大豆肽

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于长青张日俊
摘要随着寡肽吸收理论的建立，大豆肽以其独特的生物学功能，在食品、医药、化妆品等领
域得到了广泛的应用，近年来也逐渐成为动物营养领域研究的热点。本文综述了大豆肽的理化特性、
饲料中可应用的几个功能、制备方法及在畜牧业中的应用前景。
关键词 大豆肽；饲料添加剂
中图分类号$816．7
许多年来在动物饲养和饲料中广泛使用抗生
素、化学合成药物、激素、B一兴奋剂、重金属、镇静剂
等促生长保健剂．导致了畜禽和水产品中药物残留
严重、畜禽产品品质下降、细菌耐药性增强、耐药菌
株增多，给人类安全和生态环境带来很大威胁。由于
抗生素的诸多副作用。特别是近年来消费者对食品
安全问题的关注。世界各国都在纷纷禁用或限制抗
生素的使用，并加速开发、推广新型安全高效的绿色
饲料添加剂，以减少或替代抗生素等药物添加剂。大
豆肽是大豆蛋白质的水解产物。平均肽链长度为2一
l0的短肽(以2～3的低分子肽为主)还含有少量的游
离氨基酸、糖类和无机盐成分【--。与大豆蛋白相比．大
豆肽具有易消化吸收、抗疲劳、降血压、降胆固醇、调
节胰岛素分泌和脂肪代谢、促进矿物质吸收、刺激微
生物生长和低过敏原性等特性闭。如果进一步降低大
豆肽的生产成本。将其制成安全、高效的饲料添加
剂，将在动物生产中发挥出不可替代的作用。
★ 国家“863”资助项目(2001AA246111)
于长青，中国农业大学饲料生物技术实验室．
北京海淀区圆明园西路2号。
张日俊，单位及通讯地址同第一作者。
收稿日期：2004—10—26
1 国内外研究概况与水平
国际上对大豆肽的研究始于20世纪70年代．其
中美国和日本都处于发展大豆肽生产和利用的前列。
美国在20世纪70年代取得研究成果．Deitown
Speciaties公司建成了年产5 O00t食用蛋白肽的工
厂。日本也于20世纪80年代开始开展该方面的研
究。雪印和森永等乳业公司均已成功地将大豆肽应用
于食品工业。我国在大豆肽的研究开发上起步较晚，
基础和应用研究都很薄弱．但近几年研究逐步活跃起
来．如使用复合酶多级定向酶切系统技术生产大豆肽
达到了一定水平，同时掌握了大豆肽的性能指标测定、
检测方法以及功能评价等技术：已经投资建设的5 O00t
大豆多功能肽生产线也已试车成功。这些标志着我国
大豆肽产业步入新的发展阶段。为我国跻身大豆肽生
产国际先进行列奠定了坚实的基础。
目前国内外大豆肽主要应用于食品、保健品、医
药、化妆品等行业，在畜牧业中的应用刚刚崭露头角。
2 大豆肽的理化特性
大豆肽的理化性质直接影响其营养特性、加工
特性、应用范围和生物活性。其具体理化性质与分子
100094， 大小或水解度、所用蛋白酶的作用特性、水解条件及
终产物的其它组成成分有密切关系。但总体来说．有
几大共同理化性质[41
2．1 溶解性
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大豆肽不同于大豆蛋白的最重要的理化性质之
一
，即是其良好的溶解性。大豆肽在广谱的pH值、温
度、离子强度、氮浓度范围内都是可溶的，这就极大
地扩大了大豆肽的应用范围。尤其是大豆肽在大豆
蛋白的等电点pH4．3附近保持溶解状态，这一酸溶
