂進行脫苦、脫臭處理會很大程度上降低大豆肽本身的營養(yǎng)價值，很多疏水性的必需氨基酸會被脫除掉。采用多酶分步定向酶解技術(shù)將大豆蛋白的分子結(jié)構(gòu)徹底分解開，提高生物酶的作用基點，可以有效改善大豆肽的口感問題。

5 大豆蛋白的加工特性

5.1 凝膠性

蛋白凝膠是指蛋白質(zhì)發(fā)生聚集后，聚集體間進一步形成的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。當?shù)鞍踪|(zhì)形成聚集體后，通過加熱或添加各類凝固劑(如酸類、鹽類凝固劑等)，會形成大豆蛋白熱致凝膠或冷致凝膠，其區(qū)別在于蛋白濃度的高低與成膠的方式。在大豆蛋白熱致凝膠形成過程中，蛋白濃度高，其變性、聚集和膠凝過程同時發(fā)生，加熱冷卻后便可凝固成膠。當?shù)鞍诐舛容^低時，加熱冷卻后只能形成蛋白聚集體或者沉淀，因而需要通過添加其他物質(zhì)，改變蛋白體系的pH值或離子強度，進而成膠。因為大豆分離蛋白良好的凝膠特性，在食品加工過程中發(fā)揮了非常重要的作用。韓麗英[47]通過研究影響大豆分離蛋白凝膠的不同條件，改善了豆腐形成的質(zhì)地，且發(fā)現(xiàn)堿性蛋白酶具有較強的豆?jié){凝固能力，而且形成的豆?jié){凝膠結(jié)構(gòu)細膩、無苦味，具有一定的應用價值。此外，大豆分離蛋白也是肉制品加工中常用的植物蛋白，通過添加到豬肉、魚肉等制品中，在一定條件下提高其硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性，進而有效地改善肉制品的品質(zhì)[48-49]。

5.2 乳化性

大豆球蛋白作為乳化劑主要用于制造水包油型乳濁液。乳化劑在乳濁液生產(chǎn)中的主要作用是吸附在新形成的細小液滴的表面，從而防止它們與鄰近的小液滴凝聚而再次形成更大的小液滴，因此在界面處變性球蛋白覆蓋小液滴表面。埋藏在球狀蛋白核心中的疏水氨基酸暴露并吸附到油滴的表面，親水氨基酸在水相內(nèi)，作為防止聚結(jié)和絮凝的空間屏障。研究人員也通過嘗試不同方法來提高大豆蛋白的乳化性，Jambrak等[50]報道，超聲處理可以提高大豆蛋白的乳化和起泡能力。Chove等[51]通過微濾修飾結(jié)構(gòu)后發(fā)現(xiàn)，富含7S球蛋白大豆蛋白亞基的組分在溶解度、起泡和乳化性方面有所提高。Wan等[52]通過添加作為天然抗氧化劑的白藜蘆醇與甜菊糖苷來提高基于大豆分離蛋白的乳濁液的穩(wěn)定性。提高大豆分離蛋白乳化性可以更好地將其應用于食品工業(yè)的生產(chǎn)和新產(chǎn)品的開發(fā)。

