植物蛋白酸性条件下溶解性提高的改性方法及应用研究进展

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油料蛋白

植物蛋白酸性条件下溶解性提高的

改性方法及应用研究进展

李佳笑，石爱民，刘红芝，刘

丽，胡

晖，王

强

（中国农业科学院农产品加工研究所，农业部农产品加工综合性重点实验室，北京100193）

摘要：酸性植物蛋白饮料具有较好的营养价值及广阔的市场前景。基于近年来提高植物蛋白溶解对物理改性、化学改性、酶法改性及复合改性方法改善植物蛋白在酸性条件下性改性工艺的研究，

溶解性的研究进展和发展趋势进行综述。阐述了对改性后所得到的植物蛋白理化性质和乳化性、起泡性等功能性质的研究进展及其在饮料中的应用。对未来酸性条件下溶解性良好的植物蛋白改性工艺及其应用进行了展望。

关键词：植物蛋白；酸性；溶解性；改性；饮料中图分类号：TS201．2；TS202．3

文献标识码：A

文章编号：1003－7969（2019）09－0059－07

Progressinmodificationmethodstoimproveplantproteinsolubilityunderacidicconditionsanditsapplication

LIJiaxiao，SHIAimin，LIUHongzhi，LIULi，HUHui，WANGQiang

（KeyLaboratoryofAgro－ProductsProcessing，MinistryofAgriculture，InstituteofFoodBeijing100193，China）ScienceandTechnology，ChineseAcademyofAgriculturalSciences，

Abstract：Acidicplantproteinbeveragehasgoodnutritionalvalueandbroadmarketprospects．Basedontheresearchprogressanddevel-therecentresearchonthemodificationprocessofplantproteinsolubility，

opmenttrendofphysicalmodificationmethod，chemicalmodificationmethod，enzymaticmodificationmethodandcompoundmodificationmethodtoimproveplantproteinsolubilityunderacidicconditionswerereviewed，andthephysicochemicalpropertiesandfunctionalpropertiesofmodifiedplantprotein，suchasemulsifyingpropertiesandfoamability，anditsapplicationinbeverageindustrywereanalyzedandreviewed．Themodificationprocessandapplicationofplantproteinwithgoodsolubilityunderacidiccon-ditionsinthefuturewereprospected．

Keywords：plantprotein；acidity；solubility；modification；beverage

软饮料种类繁多，风味多样，深受各国消费者欢如碳酸饮迎。而软饮料中60%～70%为酸性饮料，果蔬汁饮料、运动饮料、营养素强化饮料等。这料、

但其主些酸性饮料因口感较好而受到消费者喜爱，

收稿日期：2018－10－14；修回日期：2019－05－27

基金项目：国家重点研发计划（2016YFD0400205）；中国农业科学院科技创新工程（CAAS－ASTIP－201X－IAPPST）；中央级科研院所基本科研业务费专项（Y2016JC18）

作者简介：李佳笑（1995），女，在读硕士，研究方向为食品加mail）lijiaxiao@snnu．edu．cn。工与安全（E-通信作者：王

mail）wang强，研究员，博士生导师，博士（E-qiang06@caas．cn。

要成分为水、糖、色素、食用香精等，几乎不含蛋白这些成分单一质。随着人们健康消费意识的提升，

的酸性饮料已经无法满足消费者的营养需求。植物对预防肥胖等疾病具有积蛋白易被人体消化吸收，

因而植物蛋白饮料受到越来越多消费者极的意义，的青睐

［1］

。

花生蛋白、大豆蛋白、豌豆蛋白、核桃蛋白等植而大多数酸物蛋白的等电点多分布在酸性环境下，

植物蛋白在等电点处絮性饮料的pH为3．0～4．5，

凝沉淀限制了其在酸性饮料中的应用

［2］

。市面上

现有的植物蛋白饮料则多为中性或碱性，且蛋白质含量较低。如何扩展植物蛋白在酸性饮料中的应用

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CHINAOILSANDFATS2019Vol.44No.9

