豆制品中嘌呤去除方法的研究进展

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(1.南昌大学 资源环境与化工学院 鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室，南昌 330031；2.南昌大学 食品学院，南昌 330031；3.南昌大学 中德联合研究辽，南昌 330031)

1 概述

大豆是世界上罕见的高蛋白和高脂肪含量的作物，具有很高的营养价值和经济价值。研究发现，大豆中含有多种有利于人体健康的物质，例如大豆蛋白、大豆异黄酮、大豆皂苷、大豆低聚糖、大豆多肽等[1-5]。 其中大豆蛋白含量很高，通常在40%左右，是谷类作物中小麦、水稻、玉米的3～4倍，甚至高于肉类、蛋类和奶类。这些物质可以抗氧化、防衰老、抗癌变，男女老少皆宜，深受广大消费者的喜爱，市场需求量很大，发展前景广阔。

大豆产品种类齐全，主要分为以豆腐为主的传统大豆产品和以大豆蛋白为主的新型大豆产品，它们都是营养价值极高的植物性食品，富含优质蛋白质。大豆产品中还含有多种无机盐，特别是富含钙，是人体补充钙质很好的食物来源。此外，大豆产品中含有微量元素，这些微量元素在大豆产品的生产过程中相对稳定，并且大部分都以原化学成分留在大豆产品中，大豆及大豆制品中氨基酸含量见表1。

表1 大豆及大豆制品中氨基酸含量Table 1 Content of amino acids in soybean and soybean products mg/100 g

2 嘌呤与痛风

2.1 痛风的形成

嘌呤是核酸的主要组成部分，是生物体新陈代谢过程中的关键物质.在食物和饮料中，核酸是主要的嘌呤来源[6，7]。人体内的嘌呤碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤、次黄嘌呤和黄嘌呤；次黄嘌呤和黄嘌呤为嘌呤分解代谢过程中的中间产物，最终在不同酶的作用下转化生成尿酸。

痛风为高尿酸血症。血尿酸越高，痛风发作越频繁，发病年龄越早。研究表明：血尿酸≥600 μmol/L时，痛风的发生率为30.5%，血尿酸<420 μmol/L时，痛风的发生率仅为0.6%；当血尿酸<420 μmol/L时，痛风发作的平均年龄为55岁，血尿酸≥520 μmol/L时，痛风发作的平均年龄为39岁。

2.2 食品中嘌呤含量

根据食物中嘌呤的含量，我们可将食物分为低嘌呤食物(每100 g食物中含嘌呤低于25 mg)、中等嘌呤食物(每100 g食物中含嘌呤25～150 mg)和高嘌呤食物(每100 g食物中含嘌呤150～1000 mg)三类。普通人每日嘌呤摄入量可达600～1000 mg，而痛风病人在发病时每日嘌呤摄入量不宜超过100～150 mg。

表2 常见食品中嘌呤含量Table 2 Content of purine in common foods (mg/100 g,mg/dL)

注：表中“-”表示未检测到；液态食品嘌呤含量单位为mg/dL，固态食品嘌呤含量单位为 mg/100 g。

由表2可知，大豆、鸡肝中嘌呤含量很高，痛风病人应限制食用；而啤酒、豆腐等食品中嘌呤含量偏高，痛风病人应减少摄入量；但香蕉、胡萝卜等食品中嘌呤含量相当低，所以痛风病人可以放心地食用。

2.3 食疗对痛风的指导意义

大多数富含嘌呤的食物中含有丰富的营养和生物活性物质[15]。豆制品因为嘌呤含量偏高，通常高达 300 mg/100 g，限制了痛风病人的食用。所以，研究如何降低食品中嘌呤的含量对痛风病人有很好的指导意义。痛风饮食的原则为低嘌呤、低糖、低脂肪、低能量和多喝水[16]。更应该禁止饮酒，针对不同食品选择合适的烹调方式，并坚持低盐饮食。食疗是控制痛风发作很好的方法，能降低痛风的发作次数，预防尿酸结石的发生，减少抗痛风药物的服用。

同时应该叮嘱病人多饮水，多吃绿色蔬菜和新鲜水果，并且保证每天尿量在2000～2500 mL，特别是服用排尿酸药时，应多饮水，这有助于尿酸随尿液排出，同时，可以有效避免肾结石[17]。

3 豆制品中嘌呤去除方法研究进展

豆制品中的嘌呤既有以核苷酸等形式存在的小分子，也有以DNA等形式存在的大分子，如何去除嘌呤也成为了一个主要的难题[18，19]。在前人的不断探索和努力下，已有了初步成果，但是低嘌呤产品的研发还没有达到理想的高度，还有很多问题及难点要解决。以下总结了几种嘌呤的去除方法，并进行了分析讨论，为嘌呤的去除工艺和低嘌呤食品的研发提供了更全面的理论依据。

3.1 简易化学法

谢俊旭[20]采用简易化学方法对大豆中的嘌呤物质进行去除。发现在温度为 80 ℃，NaCl浓度为0.6 mol/L，pH为6.5的条件下，搅拌豆浆10 min，结果嘌呤脱除率高达78.50%，并且大豆蛋白回收率为84.70%。这种方法很好地降低了嘌呤的含量，但损失了一部分大豆蛋白，至于其他营养物质的回收率作者没有做说明。因此，需要研究者们进一步深入探究，比如对比其他盐与NaCl的脱除效果以及对营养物质的回收率，在保证嘌呤脱除率的同时，也要降低食品中营养成分的损失。

3.2 吸附剂吸附法

嘌呤属于大分子量的物质，含有极性基团，能被一些吸附剂吸附[21]。所以，去除食品中的嘌呤类物质，可以利用吸附剂吸附的方式脱除嘌呤类物质。食品工业上常用的吸附剂有：硅藻土、硅胶、活性炭、沸石、分子筛和壳聚糖等。