5.3 組織化

組織化大豆蛋白(textured soybean protein)，是經(jīng)調(diào)理、組織化等工藝制成的具有類似于瘦肉組織結(jié)構(gòu)的富含大豆蛋白質(zhì)的產(chǎn)品，也被稱為“人造肉”[53]。人造肉的原料可以是低溫脫脂豆粕、大豆?jié)饪s蛋白質(zhì)、大豆分離蛋白等。蛋白質(zhì)經(jīng)預處理后，在高溫、高壓、強剪切力作用下發(fā)生變性，在變性過程中，受定向力的作用，蛋白質(zhì)分子以一定的取向定向排列，分子內(nèi)部的高度規(guī)則性空間排列發(fā)生變化，最后在組織化機出口處由于溫度、壓力突變，水分急劇蒸發(fā)，產(chǎn)生一定的膨化而形成類似于瘦肉結(jié)構(gòu)的組織化大豆蛋白質(zhì)[54]。人造肉因為不受環(huán)境污染和動物病疫影響，相對更加安全化和營養(yǎng)化[55]，目前正成為全球研究和投資熱點，商業(yè)前景廣闊[56]。大豆蛋白作為人造肉的植物原料，在營養(yǎng)價值上可與動物蛋白接近或等同[57]，再加上大豆蛋白低廉的價格，使得其被應用于大多數(shù)人造肉的生產(chǎn)中。目前，人造肉市場份額主要集中在美國，食品巨頭Kellogg’s市場份額遙遙領先，而中國肉制品人均消費僅為美國的一半。中國三大植物肉企業(yè)在2018年的總營業(yè)額遠低于排名第三的美國公司Beyond Meat，這也意味著中國市場的潛力是巨大的。目前人造肉發(fā)展在國內(nèi)只是起始階段，既是機遇也存在很大的挑戰(zhàn)。據(jù)Markets and Markets數(shù)據(jù)，植物肉市場2019年的價值估計為121億美元，并將以15.0%的復合年增長率增長，到2025年將達到279億美元的價值。亞太地區(qū)植物肉市場預計將由中國主導[58]，人造肉面臨的最大挑戰(zhàn)是怎樣研發(fā)出適合中國人口味和餐飲習慣的人造肉食品，首先要實現(xiàn)的是餃子餡、肉丸等碎肉產(chǎn)品，繼而研制出完全模擬牛排、排骨、紅燒肉等人造肉產(chǎn)品。目前，人造肉主要需要解決的是大豆蛋白含有的豆腥味，以及怎樣利用天然植物源的原料來改善人造肉的味道的問題。此外，在人造肉研究和應用方面，由于我國與美國、日本等國家飲食習慣的不同，研究方向和產(chǎn)品形態(tài)與形式也會有很大的不同，需要根據(jù)我國的烹飪方式開發(fā)適合我國市場需求的產(chǎn)品，而不僅僅是歐美市場喜愛的漢堡類的快餐用產(chǎn)品?，F(xiàn)階段國內(nèi)的人造肉與真肉仍有一定的差距，主要表現(xiàn)在肉色較深、無光澤感且咀嚼肉質(zhì)感差、植物豆腥味重，軟骨等口感方面。深入研究人造肉的感官特性，使其在視覺、味覺、嗅覺等方面模擬肉類是國內(nèi)外研究人員未來的研究方向[59]。

6 展 望

人們對大豆分離蛋白的組成已經(jīng)有了深入的了解，然而大豆球蛋白和β- 伴大豆球蛋白的晶體還沒有獲得，這使人們很難清楚地了解其結(jié)構(gòu)與加工特性之間的關(guān)系；去除抗營養(yǎng)因子后的大豆分離蛋白是食用安全性較高的蛋白質(zhì)，對于牛乳蛋白過敏的嬰兒具有較低致敏性，可作為牛乳基嬰兒配方奶粉的替代品。大豆肽作為大豆蛋白產(chǎn)業(yè)的延伸產(chǎn)品，具有分子量比較小，能快速被人體吸收的特點。隨著我國逐步進入老齡化社會，大豆肽產(chǎn)品必將成為消化吸收能力低的老年人群的主要蛋白質(zhì)營養(yǎng)的供應源，同時在防止老年人的肌肉萎縮，提高老年人生活自理能力方面也會有非常好的表現(xiàn)和很大的發(fā)展前景。

新的大豆蛋白生產(chǎn)工藝的推廣和應用，減少了廢水排放，減少了環(huán)境負擔，因而更加符合我國食品工業(yè)發(fā)展的政策和方向。大豆分離蛋白的適口性和加工適應性等品質(zhì)的大幅度提升，還可以提高植物來源的大豆蛋白的應用領域和范圍，減少我國對動物蛋白質(zhì)的依賴程度。目前，特殊醫(yī)學用途配方食品、植物蛋白飲料、植物肉等產(chǎn)業(yè)都對大豆蛋白的口味和品質(zhì)要求比較高，隨著豆腥味小、色澤白、加工特性好的大豆蛋白的應用和推廣，上述產(chǎn)業(yè)特別是植物肉的市場方向?qū)⒂瓉硪粋€快速發(fā)展的契機。植物肉被消費者的接受以及市場的擴大也會帶動整個大豆蛋白產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展，促進大豆產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，給植物蛋白產(chǎn)業(yè)帶來更加廣闊的前景和發(fā)展空間。

大豆蛋白具有優(yōu)良的加工特性，且成本低、營養(yǎng)價值高，然而我國大豆深加工技術(shù)和能力還有待進一步提高，深加工產(chǎn)品的科技附加值還需要不斷提升；大豆蛋白生產(chǎn)企業(yè)對環(huán)境保護的意識需要增強，產(chǎn)品的品種還需要增加。在食品產(chǎn)業(yè)中，大豆蛋白的應用適口性和加工適應性和動物蛋白相比還存在缺陷和不足，大豆及大豆蛋白制品的產(chǎn)業(yè)鏈還需要進一步延伸。當前，大豆產(chǎn)品深加工技術(shù)領域的科學研究、技術(shù)提升、產(chǎn)品開發(fā)和整體裝備等方面仍是今后行業(yè)需要關(guān)注的重點。