大豆蛋白中7S与11S球蛋白的研究进展

刘頔，赵晓燕，符力丹

（济南大学酒店管理学院食品科学与营养系，山东济南250000）

大豆蛋白中7S与11S球蛋白的研究进展

刘頔，赵晓燕*，符力丹

（济南大学酒店管理学院食品科学与营养系，山东济南250000）

大豆蛋白是高品质植物蛋白资源的来源之一，其营养全面，具有较好的保健作用。7S与11S球蛋白为大豆蛋白中主要成分，对大豆蛋白的功能特性具有重要影响。在对两者的制备方法进行总结的同时，阐述了7S与11S球蛋白亚基的分离纯化以及亚基与大豆蛋白功能性间的相关性，表明亚基含量可影响大豆蛋白的营养价值及加工特性，为大豆蛋白的深入研究及工业化生产提供借鉴；同时，对大豆蛋白在食品领域的发展现状进行了分析，以期为今后大豆蛋白产品的多样化发展提供新思路。

大豆蛋白；7S球蛋白；11S球蛋白；制备工艺；功能特性；应用

大豆是我国的主要农作物之一，最常用来制作各种豆制品、榨取豆油、酿造酱油，因其含有丰富的蛋白质，也常用作蛋白质提取资源。

相比禾谷类以及薯类食物的蛋白含量，大豆的蛋白含量更为丰富，高达40%左右，同时，大豆蛋白所含氨基酸种类丰富，且氨基酸各组分构成合理，是植物蛋白中的优质资源。更值得注意的是，大豆蛋白的氨基酸分数与动物蛋白十分接近，即大豆蛋白与肉类蛋白的营养价值接近，可成为取代动物蛋白的选择之一。在我国动物蛋白资源十分有限的现状之下，开发大豆蛋白及其制品对于为人们提供新的蛋白质资源具有十分重要的意义。

另外，大豆蛋白所具备的一系列营养保健功能也备受关注，例如预防心血管疾病、抗高血压、预防骨质疏松症以及增强免疫力等。在大豆蛋白预防心血管疾病的研究中，Ham等通过实验证实，食用大豆蛋白后，高密度脂蛋白（HDL）有所升高，人体血液胆固醇含量可下降约9.3%［1］。同时，大豆蛋白能够有效的调节血压，川村等证实，大豆7S与11S球蛋白中含有可抑制血管紧张素转化酶的成分，因此认为食用大豆可调节血压［2］。恰因大豆蛋白具备着如此之多的营养保健功能，才推动其成为了食品、医药等领域的开发和研究热点。

本文就目前大豆蛋白7S与11S球蛋白及其亚基的制备、分离方法的发展现状及大豆蛋白在食品领域的应用现状进行了综述，以期在大豆蛋白产品的开发方面做出突破，使其营养更高、特性更优。

1　7S与11S球蛋白的制备方法

大豆7S与11S球蛋白的制备方法包含冷沉法、超速离心分离法、Saios法（即钙盐沉淀法）、Thanh法（即等电点法）以及Nagano法等［3-6］，各制备方法工艺、特点及所得球蛋白纯度总结如下（见表1）。

表1　7S与11S球蛋白的制备方法Table 1Preparation methods of 7S and 11S globulins

2　7S与11S球蛋白亚基的分离纯化

上述7S与11S球蛋白的制备方法，已较多应用于食品领域和相关研究。但为了能够更加严谨、精确的对7S与11S球蛋白进行研究，有必要对7S与11S球蛋白的各组分进行更细致的划分，即分离与纯化两者亚基，为更深层次的研究做准备。

2.1SDS-PAGE分析

SDS-PAGE分析技术根据蛋白质分子量大小的不同对其进行分离，利用该技术分离纯化7S与11S球蛋白的优势在于，可以同时得到两者亚基的含量、分布位置、相对分子质量等实验数据。7S球蛋白的MW约为180 kDa～210 kDa，其中α亚基MW68 kDa，α’亚基MW72 kDa，β亚基MW52 kDa；11S球蛋白MW约为350 kDa～370 kDa，其中酸性亚基MW35 kDa，碱性亚基MW20 kDa［6，9］。SDS-PAGE分析发现，高分子质量区域较多分布的是7S球蛋白亚基，11S球蛋白亚基分布则相反［10］。综上所述，该方法可以应用于7S与11S球蛋白亚基的分离纯化。