成为目前植物蛋白应用领域中的热点和难点。目前应用较多的方法是在饮料中加入果胶、

海藻胶、黄原胶等多糖类胶体稳定剂［3］

，

通过提高饮料的黏度，抑制蛋白粒子的沉淀从而起到稳定作用。但采用这一方法生产的商品长期放置或储存后溶液易出现分层或沉淀等现象，

影响口感。因此，对植物蛋白进行改性得到一种在酸性条件下溶解性、

稳定性良好的植物蛋白是科研和实际生产中急需解决的难题，开发绿色高效的植物蛋白改性方法势在必行。

本文对物理改性、化学改性、酶法改性及复合改性等改性方法对植物蛋白酸性条件下溶解性的影响，

改性后植物蛋白的亚基组成、空间结构等理化性质变化，

乳化性、起泡性等功能性质变化，以及目前国内外对酸性条件下可溶性植物蛋白的应用等方面进行综述。以期为改善植物蛋白酸性条件下溶解性的后续研究提供参考，推进其在酸性饮料等食品工业领域中的应用。1不同改性方法对植物蛋白酸性条件下溶解性的影响

1．1

物理改性

蛋白质的物理改性是利用加热、微波、超声波以及机械作用等方式改变蛋白质二、

三级或四级结构和蛋白质分子聚集方式，

从而改善蛋白质的功能性质［4］

。目前，

应用于植物蛋白酸性条件下增溶的物理方法有超声波法、

超高压处理法等。超声波可以在液体介质中产生空化效应，溶液中悬浮的蛋白质物料受到超声波作用时位于空化区域中的蛋白质分子在空穴效应所产生的强烈压缩和膨胀作用下变形、破裂，其水合性有所提高，溶解性因而增加

［5－6］

。目前，已有研究表明超声波处理可

以提高大豆分离蛋白酸性条件下的溶解性［7］

，

将6g/100mL的大豆分离蛋白在200W超声功率下超

声处理5min后，

在溶液pH为3．6时，其溶解性较未经超声处理的大豆分离蛋白提高了86%。超高压处理可分为静高压处理、高压均质和微射流高压均质［8］

。物料在高压均质过程中通过产生空穴现象释放的能量改变蛋白质分子的内部空穴、

肽链骨架等立体结构和分子聚集状态，使得蛋白质被有效地分散［9］

。Cecilia等［10］

等用ACB高压装置在20℃以不同的压力对花生分离蛋白高压处理10min，发现在压力200MPa下处理后的大豆分离蛋白在pH为3．0下的溶解性较未处理的大豆分离

蛋白提高5%左右。Torrezan等［11］

研究了超高压处理后的大豆分离蛋白在不同pH范围（2．66～4．34和5.16～6．84）内的溶解性、乳化性和流变学性质，

发现当压力为450MPa时，大豆分离蛋白溶解性在pH2．6时达到峰值53%，比未经高压处理的大豆分离蛋白溶解性提升11．5%。

物理改性使蛋白质分子解聚、亚基伸展，使蛋白质内部的极性基团和疏水基团得到更大程度的暴露，

蛋白质分子表面电荷分布加强，增强了蛋白质的水合作用，

从而提高蛋白质酸性条件下的溶解性。物理改性具有简单方便，耗时短，对蛋白质的破坏小等优点。但物理改性主要通过机械作用等方式改变蛋白质的高级结构或分子间的聚集方式，而不涉及蛋白质的一级结构，存在改性范围窄，改性效果有限的缺点。1．2

