大豆水解蛋白中苦味肽的研究進展

◎ 黃 磊，周其洋

（佛山市海天（高明）調味食品有限公司，廣東 佛山 528500）

近年來，隨著人們對健康的追求，天然活性呈味物質的重要性越來越高，植物蛋白質資源的開發受到的關注也日益加強。隨著生物、分析技術的進步，以大豆肽為代表的植物肽的活性功能和呈味效果也逐漸明確，具有調節免疫、控制“三高”、調節腸道微生物和抗疲勞等生理功能，被廣泛應用于食品中，但大豆肽的苦澀味、豆腥味限制了其進一步擴大應用場景[1]。大豆水解蛋白中的苦味物質主要是小分子多肽，其分子量集中在500～4 000 Da，疏水性氨基酸在其中起到重要作用。本文綜述了大豆多肽的生產技術及苦味多肽的研究進展，希望為其進一步商業化應用提供借鑒和參考。

1 大豆肽的制備工藝

1.1 酶解法

酶解法以其制備條件溫和、產物功能多樣及水解后產品穩定性較好具備了產業化應用的能力，被廣泛使用。最適用于大豆肽的生產加工酶制劑主要有植物蛋白酶中的木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶，以及微生物蛋白酶中的酸性、中性、堿性、風味蛋白酶，還有特異性較強、主要用作醫藥保健的胃蛋白酶、胰蛋白酶等。其中來源于微生物的蛋白酶因成本低、反應條件廣等更受青睞。

吳文煜等[2]利用外肽酶（三肽酶）和堿性蛋白酶復配制備具有功能的大豆肽，其苦味值相較于單獨使用堿性蛋白酶降低7.3%。劉公博等[3]發現復合蛋白酶在50 ℃以5%原料比作用4 h 可獲得無明顯苦味的大豆肽。此外，谷宇等[4]用胰蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶復配，在50 ℃酶解4.5 h，獲得大豆肽的苦味只有單酶水解的22%～28%。

1.2 發酵法

有別于酶解法，微生物發酵法更好地利用了微生物的代謝過程，將一種或多種微生物的代謝活動和大豆多肽的分解過程有機結合，互相促進。目前研究較多的有地衣芽孢桿菌2709、枯草芽孢桿菌1389、黑曲霉3.350 等。

早在2008年就有用黑曲霉AS3.350 固態發酵、液態發酵制備大豆肽的報道，肽含量達到62.35%，且無苦味。有公司用地衣芽孢桿菌和泡盛曲霉兩步發酵獲得植物蛋白多肽，或用枯草芽孢桿菌、酵母菌和乳酸菌混合發酵豆粕獲得無苦味的大豆多肽。發酵法相較于酶解法成本下降40%～60%，具有良好的商業應用前景。樂能生物工程股份有限公司于2006年就建立了年產1 000 t 的發酵法生產大豆活性肽的生產線，其肽轉化率達到94%。

1.3 化學法/物理法

化學法是利用酸或堿水解大豆蛋白，生產成本低，但反應條件一般較為苛刻，水解不具有針對性，氨基酸易被破壞，會對環境造成污染，因此多見于實驗室研究，少見于工業應用。物理法主要和酶解法復配使用，利用物理條件改變蛋白質結構從而優化酶解結果。采用靜高壓技術，在200 MPa 下用酶解法處理大豆蛋白，可利用高壓改變大豆蛋白的結構，從而獲得具有較高活性的大豆肽。

2 大豆肽苦味形成機理及評價方法

2.1 多肽苦味形成機理

大豆肽中的苦味主要來自于苦味肽，疏水氨基酸是其中的主要因素。分子量在500～4 000 u 的大豆肽苦味最明顯，隨著分子量降低，苦味隨之降低。當分子量較大時，疏水氨基酸被包埋在內部而無法表現出苦味，只有分子量在適當范圍時，疏水氨基酸才能更大比例地刺激味蕾產生苦味。有學者用生物信息學分析方法對已明確口感的苦味肽的分子結構特征進行分析，發現其疏水值越大，苦味越強。此外，氨基酸序列和組成也會影響苦味的強度。

2.2 苦味評價方法

食品中的苦味強度檢測大多由感官評價或明確苦味組分的定量檢測來判斷。由于大豆肽苦味來源的復雜性，且苦味組分尚未明確，因此往往采取感官評價結合儀器分析來進行。生物評價法、動物評價法因實驗難度大，檢測費用高目前以實驗室研究為主。