2.2层析技术

离子交换层析法（IEC）自1948年发展至今，在食品、生物、化学等领域均得到广泛应用。金属螯合亲和层析法（MCAC）在生物大分子的分离领域已得到广泛应用，该法主要利用蛋白质与金属离子间的亲和力差别来分离蛋白质，其优点在于适用性强、处理量大、纯化时间较短等，已逐渐成为蛋白质分离纯化的常用技术之一。

目前，已有研究者将上述两种方法联用，并应用于大豆蛋白亚基的分离纯化。例如，袁德宝等利用该方法分离纯化大豆蛋白亚基并证实，所得大豆蛋白的亚基组纯度以及回收率均较高，且认为该方法可大规模对大豆蛋白亚基进行分离纯化［11］。郑树贵等同样利用该方法对大豆蛋白亚基进行纯化，结果同样表明，可以得到高纯度大豆蛋白亚基［12］。

但层析技术的应用依旧存在亟需改进之处。例如，在层析过程当中，除特异性吸附外，还可能会吸附一部分杂蛋白，从而影响所需蛋白的纯度。

2.3反胶束法

反胶束（reverse micelles）是用于活性物质萃取的新技术，主要通过表面活性剂增溶于非极性有机溶剂中形成的纳米级体系，其特点为透明且热力学稳定。反胶束体系中表面活性剂的极性头部向内排列，形成球形或圆柱形含水的极性核，通常称为“水池”，水池可溶解大分子极性物质，并保持它们的活性。

为将反胶束技术更好的应用于植物蛋白的萃取过程中，已有不少研究者做出了努力和贡献，详述见表2。反胶束技术除应用于植物蛋白萃取方面，在其它蛋白的萃取当中也表现出较为出色的能力，例如，反胶束萃取脂肪酶，可提高其热稳定性；CTAB反胶束体系对牛血清白蛋白（BSA）及血红蛋白的萃取率均高达90%以上等，表明反胶束技术对于蛋白质的萃取应用广泛且优势明显。

表2　反胶束法萃取植物蛋白的典型应用Table 2Vegetable protein extraction using reverse micelles

尽管反胶束技术优势众多，但其不足之处也需得到重视。例如，赵晓燕、张淑霞等在研究中证实，在利用反胶束技术萃取大豆蛋白时，分布于20 kDa～35 kDa之间的亚基较少，主要集中于47 kDa～93 kDa之间，表明反胶束法对于小分子蛋白质具有较强的萃取能力，而对大分子蛋白质的萃取能力仍需提升［18-19］。

目前，研究中鲜有利用反胶束法分离纯化7S与11S球蛋白亚基的案例。反胶束技术的优势在于样品处理量大、成本低、萃取率高等优势，并且反胶束技术萃取得到的大豆蛋白功能特性更加优良。因此，确定萃取大豆球蛋白及其亚基最佳的反胶束体系及工艺参数或许会成为今后的发展方向之一。

3　7S与11S球蛋白亚基与大豆蛋白功能性的相关性研究

大豆蛋白主要包括溶解性、乳化性、起泡性、凝胶性以及表面疏水性等功能特性。7S与11S球蛋白作为大豆蛋白的最主要成分，它们在很大程度上决定了大豆蛋白所表达的功能特性。

3.17S球蛋白亚基与大豆蛋白功能性的相关性研究

研究认为，大豆蛋白可使人体发生过敏反应，而姜振峰等证实，导致过敏反应的主要因素之一即为7S球蛋白的α’亚基［20］，因此α’亚基的大量存在，可能会导致部分人群食用大豆蛋白致敏或影响机体对大豆蛋白的吸收利用。此外，因7S球蛋白的β亚基对蛋白质合成无促进作用，从营养价值的层面考虑，可适当降低其含量。

但7S球蛋白的加工特性不容忽视。例如，大豆蛋白的乳化性主要由7S球蛋白含量高低决定，两者之间呈正相关［21］。Rivas也曾证实，7S球蛋白的乳化性显著优于11S球蛋白［22］。究其原因，第一，大豆蛋白的乳化性受表面疏水性影响，7S球蛋白疏水性强，可提升对油脂的吸附速率；第二，11S球蛋白所含二硫键减缓了油脂吸附速率；第三，11S球蛋白的高电荷同样会对其乳化性产生负面影响［21］。

3.211S球蛋白亚基与大豆蛋白功能性的相关性研究

11S球蛋白中含硫氨基酸的含量远超7S，因此，通常认为11S球蛋白含量与大豆蛋白的营养价值呈正比。即含硫氨基酸含量的增加，可以使人体补充并吸收利用更多的自身无法合成的蛋氨酸，从而更好地体现大豆蛋白所具备的各种营养价值。