化学改性

化学改性是指利用化学手段，如pH、盐及表面活性剂等的添加、

化学衍生化，而对蛋白质进行结构修饰，

或利用特定的化学试剂与蛋白质分子上的特定基团进行反应改变蛋白质的结构、静电荷和疏水基团，

从而改变蛋白质溶解性等功能特性［12］

。应用

于植物蛋白酸性条件下增溶的化学改性方法有磷酸

化、糖基化、酰化、酸碱处理等［13］

。

1．2．1

磷酸化

磷酸化改性提高植物蛋白在酸性条件下的溶解性通过在蛋白质侧链活性基团结合磷酸根基团，进而改变蛋白质分子的电负性，

提高蛋白质分子之间的静电斥力，

降低其等电点，使其在食品体系中相互排斥更易分散，从而提高蛋白质的溶解性和聚集稳定性

［14］

。可用于植物蛋白磷酸化改性的磷酸盐有

三氯氧磷、

三聚磷酸钠、三偏磷酸钠等。田少君等

［15］

用三氯氧磷对大豆分离蛋白进行

磷酸化改性，

发现加入三氯氧磷与大豆分离蛋白物质的量比为1∶3000时，

改性后大豆分离蛋白等电点由4．5移动至3．0左右。Miedzianka等［16］

用三偏

磷酸钠对土豆分离蛋白磷酸化改性，

使其在pH5．2时溶解性提高至26%。姚玉静等

［17］

采用三聚磷酸

钠对大豆分离蛋白进行磷酸化改性，

研究了不同改性程度下大豆分离蛋白功能特性的变化。实验结果表明，

磷酸化改性使大豆分离蛋白等电点向酸性区域偏移，

改性程度越高偏移值越大，当改性程度达到52．86%时，大豆分离蛋白等电点由4．41降至3.86，乳化能力和持水性也有明显提高。在蛋白质改性中磷酸键可以和羟基、氨基、羧基以及咪唑基结合增加蛋白质的电负性，提高蛋白质分子之间的静电斥力，使之更易分散。

三聚磷酸钠可以作为食品添加剂应用于食品工

2019年第44卷第9期中国油脂

61

业

［18］

。虽然从毒理学的观点来看，采用磷酸化对植物蛋白进行改性是安全可行的，

但是有必要进行动物实验来观察哺乳动物消化、吸收、利用磷酸化蛋白的情况，研究引入磷酸基的潜在影响。1．2．2

糖基化

糖基化通过蛋白质与多糖进行共价结合，在蛋白质多肽链中引入糖链形成蛋白－多糖复合物。蛋白质与带有亲水性羟基的多糖发生交联反应使蛋白质亲水性增强，

同时限制了酸性条件下蛋白质分子之间的相互作用，从而提高蛋白溶液和乳状液的稳定性

［19－20］

。

Liu等［21］研究了花生分离蛋白、花生分离蛋白与葡聚糖混合物及花生分离蛋白和葡聚糖干热处理不同时间制备得到的接枝产物三者在不同pH下的溶解性。发现经接枝改性后的花生分离蛋白与未经改性的花生分离蛋白和花生分离蛋白与葡聚糖混合样品相比在pH4．0～6．0的溶解性显著增加。与葡聚糖干热处理7d接枝改性后的花生分离蛋白在pH4．0时氮溶指数较花生分离蛋白对照组提升了75%；α螺旋、无规则卷曲显著降低，β折叠明显增加，

蛋白质发生变性，从而降低了对pH的敏感性，酸性条件下溶解性增强。

多糖与蛋白质也可通过静电相互作用结合形成可溶性复合物或凝聚体

［22］

。可溶性复合物的形成

有助于改善植物蛋白酸性条件下溶解性，凝聚体的形成则有助于改善其起泡性

［23］

。壳聚糖是自然界

中唯一带正电荷的多糖。在蛋白溶液中加入大量带正电荷的壳聚糖，

蛋白的负电荷基团就会与壳聚糖依靠静电作用结合，形成可溶性复合物或凝聚体

［24－25］

，使植物蛋白在等电点时仍带一定量的净正

电荷，

不会因为疏水作用而沉淀。袁杨

［26］

研究了蛋白质与壳聚糖复合比对大豆

11S球蛋白与壳聚糖可溶性复合物在不同pH下溶液浊度的变化。研究发现蛋白质与壳聚糖复合比分别为0．05∶1、

0．1∶1、0．2∶1，大豆11S球蛋白等电点从4．3偏移到5．2、5．7和6．4，添加壳聚糖可显著降低大豆11S球蛋白在等电点处的聚集情况。大豆11S球蛋白与壳聚糖在pH5．5和pH6．0时则呈现一种类似凝胶的网络结构，