毛玉涛等[22]做了吸附剂对豆浆嘌呤的吸附作用实验，首先进行了吸附剂筛选实验。由表3可知，8种吸附剂都对嘌呤有不同程度的吸附作用，其中活性炭的吸附效果最好，这可能跟活性炭的成分、自身的孔隙结构以及分子间的作用力有关。所以，作者又选用活性炭作为吸附剂进行了深入研究，结果表明：在活性炭添加浓度为1.5 g/L，pH值为6.0，60 ℃恒温静置60 min时，可以很好地脱除豆浆中的嘌呤物质，吸附率达到48.878%。但是作者未对处理后的豆浆产品进行研究分析，例如去嘌呤豆浆的口感如何，有无豆腥味，安全性问题等需要继续探究。

表3 不同吸附剂对4种嘌呤的吸附效果Table 3 Adsorption effect of four purines by different adsorbents %

王海容等[23]也探究了不同吸附剂对啤酒中嘌呤的吸附效果，经实验探究发现：活性炭在最优化的条件下对啤酒中嘌呤的吸附效果最好，吸附率达到68.2%；壳聚糖在最优化的条件下对啤酒中嘌呤的吸附率达到42.8%。经过总结分析两者的研究成果发现，活性炭对食品中的嘌呤去除效果最好，而且得出最佳的吸附剂在最优条件下对嘌呤的去除率很高，达到了降低食品中嘌呤的作用，给研发低嘌呤食品提供了科学依据，也为后人在物理吸附领域的进一步研究打下了扎实的基础，还可以探究混合搭配使用吸附剂，可能会有不同的结果。

3.3 盐析法

随着盐浓度的不断增加，大量的水分子与盐分子相互结合，导致嘌呤没有充足的水分保持溶解状态，破坏了维持嘌呤亲水胶的水膜，容易沉淀；此外，加入的盐离子中和了嘌呤分子，相互磁撞时会发生相互聚集而沉淀出来，这样就形成了“盐析”现象。

毛玉涛等[24]通过添加不同的盐NaH2PO4·2H2O，MgSO4·7H2O，(NH4)2SO4·2H2O，K2SO4，CaCl2和NaCl，探究不同盐对豆浆中嘌呤物质的脱除率。其中CaCl2对嘌呤的去除效果最好，这是因为CaCl2除了具有以上盐析效果以外，其自身的特殊结构还起到吸附剂的作用，导致其对嘌呤的去除率相比其他盐类更高一些。

李慧慧[25]利用CaCl2和活性炭对豆浆分别进行了吸附、盐析、吸附-盐析以及盐析-吸附处理，其豆浆的嘌呤脱除率分别为25.88%，35.85%，39.22%，59.70%,其中采用盐析-吸附处理效果最好，嘌呤脱除率最高。因为CaCl2溶解在豆浆中，降低了整个体系的疏水作用，致使嘌呤物质得到了一定的去除；另外，由于盐的二价阳离子破坏了核酸与蛋白质之间的氢键使核蛋白解离，再加上活性炭的吸附作用及CaCl2自身的吸附特点，大幅度提高了嘌呤的脱除率。作者在前人的基础上，综合利用了吸附、盐析两种方法，使嘌呤的去除率进一步提高。启示研究者们在找出最优去除条件的同时，可以思考多种去除方法共用，或多次交叉重复使用来达到更好的效果。但是，利用吸附、盐析等方法处理的产品能否有效地保留原有的营养物质，能否长时间储藏？作者并未做出说明，需要在科研推动下继续前进。

3.4 超声波法

超声波具有机械效应、空化效应等，可增大分子间的运动速度及介质的穿透力，因此常被用于提取生物碱等成分。刘少林采取二因素实验，研究了温度和时间对超声波提取大豆中嘌呤的影响，结果表明：温度对超声波提取的影响较显著，样品在 40 ℃条件下超声30 min，脱除率相对较高，可达 65.02%。超声波法有极端的物理特性，提取效率高，提取时间短。但其对设备要求高，难以控制超声功率的稳定，可能会造成误差。而且利用超声波的物理性质来提取嘌呤，不能保证经过超声波处理的食品中其他功能性成分不被改变，以及产品的质构、风味等能否能够满足消费者的需求。

4 展望

随着科学的前进和人们对生活品质的追求不断提高，人们对饮食的要求不仅仅停留在安全管饱上，而是逐渐趋向于营养保健方面。大豆产品正是一类营养保健功能明显、市场需求量大的食品，但其嘌呤含量偏高，困扰着很多痛风病人。因此，低嘌呤食品的研发迫在眉睫。

目前，存在三大问题：第一是嘌呤的检测方法不固定，缺乏稳定的检测方法，导致检测数据不准确。第二是目前的嘌呤去除停留在实验室等小范围内，没有形成低嘌呤食品工业化生产，不能满足痛风病人的需求。未来可以找出嘌呤快速检测的方法，第一时间了解食品的嘌呤含量，为广大消费者提供数据参考，也为去除嘌呤提供可靠的数据来源。对于嘌呤的去除，在工业生产时，可以利用高压电场的驱动力，将食品中的嘌呤分离去除，研发可以降低嘌呤的食品添加剂。第三是研究不够彻底，对于低嘌呤食品，不仅是降低嘌呤，更应该兼顾到产品的口味、色泽、营养价值以及保质期等。下一步，我们可以通过体内与体外实验判断各种去除方法所产生的最终效果，还可以对去除嘌呤后的产品进行保藏实验，来验证不同去除方法对食品货架期的影响。总之，随着科研的深入，相信食品中嘌呤的去除难题一定会得到解决。