特性为开发酸性大豆饮料和食品提供了条件。
2．2 粘度
大豆蛋白质的粘度随着浓度的增高而急剧升
高．在溶液浓度为10％时几乎没有流动性，这是因
为大豆蛋白经高温处理易于产生疏水键和二硫键
结合形成网状聚合物。使得大豆蛋白溶液的粘度高
达9 O00cP。而大豆肽的溶解度可达99％以上，其溶
液的粘度在其浓度高达65％以上时也只有2 20ocP，
具有良好的流动性。而且肽溶液的粘度通常不受热
处理的影响．加热也不会胶凝。
2．3 乳化性
大豆蛋白经酶水解后使包埋于蛋白质内部的
疏水性残基暴露出来。形成了内聚性膜。疏水性残
基与油相互作用。而亲水性残基与水相互作用使得
大豆肽有较好的乳化性。但过度的水解也会导致水
解产物乳化性的急剧下降。这是因为尽管小肽能迅
速扩散，并在界面吸附，但它们不能折叠成在界面
如同蛋白质一样的取向。因此不能有效地降低界面
张力，且小肽能被界面吸附趋势更大的大分子肽取
代，所以小肽分子的乳化稳定性较差。一般来说。肽
链长度应至少大于20个氨基酸残基。才能具有良
好的乳化性。
2．4 同渗重摩
同渗重摩，是指在lkg溶剂中所溶解的有渗透
作用的微粒的量。高同渗重摩溶液。即高压或高渗透
压产品，其会从小肠中吸取大量水分，引起严重腹
泻，甚至脱水和破坏电解质平衡，也会引起恶心、呕
吐和腹胀。5％氨基酸混合物水溶液的渗透压为
422mOsm／kg，而5％大豆肽水溶液的渗透压仅有
213mOsm／kg。对于同渗重摩，游离氨基酸>肽>蛋白
质，因此，肽对氨基酸的取代，必会极大降低最终产
物的渗透压及减少引发不适症的可能性。
3 大豆肽的功能及其在畜牧业中的应用
3．1 大豆肽具有强的抗氧化作用，作为天然防腐剂．
提高饲料品质
ChenHuaming等从大豆蛋白的酶解液中分离到
6种具有抗氧化功能的多肽，其中分子量最小仅是一
个5~(Leu-Leu⋯Pro His His)。发现此类多肽具有一
个共同的特点，即含有较多的组氨酸和酪氨酸。于是
以含有两个组氨酸的小肽为基础，合成了其它28个
多肽，并研究了其抗氧化性能，发现PHH和LHH具
有很强的抗氧化性能[5]。他们指出：抗氧化性多肽片
断是由5～16个氨基酸残基组成，相对分子质量在
6OO～1 700范围内。可在体外抑制被铁、血红蛋白、脂
质氧化酶和单态氧催化的脂质氧化作用。这些肽还
可通过与PPO催化的醌式产物反应而减少食物褐
变．防止聚合氧化产物的生成。另外，某些肽具有重
金属清道夫和过氧化氢分解促进剂的作用，能降低
自氧化速率。减少脂肪过氧化氢含量，减少自由基的
生成．因而在动物饲料中可作为天然防氧化酸败的
防腐剂。
3．2 大豆肽有调节脂肪代谢的功能，可作为胴体品
质的改善剂
大豆肽不仅能阻碍脂肪的吸收，还具有更强的
促进脂质代谢的效果。日本学者小松卡夫等人在治
疗儿童肥胖过程中发现，大豆肽比牛乳更能提高基
础代谢水平，食后发热量增加，促进能量代谢，并且
可促进皮下脂肪减少。大豆肽能有效减少体脂肪，同
时保持骨骼肌重量不变【6]。高长城等报道，给小白鼠
饲喂大豆肽时发现．能刺激产生热能的褐色脂肪组
织BAT活性。提高甲状腺在血液中的浓度．并随大豆
肽服用量的增加而提高[7]。Hosono等(1994)报道．在
猪日粮中加人0．5％的大豆蛋白水解物．可明显增加
