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黑豆多肽现状

摘 要:本文主要从黑豆的营养价值、生理功能及黑豆多肽的制备方法和黑豆多肽的分离纯化技术这几方面进行介绍,为黑豆资源的有效利用和后期黑豆多肽的开发研究提供理论依据.

关键词:黑豆;生理功能;制备技术;分离纯化

中图分类号:TQ914.1

1 黑豆

1.1 我国黑豆资源概况

黑豆,也被称为乌豆,又被称作冬豆子.种仁呈卵圆形或球形,种皮颜色呈黑色.目前,中国种植的黑豆品种较多,达2 800 余种,且种植面积广泛,已在27 个省市得到普及.

1.2 黑豆的营养价值

黑豆有较高的营养价值, 并且具有一定的医疗保健作用[1].有研究表明, 黑豆中的蛋白质达40% ~ 45%.黑豆中的脂类包括脂肪和类脂,其中,脂肪酸以不饱和脂肪酸为主,不仅消化吸收率高,能满足机体的需求,而且可以促进血液中胆固醇的代谢活动;类脂中的植物固醇可以加速多余固醇的排出,避免固醇在人体的积累,从而降低心血管疾病患病的风险.黑豆中的碳水化合物主要有粗纤维、寡糖、低聚糖等,能有效调节人体机能,如粗纤维、寡糖能够增加肠道蠕动功能,清除肠道的毒素,从而改善便秘与肠道的菌群环境;低聚糖主要通过抑制吞噬细胞作用、减少活性氧的产生来提高机体的免疫力.

1.3 黑豆的应用

黑豆因营养丰富、有一定的保健功效,被广泛应用在各个行业.在食品行业中,以黑豆为原料进行发酵制得的豆豉、纳豆、豆酱,营养丰富、风味独特,得到越来越多消费者的喜爱.在医药行业中,从黑豆中提取出的异黄酮、黑色素、酚类等生物活性物质,具有抗氧化、降血脂作用.在化工行业中,从黑豆中提取的氨基酸、维生素及黑色素,因具有养颜美容、滋养护发的作用而得到广泛应用.随着现代技术的不断发展,人们对黑豆营养价值、保健功效的认识不断深入,黑豆的开发利用得到重视,势必具有更加广阔的应用前景.

2 黑豆多肽

2.1 黑豆多肽的简介

肽是多个氨基酸通过脱水缩合形成的,分子量介于蛋白质和氨基酸之间的化合物.生物活性肽是一种常见的肽类化合物,相对分子量小于6 000 Da,一般含有30 ~ 40 个氨基酸残基,在机体代谢调节方面发挥着重要作用,是目前最具有广阔应用前景的营养因子之一.黑豆多肽是经过酶水解法或发酵方法所得的混合肽,相对分子量小于10 000 Da,含有不同的氨基酸序列.相关研究显示,人体摄入的蛋白质并不完全是以单个的氨基酸被机体吸收利用的,小分子的多肽与单个氨基酸相比,小分子的肽更易于进入血液,在机体内发挥重要的作用.因此,对于有些身体虚弱者来说,可以多摄入些小分子的肽来补充营养.

2.2 黑豆多肽的生理功能

2.2.1 抗氧化

机体组织和器官的氧化损伤会影响体内红细胞的恢复、胆固醇代谢及机体的抗疲劳能力.按照自由基产生理论,机体的组织和器官会产生各种自由基,若这些自由基不能及时清除,就会遭到氧化,给人体带来不同程度的损害.因此,适当补充抗氧化物质,及时清除体内多余的自由基,对于增强机体抵抗疾病的侵袭具有十分重要的意义.张楠等[2] 以小鼠为实验对象,分别设置对照组、补充黄豆提取物组、补充黑豆提取物组.结果表明,补充组小鼠血清、肝脏、心脏和骨骼肌中丙二醛(MDA)含量显著低于对照组,SOD 活性显著高于对照组,且黑豆提取物补充组小鼠肝脏和心脏中丙二醛含量显著低于黄豆提取物补充组.

2.2.2 抗疲劳

疲劳的外在表现是运动能力下降,内在表现则是机体细胞中毒.为了维持机体正常的运动能力,应避免长期处于疲劳状态.体育运动是一项很容易导致身体疲劳的运动,相关研究表明[3],长跑的运动员在服用大豆多肽后,血清睾酮的水平提高,训练后RPE 的等级有所降低,说明大豆多肽具有一定的抗疲劳作用.

2.2.3 降血脂

血脂的主要成分是胆固醇和甘油三酯.随着现代生活水平的提高,已有越来越多的人血脂超过正常的水平,患上高血脂症[4].而现在医学表明,由高血脂引起的心血管疾病是导致我国居民死亡的主要原因之一.在早期,人们就发现豆类蛋白肽具有降血脂的作用.卢亚萍的小鼠试验[5] 也显示不同剂量的肽摄入量均能使血清中甘油三酯的含量下降,且肽摄入的剂量越高,血清中甘油三酯含量下降的效果就越明显,这更加证明了豆类多肽的降血脂功效.