这种结构使得大豆11S球蛋白在酸性pH范围内保持了较好的稳定性。

郭睿

［27］

在大豆蛋白中添加壳聚糖进行高温水

热处理得到大豆分离蛋白－壳聚糖复合物。研究了壳聚糖不同添加量对pH4．0条件下大豆蛋白氮溶指数的影响。发现在pH4．0条件下随着壳聚糖添

加量的增加，大豆蛋白的氮溶指数明显提高。程志先

［25］

研究了不同壳聚糖比例对大豆分离蛋白－壳

聚糖复合体系在不同pH下的性质的影响，结果表明在pH4．0和pH5．0时，

高浓度（大豆分离蛋白与壳聚糖质量比分别为50∶1、40∶1、30∶1）的壳聚糖可使溶液的浊度值降低。1．3

酶法改性

酶通过对蛋白质分子的氨基酸侧链基团进行修饰，

使蛋白质分子部分降解或交联聚合从而改变蛋白质的溶解性等功能性质［28］

。酶法改性具有反应

过程温和、反应条件易于控制、水解产物易于被人体消化吸收等优点。

黄橙子等

［29］

用植酸酶酶解大豆分离蛋白，结果

表明经植酸酶酶解的大豆分离蛋白在pH3．5时溶

解性达到45．8%，

透光率达到68．5%，比未经酶解的大豆分离蛋白分别提高了30．6%和29．4%。研究还发现，

使用植酸酶和酸性蛋白酶复合酶酶解比单独使用植酸酶处理的大豆蛋白酸溶性的改善更为明显，

大豆蛋白酸性饮料的口感更佳。齐军茹等

［30］采用胃蛋白酶和植酸酶复合酶酶

解得到酸性条件下溶解性良好的大豆分离蛋白，发现在pH4．0左右时相对于未经改性的大豆分离蛋白，其氮溶指数由10．0%提升至80．0%。分析其原因是由于植酸酶的处理使得蛋白结合的植酸减少，而植酸带负电荷，因此改性得到的蛋白在酸性条件下所带的正电荷增强，等电点向右偏移，提高了大豆分离蛋白的溶解性。1．4

复合改性

由于单一的物理改性、化学改性、酶法改性具有一定的局限性，

因此可以考虑采用不同改性方法相结合对植物蛋白进行改性修饰。常用于植物蛋白酸性条件下增溶改性的复合改性有物理－酶法复合改性，

化学－物理复合改性等。物理－酶法复合改性较单一酶法改性相比效果更好是因为超声波等物理处理使蛋白质内部基团暴露并影响其次级键，

溶液中游离巯基增加，二硫键被破坏，

暴露出更多的酶切位点，使酶更容易作用于肽键，

肽键断裂，加速蛋白的分解［31］。杨晓泉等［32］

发现，

将大豆蛋白分离物通过植酸酶和酸性蛋白酶的复合酶解，

并通过一次连续水热处理喷雾干燥得到的大豆蛋白粉有良好的酸溶性，

制得的酸溶蛋白在pH3．8时的氮溶指数大于90%。Ｒadha等［33］将大豆蛋白经高压灭菌锅121℃热处理30min后再用真菌蛋白酶45℃下酶解20min，

改性后可以将大豆蛋白在pH4．5下溶解性从17．0%提高到56．0%。李

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婷婷等

［34］

研究了超声波联合植酸酶－酸性蛋白酶改性、

挤压膨化联合菠萝蛋白酶改性两种改性方法对大豆分离蛋白在pH4．0时溶解性的影响，发现经超声波联合植酸酶－酸性蛋白酶改性后大豆分离蛋白在pH4．0时的氮溶指数为81．8%，

比未经改性的大豆分离蛋白提高了68%。经挤压膨化联合菠萝蛋白酶改性的大豆分离蛋白在pH4．0时的氮溶指数为79．2%，

比未经改性的的大豆分离蛋白提高了65．7%。说明物理和酶法复合改性改变了蛋白表面的疏水性和亲水性基团的分布，使大豆分离蛋白在酸性条件下的溶解性得到改善。

此外，化学改性效果比较明显，可对传统化学改性工序进一步改良，

与其他改性方法复合形成有效可行的复合改性工艺，并合理应用于植物蛋白酸性条件下增溶改性。

臧艳妮等

［35］

利用超声波和糖基化复合对小麦

面筋蛋白进行改性。改性后的小麦面筋蛋白在pH4．0～7．0范围内溶解性均有提高，在等电点处的溶解性较对照组提高了82．15%。适当的超声波处理有利于小麦面筋蛋白的糖基化改性，经超声波处理的小麦面筋蛋白与葡萄糖接枝后表面疏水性降低，

在酸性条件下溶解性更佳。Huang等［36］

研究了超声波协同酸处理大豆分离蛋白对其结构和功能性质的影响，

结果发现在pH3．0条件下超声波辅助酸处理对大豆分离蛋白中可溶性聚集体的含量没有显著影响。荧光强度的增加和最大发射波长的红移表明酸诱导了大豆分离蛋白分子解折叠和疏水基团的暴露。此研究中超声波和酸处理对大豆分离蛋白结构解折叠和解离有协同作用，但对照和酸预处理之间的溶解性没有显著差异。Jiang等［6］