11S球蛋白加工特性如下，宋鹏等认为，11S球蛋白的酸性亚基对凝胶的形成有所帮助［9］。胡超等在研究中证实，11S球蛋白会降低大豆蛋白的凝胶透明性，同时，其含量与大豆蛋白起泡性呈正相关［23］。

综上所述，7S与11S球蛋白亚基的含量，即球蛋白的结构可影响大豆蛋白的功能特性及营养价值，而两者亚基含量的多少依赖于制备方法及分离纯化方法的选择，因此，选择合适的方法得到7S与11S球蛋白及其亚基则成为研究其功能特性的首要任务。

4　大豆蛋白在食品领域的应用

4.1大豆蛋白与肉制品

在食品领域，我国目前对大豆蛋白的应用相对集中于肉制品行业。大豆蛋白在肉制品中的添加使用，因减少了动物脂肪的含量，因此可以改善肉制品原有的油腻口感，提高产品品质［24］。有研究证实，11S球蛋白的含量与肉制品的硬度、弹性等呈负相关，说明了大豆蛋白对于肉制品品质具有重要影响［25］。同时，大豆蛋白的加入可以与肉制品自身拥有的氨基酸进行互补，形成更为理想的蛋白质，使其营养价值得到提升。

4.2大豆蛋白与乳制品

大豆蛋白应用于乳制品生产中，可以代替奶粉的使用，应用于婴幼儿配方食品、冰淇淋、豆乳类饮料等食品当中时，可以有效避免乳糖不耐症的发生。我国目前已研制出大豆蛋白冰淇淋的配方，可以有效提高产品的营养价值，并赋予了产品大豆所具备的一系列功能特性［26］。另外，大豆蛋白所具备的乳化稳定性，对于牛乳、干酪等食品的开发同样具有重要作用，可以改善产品的乳化特性，预防“起砂”现象。

4.3大豆蛋白与面制品

大豆蛋白与面制品的相互结合，在增加面制品的蛋白含量的同时，还可使面制品的功能特性更佳，便于加工。例如，将大豆蛋白添加至面团，可提升面团吸水性，在制作面条时，可保证面条不易煮断且口感、色泽更好；大豆蛋白还可应用于高级糕点的装饰，其起泡性可以使糕点类产品的体积蓬松，从而获得更好的质地及外观［27］。

4.4大豆蛋白与其他制品

大豆蛋白除了上述领域的应用之外，还可以利用其成膜性加工成食用膜，可应用于香肠等产品的制作；还可应用于仿生食品领域，如在羊肝羹、蟹肉棒等产品中加入大豆蛋白。同时，更多的在方便食品、保健食品、膨化食品等多种类别的食品中添加大豆蛋白也或将成为今后发展趋势。

与国外相比，我国对于大豆蛋白的应用在很多领域仍旧空白，我国对于大豆蛋白的研究，无论是分离纯化、特性改良还是产品开发，都需要得到重视。大豆蛋白作为一种营养价值高、品质优良、价格低廉的食品原料，而我国又是大豆生产大国，且又面临动物蛋白资源紧缺的局面，因此，对于大豆蛋白及其产品的开发利用则显得尤为迫切和重要。相信随着研究的不断深入，大豆蛋白及其产品终会在食品领域大放异彩。

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Study of 7S and 11S Globulins from Soy Protein

LIU Di，ZHAO Xiao-yan*，FU Li-dan
（Department of Food and Nutrition，School of Hotel Management，University of Jinan，Jinan 250000，Shandong，China）

The soy protein is a good resource of vegetable protein，which has rich nutrition and great health function.It chiefly consists of 7S and 11S globulins，which play a very important role in the functional properties. This paper summarized the preparation methods of 7S and 11S globulins，it also elaborated the separation and purification of 7S and 11S globulins subunits and analyzed the pertinence between subunits and the functional properties of soy protein.It indicated that the subunits content had influences on nutritive value and processing properties of soy protein，which provided reference for further research and industrial production.Meanwhile，by analyzing the development status of soy protein in food field，it was expected to provide new ideas for the development of soy protein's product variety in the future.

soy protein；7S globulin；11S globulin；preparation methods；functional properties；applications

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.17.049

2015-10-20

国家自然科学基金（21406133）

刘頔（1991—），女（汉），硕士研究生，研究方向：天然产物的制备及功能产品开发。

赵晓燕，女，博士，硕士生导师，研究方向：食品加工理论与应用研究。