收稿日期：２００６－０５－２２作者简介：陈伟斌（１９７９－），男，浙江台州人，在读硕士，研究方向为大豆蛋白质改性研究。
大豆分离蛋白（ｓｏｙｐｒｏｔｅｉｎｉｓｏｌａｔｅ，ＳＰＩ）因其高蛋白含量及在某些食物体系中良好的功能性质，作为一种食物成分也已受到重视［１］。
大豆分离蛋白是以低变性脱脂大豆粉或浓缩大豆蛋白为原料，经碱、酸等一系列处理后得到的组分较均一，机能特性较强的蛋白质，蛋白质纯度要求在９０％以上，主要成分是β－伴球蛋白（７Ｓ）和１１Ｓ球蛋白。
β－伴球蛋白是３个亚基（α’，α和β）的不同结合形成的三体。
１１Ｓ球蛋白由６个亚基构成，每个亚基含有１个碱性多肽链（Ｂ）和１个酸性多肽链（Ａ），Ａ和Ｂ通过一个二硫键相连形成ＡＢ亚基［２］。
大豆分离蛋白的次要成分则具有很大的不均匀性［３］。
主要有γ－伴球蛋白、７Ｓ碱性球蛋白、脂肪氧合酶、β－淀粉酶、植物凝集素以及胰蛋白酶抑制剂［４］。
在这方面研究国际上以美国和日本技术最为领先，已开发出多种专业化的大豆蛋白产品。
如国际上生产大豆分离蛋白最具实力的ＰＴＩ公司和ＡＤＭ公司都是美国的公司，前者其产品可以细分为高乳化型、高分散型、凝胶型等８０多种产品，广泛应用于肉制品、乳制品、面制品等１０类产品中。
而ＡＭＤ公司的１８种大豆分离蛋白产品中有高分散型注射肉用、高溶解性调味品用、低糖度乳品饮料用及婴幼儿专用粉等。
目前，我国基本上只有用于火腿肠生产的单一品种大豆分离蛋白［５］。
因此，亟需国内此项研究的科研人员寻求最优的生产方法及工艺，改变目前被动局面，赶超国际先进技术水平。
１大豆分离蛋白的功能性蛋白质改性是人为地对蛋白质结构进行修饰，从而改善产品的相容性和功能性［２］。
因此，为了更好大豆分离蛋白的功能性和改性研究进展陈伟斌（轻工业环境保护研究所，北京１０００８９）摘要：大豆分离蛋白（ｓｏｙｐｒｏｔｅｉｎｉｓｏｌａｔｅ，ＳＰＩ）是大豆蛋白中最为精制的形式，广泛应用于食品工业，在不同的产品中表现出不同的功能性。
大豆分离蛋白可以用物理、化学、酶法和生物工程方法进行改性。
结果表明，大豆分离蛋白经过改性后能拓宽大豆分离蛋白在食品工业中的应用及达到人们所希望的功能特性。
关键词：大豆分离蛋白；改性；功能特性中图分类号：ＴＳ２０１．２１文献标识码：Ａ文章编号：１００７－６３９５（２００６）０４－００６７－０５地了解大豆分离蛋白近年来的改性进展，先对大豆分离蛋白的功能特性做一介绍。
蛋白质的功能性质指的是能使蛋白质对人们所期望的食品特征做出贡献的那些物理化学性质［６］。
大豆分离蛋白的功能特性是指蛋白质在食品加工中，如制取、配制、加工、烹调、贮藏、销售过程中所表现出来的理化特性的总称［７］。
如表１所示［８］：表１大豆分离蛋白的功能性与应用功能性作用模式用途溶解性蛋白溶剂化作用由ｐＨ值决定饮料乳化性油脂乳化的形成与稳定香肠、胶浆、蛋糕起泡性形成稳定的膜、固定风味松糕、蛋糕凝胶性蛋白质机制的形成与固定肉类、乳酪吸油性固定游离的油脂肉类、香肠、炸面饼圈粘度稠化、氢键的保持胶浆粘合力蛋白质作为粘结物质肉类、香肠、糊状食品弹性凝胶形成的二硫键分连肉类、焙烤食品固定风味风味吸收、固定、释放人造肉、焙烤食品大豆蛋白的功能性质相互影响，在食品体系中协同作用，共同表现出了人们所希望的食品特性。
（１）溶解性。
溶解性是指蛋白质在水溶液或食盐溶液中溶解的性能，其溶解的程度又称溶解度［７］。
在各种不同条件下，溶解度性质是蛋白质可应用性的一个很重要的指标，它影响着蛋白质的凝胶作用、乳化作用和起泡作用的能力［９］。
大豆蛋白质的溶解性受原料的加热处理、溶出时加水量、ｐＨ、共存盐类等条件的影响很大。
加热处理时，大多数蛋白质的溶解度是显著地和不可逆地降低。