对豌豆蛋白进

行类似处理，

发现超声波协同pH偏移处理对豌豆蛋白酸性条件下溶解性同样影响不大。

经复合改性后植物蛋白的乳化性有所改善。李婷婷等

［34］

使用超声波联合植酸酶－酸性蛋白酶改

性和挤压膨化联合菠萝蛋白酶改性两种改性方法得到酸性条件下的溶解性较好的大豆蛋白，测定其乳化性，

发现超声波联合植酸酶－酸性蛋白酶改性的大豆分离蛋白的乳化活性为0．53m2

/g，比未改性大豆分离蛋白显著提高了196%，

乳化稳定性为17min，比未改性大豆分离蛋白显著提高了25．9%；挤压膨化联合菠萝蛋白酶改性的大豆分离蛋白的乳化

活性为0．46m2

/g，

比未改性大豆分离蛋白显著增加了155%，

乳化稳定性为17min，比未改性大豆分离蛋白显著增加了25．9%。Matsudomi等［37］

利用酸和加热处理增加大豆蛋白酸性条件下的溶解性，

发现其乳化稳定性由2min左右提高至8min左右。经酸变性和热处理改性后大豆蛋白功能特性的改善主要是由于大豆蛋白谷氨酰胺和天冬酰胺的脱酰胺作用以及天冬氨酸两侧肽键的断裂，

使大豆蛋白的表面疏水性得到了显著的提高。

Jarpa－Parra等［38］研究了pH偏移处理对扁豆球蛋白在pH3．0和pH5．0条件下的起泡性影响，发现pH3．0和pH5．0条件下的扁豆球蛋白起泡性分别为403%、

425%，泡沫稳定性分别为25．5min和50．7min。若在扁豆球蛋白中加入瓜尔豆胶、黄原胶和果胶等多糖可使其起泡性和泡沫稳定性得到更明显的提升［23］

。其原因是由于在气－液界面，蛋白和多糖形成了凝聚体（静电交联的界面网络），这种凝聚层可以稳定泡沫界面。MolinaOrtiz等［2］

用菠萝蛋白酶对大豆分离蛋白进行酶解，

酶解后的大豆分离蛋白在pH4．5时溶解性较未经酶解的大豆分离蛋白提高20．0%～26．0%；起泡性和泡沫稳定性较未经处理的大豆分离蛋白显著提高，

140s起泡时间内起泡最大体积由0．5mL提高至5．0mL左右。对改性后的大豆分离蛋白结构研究的结果表明，

其溶解性对其在酸性条件下起泡能力和泡沫稳定性具有很大的影响。Calderón等［39］

将大豆分离蛋白经胰蛋白酶水解和超滤复合改性，

改性后其蛋白在pH4．0时溶解性良好，

起泡性和泡沫稳定性较未经改性的大豆分离蛋白有显著提高，起泡性由24.00mL/100mL提高至200．67mL/100mL。分析其原因是经改性后大豆分离蛋白相对分子质量变小，

使其在酸性条件下依然能保持较高的溶解性和表面疏水性，具有较好的起泡性等界面性质。2

酸性可溶植物蛋白的理化性质

Zeta电位、圆二色光谱分析、SDS－PAGE、扫描电镜是观测植物蛋白经改性后亚基组成、微观结构等理化性质变化的常用方法，为分析其酸性条件下溶解性提高的机制提供了基础。

李婷婷等

［34］

使用超声波联合植酸酶－酸性蛋

白酶改性和挤压膨化联合菠萝蛋白酶改性两种改性方法得到在pH4．0时溶解性较好的大豆分离蛋白，对改性后蛋白进行游离巯基和二硫键含量的分析，发现两种处理方式均使游离巯基含量显著增加，二硫键含量显著降低。改性后的大豆分离蛋白的游离巯基含量为3．9μmol/g，比未经改性的大豆分离蛋白增加了68．8%，

二硫键含量为8．8μmol/g，比未经改性的大豆分离蛋白显著减少了60%。挤压膨化联合菠萝蛋白酶改性后的大豆分离蛋白游离巯基含量为3．4μmol/g，

比未经改性的大豆分离蛋白增2019年第44卷第9期中国油脂

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加了43．6%，二硫键含量8．2μmol/g，比未经改性的大豆分离蛋白减少了71．7%。扫描电镜观察发微粒半径大，现未经改性的大豆分离蛋白表面光滑，