通過電子舌分析和感官評價分析相關性，在大豆蛋白水解物中完成苦味、鮮味、咸味和豐富度的綜合影響的苦味口感回歸曲線為近年來的研究熱點，R2可以達到0.93～0.97，擬合度較好，且普遍報道敏銳度相較于感官更高[5]。ITO 等[6]綜合甜味標準品和苦味標準品的評價結果提出了苦味預測模型，發現人工甜味劑對鹽酸奎寧有較好的掩蔽作用，預測模型與感官呈現良好的相關性。在復雜體系中，無法用電子舌對苦味的單一響應來代表感官評價中的苦味，需綜合鮮味、咸味、酸味和豐富度等其他維度來綜合評估。鈴木由佳等[7]研究發現，清酒中感官苦味與ANS 的熒光強度（F1）存在極高的相關性，可通過ANS 熒光法測定清酒苦味度。

3 大豆肽脫苦方法

肽常用的脫苦方法可分為生物法、掩蓋法、分離法3 種。生物法更多見于食品研究，分為兩種，一種為酶法，一種為微生物法。掩蓋法則可分為風味掩蓋和包埋法。

3.1 生物法

酶法的脫苦原理是通過氨肽酶和羧肽酶切斷多肽鏈末端的部分疏水性氨基酸殘基，進而實現脫苦的目的。此法在生產中可與酶法做兩步生產，無需額外投入而被廣泛應用。該方案的缺點是脫苦的同時產生游離氨基酸。

LIU 等[8]研究紅曲霉羧肽酶（MpiCP-1）和胃蛋白酶對大豆蛋白分解的影響，明確了紅曲霉羧肽酶通過在C 端釋放疏水性氨基酸來減弱胃蛋白酶水解大豆多肽的苦味。此外，用氨肽酶處理大豆蛋白水解產物或用氨肽酶和堿性蛋白酶復配酶解，纈氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和異亮氨酸等疏水性氨基酸會被釋放，酶解液苦味會明顯降低。

微生物法原理和酶法一致，采用可以產生肽酶的微生物參與發酵，從而實現脫苦。微生物脫苦常與微生物發酵制備多肽同步使用。李萍等[9]使用黑曲霉發酵產生的粗蛋白酶酶液對大豆水解物進行脫苦，在34 ℃作用2.1 h 可以將苦味下降75%左右，但該反應需在酸性條件下進行。此外，還有將乳酸菌和酵母菌混合發酵，利用雅致放射毛霉羧肽酶，使小麥肽或大豆肽苦味消失的報道[10-11]。

3.2 掩蓋法

掩蓋法相較于生物法，不會改變大豆肽的結構和組成，由于其在功能性的保留方面具有優勢，而被對大豆肽功能關注度較高的行業所應用，如保健品行業。

風味掩蓋指利用味道的協同拮抗效應來減少苦味感受，該方案多見于多肽口服液等保健食品的開發。如用蛋白糖、檸檬酸和大豆肽復配可提供豐富的口感從而掩蓋大豆肽氨基酸口服液的苦味。再如中糧集團用甜味劑、果膠、果粉和香精等制備了一種多肽含量為60%以上，苦味、豆腥味得以有效遮蔽的固體飲料。

包埋法利用環狀糊精等絡合苦味肽的疏水氨基酸殘基達到脫苦的效果，但因用量較大，達到了25%～43%，應用范圍受限。戰旭梅等[12]用β-環糊精包埋技術消除玉米活性肽的苦味，確定其加工條件為β-環糊精∶玉米活性肽為1.0∶1.3，在溫度35 ℃中性條件下處理44 min，包埋率為80.12%，苦味值下降到1.70，口感改善效果明顯，且對功能肽的損失較小。

3.3 分離法

分離法通過苦味肽和其他組分理化性質的不同，采用超濾、吸附、萃取和色譜分離等方式對肽進行選擇性分離，去除苦味組分。該方法損失較多，可能造成某些功能成分片段喪失，且部分方法如色譜分離成本較高，少見于工業大規模生產。

4 結語

近年來，關于大豆肽的苦味及其形成機理、評價方法均取得了一定的進展。目前，大豆肽工業化發展還需解決一些問題。大豆肽苦味的評價尚未建立一種明確且具有公信力的方法，對感官的依賴性較大。對于苦味肽的鑒定和結構解析仍處在初級階段，疏水性對苦味的影響、疏水性氨基酸排列和空間結構對苦味的影響、苦味肽與其他呈味肽的協同作用尚未清晰。隨著生物信息學的發展，評價和分析手段的增多，苦味肽消除會越來越具有針對性，進而促進大豆肽在食品領域的應用。