瘦肉率，减少猪胴体脂肪含量，从而提高猪肉品质[8]。
3．3 大豆肽作为矿物元素的载体或螯合剂．提高肌
体对矿物质元素的利用率
大豆肽能够促进矿物元素的吸收．从而促进骨
骼生长、提高蛋壳品质、减少禽类腿病和骨质疏松症
的发生。有研究认为，由于大豆蛋白中植酸、草酸、纤
维、单宁及别的多酚等的存在。显著抑制了动物或人
对Ca[93，Zn、Cu、Mg cm]，Fe c“ 的生物利用。而小分子的
肽可以与上述离子形成螯合物，保证其可溶状态。有
利于肌体的吸收。
3．4 作为禽蛋品质改善剂，有助于类胡萝卜素在蛋
黄中的沉积
中国农业大学饲料生物技术室在对60周龄的
海南灰蛋鸡试验中发现，大豆肽饲料添加剂可以使
蛋黄色度提高41．94％，且蛋黄呈金黄红色。质地松
软，味道浓厚，口感非常好。农业部食品检测中心测
定了饲料和鸡蛋中的类胡萝卜素含量。在空白对照
组的蛋黄中，类胡萝卜素的含量为13．3mg／kg，而
0．2％大豆肽饲料添加剂组的蛋黄中。类胡萝卜素的
含量为35．8mg／kg，类胡萝卜素含量提高了近3倍。
而且蛋黄中的类胡萝卜素并不是从肽类饲料添加剂
中沉积而得，因为肽类饲料添加剂中的胡萝卜素含
量极低为0．03mg／kg，与基础日粮的类胡萝卜素
55．6mg／kg相比，仅可以提供微量的类胡萝卜素
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0．1mg／kg。由此，可以说明肽类饲料添加剂有助于外
界(如饲料中)的天然类胡萝卜素沉积到蛋黄中。类
胡萝卜素具有抗癌、抗氧化、抗心血管疾病以及维护
视力的作用，所以类胡萝卜素的大幅度提高可以使
得大豆肽在生产抗癌、抗衰老、抗心血管疾病的功能
性禽蛋工业中有广阔的应用前景。大豆肽与类胡萝
卜素的吸收代谢的关系正在探讨中，可能因为类胡
萝卜素作为脂溶性物质，它与脂肪的消化、吸收和代
谢结合进行。而大豆肽对类胡萝卜素的调节作用是
通过对脂肪代谢的间接作用来实现的。
3．5 大豆肽可作为幼龄动物营养佐剂。减少腹泻的
发生
小肽能有效刺激和诱导小肠绒毛刷状缘酶的活
性，并促进动物的营养性康复。存在于绒毛膜中酶活
性提高，表明酶水解蛋白的能力提高。肌体对营养物
质的吸收能力加强。当日粮中蛋白质和游离氨基酸
浓度过高，容易引起动物的腹泻。当日粮中配入一定
浓度的肽液后，可以避免此问题发生。由此可见．小
肽对于消化道发育未成熟、消化酶活性低的幼小动
物更具应用价值，它通过诱导小肠中一些酶活性的
提高，而使小肠消化功能发育提前。促进幼小动物的
健康和提高其生产性能。有研究表明，婴儿腹泻时．
由于小肠粘膜受损，刷状缘肽酶活性降低．摄人完整
的蛋白质不能被良好地消化吸收．反而会加重腹泻．
而此时二肽的吸收基本不受影响．肠粘膜细胞浆对
二肽、三肽还有一定的消化能力，因而认为二肽、三
肽对预防和治疗仔猪腹泻会有一定的作用。
3．6 大豆肽可作为肠道菌群调节剂。增强肌体免疫
力
大豆肽具有促进微生物生长发育和活跃代谢的
作用，相同氨基酸组成的大豆蛋白和氨基酸无此效
果。赵芳芳等在蛋鸡基础日粮中加入0．2％的大豆肽．
结果表明大豆肽能极明显的促进和刺激蛋鸡胃肠道
(包括嗉囊、空肠、盲肠和直肠)中常驻有益菌一乳酸
菌的生长，数量提高1O～15倍。并能抑制大肠杆菌
和其它一些好氧菌(如沙门氏菌、梭菌等)的生长繁