立体感好，颗粒分布不均匀。而经超声波联合植酸酶－酸性蛋白酶改性的大豆分离蛋白大部分球状结呈多孔状；经挤压膨化联合菠萝蛋白酶构已被破坏，

改性后的大豆分离蛋白的球状结构被分解更充分，结构松散，粒径相对减小，呈现破碎均一、多孔的微观结构。扫描电镜分析表明经改性处理后大豆分离亲水和疏水基团的排列改变，粒径蛋白空间被破坏，变小。

赵谋明等

［31］

后的大豆11S球蛋白在pH4．0时溶解性良好。Zeta电位分布结果表明，酸处理和加热复合改性后的大豆11S球蛋白颗粒带正电荷增多。测定蛋白平未经改性的大豆11S球蛋白在等电点处平均粒径，

蛋白大量聚集，发生沉淀。而经均粒径大幅度增高，

幅度改性处理的大豆11S球蛋白的粒径略微增大，明显小于未改性的。圆二色光谱分析了处理后大豆11S球蛋白的二级结构和三级结构，222nm下对处发现蛋白无规则卷曲理后蛋白进行二级结构测试，

含量略有增加。在283nm下对其进行三级结构测发现处理后样品的特征峰吸收值明显降低。说试，

结明改性后蛋白的二级和三级结构展开程度更大，减少了蛋白在静电作用力下的聚集，保持构更松散，

了酸性条件下溶液的澄清度。3

酸性可溶植物蛋白的应用

大豆蛋白、花生蛋白等植物蛋白是重要的食品但国内目前关于酸性可溶植物蛋白在酸工业原料，

主要集中在果汁、性饮料加工领域的应用十分有限，

豆奶等酸性乳饮料中的应用，在运动饮料和碳酸饮仅有部分专利中有涉及。料中的应用基本处于空白，

表1为国内酸性可溶植物蛋白专利及其特点。

通过将样品酸处理后得到在酸性

条件下溶解性较好的花生分离蛋白。经扫描电镜观发现酸处理后得到的花生分离蛋白粒径增大，结察，

构变得较为伸展。结合内源性荧光和SDS－PAGE分析其原因，发现酸处理使花生分离蛋白结构展开，内部基团暴露，被酸分解成较多相对分子质量小的与水的相互作用亚基且酸解产生新的33ku亚基，

故在酸性pH范围内花生分离蛋白粒径增大，增强，

溶解性和溶液稳定性提高。

顾炜等

［40］

在低pH条件下对质量浓度为5

表1

mg/mL的大豆11S球蛋白80℃热处理30min，处理

国内酸性可溶植物蛋白专利及其特点

处理方法

植酸酶酶解蒸汽喷射植酸酶酶解酸性蛋白酶酶解

喷射蒸煮

植酸酶酶解酸性蛋白酶酶解循环超滤渗滤浓缩

去沉选择性膜加入钙盐沉淀，

技术渗滤浓缩

去沉选择性膜加入钙盐沉淀，

技术

渗滤浓缩微波消解处理喷射蒸煮

酸性条件下氮溶指数/%

9790．0045～90．00019．3～100．0008．5～100．084．12～98．6585．51～94．42

专利名称

酸溶性大豆蛋白质的制备方法一种酸溶性大豆蛋白的制备方法一种酸溶性大豆蛋白及其制备方法和在酸性饮料中的应用）酸溶性大豆蛋白分离物（“S800”

的制备

）酸溶性大豆蛋白分离物（“S700”

的制备

一种制备酸溶性大豆蛋白的方法一种酸溶性大豆蛋白、其制备方法及应用

申请人

不二制油株式会社华南理工大学华南理工大学

伯康营养科学（MB）公司伯康营养科学（MB）公司中粮营养健康研究院有限公司

中粮营养健康研究院有限公司

国外一些企业近年也开展了对酸性可溶植物蛋白的研究和应用。美国ArcherDanielsMidlandCompany（ADM）公司研制出一款既澄清又具有完全可将其应用蛋白营养的大豆分离蛋白CLAＲISOY，