ｐＨ对球蛋白影响较大，在ｐＨ４．２￣４．６时，球蛋白几乎不溶解。
共存盐类对溶解度也有影响，如有氯化钠和氯化钙存在时，即使在等电点范围内，ｐＨ４．２￣４．６也能溶解。
另一方面，一些盐类（如石膏粉）能降低蛋白溶解度，可作沉淀剂。
（２）乳化性。
乳化性是指将油和水混合在一起形成乳状液的性能。
大豆分离蛋白是表面活性剂，它既能降低水和油的表面张力，又能降低水和空气的表面张力，易于形成稳定的乳状液［７］。
许多因素影响着乳状液的特性和乳化试验的结果：设备的类型及几何形状、输入量的强度、加入油的速度、油相体积、温度、ｐＨ、离子强度、糖的存在、低分子量表面活性剂的存在等等［６］。
（３）起泡性。
起泡性是指大豆蛋白在加工中体积的增加率，可起到酥松作用。
起泡性要求蛋白分子能达到内表面并快速展开。
大豆蛋白的起泡能力受粘度、疏水性和溶解性从大到小的顺序影响［８］。
（４）凝胶性。
凝胶性是指蛋白质形成胶状结构的性能。
它使分离蛋白具有较高的粘度、可塑性和弹性，既可作水的载体，也可作风味剂、糖及其他配合物的载体，这对食品加工极为有利。
凝胶作用的影响因素与形成凝胶的外界条件密切相关，如温度、ｐＨ值和盐浓度。
（５）吸油性。
影响蛋白的吸油性时蛋白质的构象和油脂分子之间的反应，非共价键是涉及蛋白分子与油反映的主要作用力，其次是氢键。
（６）粘度。
蛋白质的粘性是指液体流动时表现出来的内摩擦，又称流动性。
蛋白质溶液的粘度受蛋白质的分子量、摩擦系数、温度、ｐＨ、离子强度、处理条件等因素的影响。
大豆蛋白溶液是属于非牛顿流体的假塑性液体，随浓度的增加而增加［８］。
２大豆分离蛋白的改性由二级和三级结构所形成的蛋白质构象是脆弱的，因此，用酸、碱、浓盐溶液、溶剂、热和照射处理时能不同程度地改变蛋白质的构象，从而改变蛋白质的功能特性［９］。
大豆分离蛋白的改性就是通过改变蛋白质的一个或几个理化性能，达到加强或改善蛋白质的功能性的目的；同时抑制酶的活性或除去有害物质，达到除去异味和提高营养利用率的目的。
大豆分离蛋白的改性方法有物理改性、化学改性、酶改性和生物工程改性。
２．１大豆蛋白的物理改性物理改性是利用加热、机械作用、声波等方式改变蛋白质的高级结构和分子间的聚集方式，一般不涉及蛋白质的一级结构，实际上，物理改性就是在控制条件下的蛋白质定向变形［１０］。
物理改性常用的方法有：加热、高静压、超高压、超声等，另外，有文章报道使用氮气改善大豆分离蛋白的凝胶性、保水性、乳化性和乳化稳定性［１１］。
蛋白质的热处理会造成结构变化、肽键水解、氨基酸侧链的改性和蛋白质分子与其他分子的缩合。
这些变化同时取决于加热的强度和时间、水分活度、ｐＨ、盐含量、其他活性分子的种类和浓度以及其他因素。
张春红等人研究了利用热处理对大豆分离蛋白进行改性，结果显示热烘改性对大豆分离蛋白的吸水性、吸油性、起泡性和泡沫稳定性无显著性影响，但常温粘度、高温粘度、耐热性、凝胶性和保水性分别比对照提高了１１８％、１３５％、１０８％、８１％和８３％，并得出比较适宜的热烘改性条件为１０ｍｉｎ／８５℃［１２］。
陶虹等人也曾做过相关的研究［１３］。
美国研究者ＫａｙＨ．ＭｃＷａｔｔｅｒｓ［１４］等将大豆制成质量分数为２％水悬液，以１００℃蒸汽加热０，１０，２０，３０ｍｉｎ，研究了氮溶解度、乳化性能和粘度等性质。
发现大豆粕粉在蒸汽加热的第１，２，３个１０ｍｉｎ内，氮溶解度从９８％分别降低到５７％，４３％和３４％；而乳化能力降低分别为０％，６％和２２％。
至于乳液的粘度，在加热０，１０，２０ｍｉｎ后均能形成稠厚、类似蛋黄酱的制品，而在加热３０ｍｉｎ后只能形成较稀、类似色拉调味料的制品。
超高压处理是一种新型的食品加工方法，它可以避免传统热加工所造成的食品色香味裂变和养分损失等缺点［１５］，正是这个优点使超高压技术成为了近年来食品工业的研究热点。