殖 ]。在反刍动物方面，体外研究显示：通过与一定
浓度的底物结合，肽比游离氨基酸有更大的促微生
物生长的效果。肽可以被整合成微生物菌体蛋白．而
且是瘤胃微生物生长所必需的。使用1～lOOmg~的小
肽一氨基酸混合物，可以增加瘤胃有益菌群合成菌体
蛋白质的能力，只要lOmg／1的小肽浓度即可达到有
益菌生长最理想的浓度。肽还可以为纤维分解菌生
长提供支链挥发性脂肪酸，保证了瘤胃内纤维物质
的充分消化。
3．7 大豆肽可满足畜禽的营养需要，提高动物生长
于长青等：新型绿色饲料鳌 二 皇 些垄些些
速度和生产性能
一些试验观察发现。饲料中添加少量肽类可显
著提高动物生产性能和饲料利用率，其提高生产性
能的作用．似乎不能仅仅从提高微量的氨基酸或增
加蛋白质合成原料来解释。据报道，当以小肽形式作
为氮源时．整体蛋白质沉积高于相应游离氨基酸日
粮或完整蛋白质日粮。动物某些组织对因代谢修饰
处理而引起的代谢改变，造成的氨基酸需求量增加
完全可通过利用寡肽来满足。可见利用小肽而不是
氨基酸取代蛋白质可以优化低蛋白日粮。从而降低
集约化畜牧系统动物的氮排泄量。许多文献都支持
生物活性肽具有重要的营养价值这一观点。1993年
Siemensma等提出了肽类营养价值高于游离氨基酸
和完整蛋白的几个原因：转运速度快、吸收率高、抗
原性小以及有益于动物肌体的感觉特点。目前。一些
生物活性肽制品已经应用于实际生产。并取得了良
好效果。美国俄亥俄州立大学的Don Mahan博士评
估了寡肽在阶段二(断奶后14～42d)期间对猪只的效
果．寡肽以2．75％的比例添加到玉米一豆粕日粮中．
另外一组配方相似但含有喷雾干燥血粉的饲料作为
对照组，该试验共使用了68头早期断奶猪只。在试
验结束时，饲喂寡肽的猪比对照组多增重l，5kg，但
两组之间的饲料转化率并没有明显区别。而饲喂寡
肽的猪只有较低的血浆尿素氮数值．表明饲喂寡肽
的猪具有较大的蛋白质沉积率。施用晖(1996)在蛋
鸡日粮中添~tld,肽制品后。蛋鸡的产蛋率、饲料转化
率明显提高[13]。
4 大豆肽的生产方法
传统的大豆肽制备方法一般是酸解和碱解法．
但这两种方法易破坏大豆肽的营养成分且造成环境
的污染，已经很少应用。目前应用最多的是酶解法．
其次是微生物发酵法。
4．1 酶解法
酶解法制备大豆肽选用的酶有木瓜蛋白酶、菠
萝蛋白酶等植物蛋白酶；胰蛋白酶、胃蛋白酶等动物
蛋白酶；枯草杆菌、地衣芽孢杆菌、放线菌、青霉、栖
土曲霉、黑曲酶等微生物蛋白酶。现在应用比较广泛
的有中性枯草杆菌蛋白酶1398、209与27o9碱性蛋
白酶。酶解法制备的大豆肽会有苦味产生。其中的苦
味物质主要是亮氨酸、蛋氨酸等疏水性氨基酸及其
衍生物和一些小分子的肽类[14J。蛋白质水解产生苦
肽的可能性与疏水氨基酸的含量、多肽氨基酸的顺
序及多肽的空间结构有关，采用不同酶水解大豆蛋
白得到的苦味肽也不同[ ]。目前大豆肽脱苦的方法
有选择性分离法(如活性炭法)、掩盖法(用环状糊
精、多磷酸盐、谷氨酸等掩盖苦味)、膜分离法(超滤
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法)、酶法和微生物法。
4．2 微生物发酵法
微生物发酵法实质上是微生物蛋白酶在起作用。