溶解后溶液澄清，稳于pH低于4．0的酸性饮料中，

但目前国内还没有大规模应用的产品定性良好，出现。

植物蛋白的乳化性常应用于肉制品、乳制品、饮可以达到改善产品料制品及面制品等食品工业中，

感官状态和理化性能的目的。但是普通大豆蛋白、花生蛋白等植物蛋白乳化性不佳，在酸性体系中蛋限白絮凝沉淀和变性使其丧失了原有的乳化能力，制了植物蛋白在食品工业中的应用。蛋白质溶解性使植物蛋白能的改善有助于提高蛋白质的乳化性，更好地应用于乳液体系中。

蛋白质形成和稳定泡沫的能力取决于其结构特以往大多数对植物蛋白起泡性征及物理化学性质，

的研究主要集中在研究中性pH下蛋白质的起泡

64

CHINAOILSANDFATS2019Vol.44No.9

性。而体系pH显著影响蛋白质的起泡性［23］

。在

以往研究中提高植物蛋白在酸性条件下溶解性主要是通过改变蛋白质分子结构（相对分子质量、表面电荷、

疏水性和构象等）从而影响其表面张力、膨胀和剪切流变等表面特性进而改善其发泡功能，

使其更好地应用于搅打奶油、

蛋糕、面包、冰淇淋、起泡啤酒等泡沫型产品。因此，

研究在酸性条件下具有高溶解性的植物蛋白产品对植物蛋白在食品行业中的应用具有重要意义。4

问题和展望

酸性条件下，具有高溶解性的植物蛋白潜在应用领域广泛，

相关研究也日渐增多，但是在改性方法、

性质研究和应用方面仍存在一定的问题：（1）在以往的酸性可溶植物蛋白改性方法中，物理改性主要通过亚基解离来改变蛋白质的空间结构，

可能存在改性后对溶解性的改善效果不显著的特点；磷酸化改性效果比较明显，

但易伴有化学残留或产生有毒副产物的问题，其毒性和生理功能仍需进行实验评估，

应用于食品中需进一步考虑其反应条件和安全性；壳聚糖结合植物蛋白的方法虽然能得到一种酸性条件下溶解性良好的蛋白，

但壳聚糖带有强正电荷，

进入人体肠道后可能会引起腹泻，并且壳聚糖的加入，

蛋白会有强烈的涩味，影响口感，因此其应用也具有局限性；酶法改性若水解度控制不佳，蛋白的深度酶解会生成有苦味的肽，同样影响口感。

（2）对酸性植物蛋白饮料稳定方式的大多数研究均需使用多糖类胶体作主要稳定剂使饮料稳定，这样制得的饮料中因含大量稳定剂而溶液澄清度不高，

口感不佳，在贮藏运输中易沉淀，严重影响产品外观及市场表现。

（3）虽然近年来国内外在提高植物蛋白酸性条件下溶解性方面也开展了相关研究，

但目前研发出的产品种类还较少，

且存在应用于果汁饮料体系中易于产生沉淀难以稳定，

或因澄清度较低添加在运动饮料中影响消费者购买欲望等问题。

针对上述问题，对酸性可溶植物蛋白的改性方法，

性质研究和应用方面进行展望：（1）研究者还需进一步开发绿色高效，更适用

于工业生产的改性制备方法。单一改性方法在改性效果及改性后产物安全性上均存在不足。复合改性方法改性效果好，

物理改性和酶法改性方法复合可以大大缩短酶解时间，提高酶解效率，将成为今后研究的重要方向。

（2）改性制备酸性条件下溶解性、稳定性良好

的植物蛋白，同时应对其理化性质及乳化性、起泡性等功能性质深入研究，

使植物蛋白更广泛地应用于食品行业，

如烘焙食品、饮料、人造奶油、冰淇淋等。（3）尽快推进酸性条件下溶解性良好的植物蛋白在实际生产中的应用，

既可将其添加到果汁饮料、运动饮料等酸性饮料中，开发具有丰富均衡营养的新型植物蛋白酸性饮料，

也可将其应用于代餐产品和减肥产品，满足有健康意识和减肥需求的消费者的需求。

对酸性条件下可溶植物蛋白的深入研究，可推进植物蛋白资源的开发及综合利用，

还可以减少饮料中乳化剂、

稳定剂的使用对人体健康造成的潜在不良影响，

满足消费者对营养饮料、功能饮料的多元化需求，具有较高的社会效益和经济效益。参考文献：

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