食品的高压处理技术，一般是将密封于柔性容器内的食品置于以水或其他液体作为传压介质的压力系统中，采用高静水压处理食品，以达到杀菌、抑酶和改善食品的功能特性等作用。
张宏康［１６］等人研究了超高压技术对大豆分离蛋白凝胶的影响，试验结果表明，超高压处理得到的凝胶强度随着大豆分离蛋白数量分数的增大、温度及处理压力的增高而增高，且超高压处理得到的凝胶强度比加热处理得到的高，外观更加平滑、细致。
张少兰［１７］等人探讨了高静压处理对大豆分离蛋白分子结构和热力学性质的影响，发现常温下，大豆分离蛋白经４００ＭＰａ的压力处理３０ｍｉｎ后出现降解，分子量为５３Ｋ和４３Ｋ的两个亚基解离形成分子量分别为４８Ｋ、４０Ｋ和１５Ｋ的三个亚基，而大豆分离蛋白经１００ＭＰａ、２００ＭＰａ、３００ＭＰａ分别处理３０ｍｉｎ并没有出现降解；同时，经４００ＭＰａ压力处理３０ｍｉｎ的大豆分离蛋白的热变形焓降低，热变性温度升高。
张少兰还做了高静压处理后大豆分离蛋白功能特性的变化，发现处理后溶解性增大、乳化性能和起泡性能均提高［１８］。
超声处理也能改善大豆分离蛋白的功能特性。
杨晓泉等人研究了低频超声对大豆分离蛋白功能特性的影响，他用３００Ｗ、１２Ｈｚ低频超声处理大豆分离蛋白，发现处理后的大豆分离蛋白乳化活性增加，但粘度下降［１９］。
添加增稠剂也能改善大豆蛋白的功能性。
０．０５％的卡拉胶能显著增加大豆分离蛋白乳浊凝胶的硬度、破裂强度、内聚性、弹性等［２０］。
瓜尔豆胶在质量分数较低时（≤０．０４％），明显改善了大豆分离蛋白乳浊液的稳定性［２１］。
黄原胶能提高大豆分离蛋白的起泡性和泡沫稳定性，海藻酸钠能提高ＳＰＩ的粘度，魔芋精粉和鸡蛋清能提高ＳＰＩ的纺丝性能，适用于模拟（或仿生）肉制品（如肉干、肉铺、肉丝、肉片、肉糕等）［２２］。
此外，大豆分离蛋白的物理改性方法还有超滤、质构化和添加小分子双亲物质等。
２．２大豆分离蛋白的化学改性化学改性可以改善大豆蛋白的功能和营养特性，其实质是通过改变蛋白质的结构、静电荷和疏水基，除去抗营养因子，从而改善大豆蛋白的性质。
化学改性包括氨基酸共价连接、硫醇化、酰化、磷酸化、胍基化，或用酸、碱、盐部分水解来改进大豆分离的功能性等。
但后三种方法由于试剂残留和对设备腐蚀严重等问题，已经很少采用了［８］。
氨基酸共价连接是一种提高蛋白质营养价值和功能性质的方法。
利用异肽键的形成可以将外源氨基酸导入蛋白质中，将蛋氨酸或半胱氨酸于蛋白质共价连接，所形成的异肽可被肠道氨肽酶水解。
因此这种结合可用于蛋白质氨基酸富集，从而缓解大豆蛋白中含硫氨基酸相对偏低的矛盾，也可防止ε－氨基发生美拉德反应［２２］。
巯基和二硫键是决定蛋白质功能性质的主要基团。
硫醇化使蛋白质分子间甚至分子内的二硫键断裂，亚基伸展，疏水基暴露。
黄曼等人［２３］采用化学变性剂ＳＤＳ、脲处理大豆分离蛋白，结果表示随着脲和ＳＤＳ浓度增大，ＳＰＩ变性程度加大；在脲和ＳＤＳ浓度分别为３ｍｏｌ／Ｌ和１．０％时，疏水性指数ＳＯ值相对最大，但浓度过高时，蛋白质分子变性程度过大疏水性反而降低。
酰化反应是化学改性中重要的一种，有许多优点：①反应条件温和；②酰化试剂容易买到；③反应可逆。
![012大豆分离蛋白的双酶改性改善功能性的实验[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/67c2c3c458f5f61fb736662e.png)
![016大豆分离蛋白改性效果研究[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/235bb041336c1eb91a375d2e.png)