常用来发酵制备大豆肽的微生物有枯草杆菌1．398、
s114、172，放线菌，栖土曲霉3．942和碱性蛋白酶生产
菌株芽孢杆菌2709。短小芽孢杆菌289、209等，以及
酸性蛋白酶生产菌黑曲霉3．350。宇佐美曲霉变异株
537。肉桂色曲霉No．8l和酱油工业用的米曲霉3042
等。微生物发酵法与酶解法相比，它将微生物产酶和
水解两步合一，省去了酶的分离和提纯步骤，减少了
生产工序，降低了成本；因为微生物产生的端肽酶对
小肽末端的修饰作用。使制得的肽不但没有苦味，还
具有发酵的天然芳香味。适口性很好。
在微生物发酵生产的过程中。决定生产水平高
低的最主要的因素有3个：生产菌种、发酵工艺和后
提取工艺。其中最重要的是生产菌种。通过诱变选育
高产菌株可以大大降低发酵生产韵成本。
4-3 大豆肽的精制
食品级大豆肽的精制通常要通过脱色、超滤纯
化、离子交换除盐、浓缩或喷雾干燥等工序。饲料级
的一般只需超滤纯化、浓缩或喷雾干燥即可。
4．3．1 活性炭吸附
活性炭吸附法是常用的大豆肽脱苦、脱色方法。
一般采用固液比l：10，温度40~50％ ，进行搅拌
30rain，冷却后过滤。可得到较好口味、溶液透明澄清
的大豆肽液。
4-3．2 超滤处理
与其它分离技术相比，膜分离能提高产品的纯
度、不破坏产品性能、节约溶剂或试剂。而且它无相
变、工艺设备简单、操作方便可靠、能够实现连续化
分离纯化、缩短生产周期，同时不会造成环境污染。
超滤过程中，可根据膜截留分子量的大小将大豆肽
分离成不同分子质量的大豆肽产品。超滤时的温度
一般为35 O℃ ，进口压力4．8xl05～5．2xl0SPa．出口
压力1．6Xl05～2．2x l0 ，a
4．3．3 离子交换
进行离子交换处理的目的是脱盐。脱除离子主
要是Na’和cl一。将大豆蛋白酶解液以每小时l0倍柱
体积的流速分别流经H+型阳离子交换树脂和OH一型
阴离子交换树脂来脱除Na+和Cl一，脱盐率在85％以
上。所脱除的盐主要来源于酸沉、中和调浆及水解过
程中所加入的酸碱生成的盐。
4．3．4 浓缩或喷雾干燥
分离精制后的大豆肽溶液首先经135~C、5 的超
高温瞬时杀菌，然后在86—89kPa的真空度下进行真
空浓缩，得到固形物含量25％,-,40％左右的成品大豆
肽浓缩液。大豆肽浓缩液也可进一步进行喷雾干燥，
得成品粉末大豆肽。喷雾干燥的条件为：进口温度
125～130~C。塔内温度75～78％，排风口温度80~85％。
5 展望
大豆肽的发现开创了动物营养的新纪元，丰富
了大豆制品的种类，增加了大豆产品的附加值；肽较
之游离氨基酸的重要性之一在于可提高动物对日粮
氮利用率的巨大潜力，减少畜禽含氮物质的排放，这
对于节约蛋白质饲料、减轻环境污染具有重要的经
济和社会意义。随着微生物发酵法制备大豆肽技术
的问世．特别是运用现代生物技术、基因工程来选育
高产蛋白酶菌株。进而降低发酵成本，将使大豆肽在
畜牧业中大范围的应用成为可能。因大豆肽独特的
理化特性和生物学功能。使大豆肽制品在畜牧业中
将会有巨大的市场。特别在世界各国都在纷纷禁用
或限制抗生素的使用，提倡生态农业、绿色饲料和畜
牧业可持续发展的2l世纪，研究和开发大豆肽更具
广阔前景。
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