2.3 黑豆多肽的制备方法

在中国,虽然黑豆产量大,蛋白质含量丰富,但是黑豆蛋白不易被人体消化和吸收.那么,通过一定的方法将黑豆蛋白降解,制成易于被人体吸收利用的黑豆多肽,将具有重要意义.目前,制备黑豆多肽的方法主要有酶解法和微生物发酵法.

2.3.1 酶解法

酶解法常以动植物为原料,经过酶的作用、分离纯化技术.酶解法所得的产物没有毒性,对机体不会产生副作用,而且操作条件易控制,所以是制备植物性多肽最常用的方法.任海伟[7] 等以黑豆豆渣为原料,分别在木瓜蛋白酶(温度50 ℃、pH 6.5 条件下水解3 h)、碱性蛋白酶(pH 9.0 条件下水解3 h)处理黑豆豆渣,最终得到的产物中氨基酸态氮含量控制在2.17%,溶解度为98.25%.

2.3.2 微生物发酵法

微生物发酵法是利用微生物在发酵过程中分泌到细胞外的蛋白酶,在其作用下,分解生成小分子肽的过程.与酶法相比,发酵法有明显的优势,不但省去了酶的纯化、灭活步骤,缩短了生产时间和成本,而且在发酵过程中产生的一些物质能够遮盖苦味肽产生的苦味,还能使产物具有一定的香味,因此微生物发酵法具有广阔的应用前景.但是,目前国内对发酵法制得大豆多肽尚处于起步阶段,相关研究较少.万琦等人[8] 主要对大豆多肽脱苦菌株的筛选、发酵条件及所需多肽的功能性质进行了研究,通过实验,筛选出枯草芽孢杆菌中的B.subtilis,菌株适合水解豆粕粉,并通过对在最优条件下生产的多肽进行氨基酸测定,确定B.subtilis,菌株的酶切位点.

2.4 黑豆多肽的分离纯化

黑豆蛋白经过酶解后形成的是一个混合体系,所含物质较多,如多肽、游离氨基酸、盐类、部分难水解的蛋白等[9].这些物质之间相互作用,影响黑豆多肽的抗氧化性.所以,为了得到高浓度的多肽溶液,需要对酶解产物进行分离纯化.目前,运用较多的分离方法有膜分离法和凝胶过滤层析法等.

2.4.1 膜分离法

目前,膜分离技术的主要原理是在选择性半透膜的两侧施加压力,小于膜孔径的分子通过膜在另一侧得到浓缩,而比膜孔径大的分子则不允许通过膜,这样可以将不同分子量的物质分开.在实际生产中,根据膜的孔径不同,可以将膜分离分为微滤法、超滤法、纳滤法及反渗透法.由于膜分离技术操作条件比较简单,分离设备没有严格要求,而且分离过程中不需要添加其他化学试剂,不影响分离物性质的稳定性,所以使用最为广泛.

2.4.2 凝胶过滤层析法

凝胶过滤层析法,是通过物质分子大小、形状的差异,利用层析柱来对物质进行分离纯化的方法,这是一种简便有效的分子筛层析,该方法操作简便,条件温和,分离纯化效果好,多用于高分子物质的分离,赵春燕等[10] 对乳酸菌菌体蛋白进行凝胶过滤层析的研究中,发现不同的过滤介质、洗脱中的流速以及上样量,均能影响菌体蛋白的分离纯化效果.

参考文献:

[1] 王 洛. 黑豆的营养价值[J]. 现代养生,2011(1):50.

[2] 张 楠. 黄黑豆提取物对小鼠运动及抗氧化能力影响的比较研究[D]. 石家庄:河北师范大学,2009.

[3] 启 荣,李肃反,杨则宜,等. 补充大豆多肽对中长跑运动员训练期生化指标的影响[J]. 中国运动医学杂志,2004,23(1):33-37.

[4] 何洪英,李华钧,杨 坚. 调节血脂保健食品的研究进展[J]. 食品与机械,2001(1):4-5.

[5] 卢亚萍,冯 杰. 大豆多肽的性质及其研究进展[J].饲料添加剂,2005(11):26-29.

[6] 吴建平. 大豆降压肽的生产[D]. 无锡:无锡轻工大学,1998.

[7] 任海伟,王常青,苏槟楠,等. 双酶法水解黑豆豆渣制备可溶性蛋白[J]. 农产品加工学刊,2007(5):39-41.

[8] 万 琦,陆兆新,商 宏. 脱苦大豆多肽产生菌的筛选及其水解条件的优化[J]. 食品科学,2003,24(2):29-32.

[9] 冯 彪,倪晋仁,毛学英. 超滤技术处理酪蛋白酶解液的研究[J]. 中国乳品工业,2005,33(3):32-34.

[10] 赵春燕,康素花,荣向华,等. 凝胶层析分离纯化乳酸菌菌体蛋白条件的优化[J]. 食品研究与开发,2016,37(22):47-50.

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