《食品科学》：挤压预处理酶解修饰大豆蛋白乳化特性的研究进展

大豆不仅是全世界种植范围最广、营养价值最高的豆科植物之一，而且是重要的蛋白质来源。乳化特性是大豆蛋白作为食品功能成分的重要功能特性，现代食品加工中需要乳化特性优良的大豆蛋白来发挥乳化剂的作用。与低分子质量乳化剂不同，天然大豆蛋白分子质量大、结构紧密，不能快速移动至界面完成有效吸附，导致乳化特性不够理想。因此，为了获得具有更优良乳化特性的大豆蛋白，扩大其在现代食品加工中的应用范围，需要筛选合适的改性方法。

哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江省普通高校食品科学与工程重点实验室，黑龙江省谷物食品与谷物资源综合加工重点实验室的朱秀清、刘燕清、刘琳琳*等人通过阐述挤压预处理、酶解修饰和挤压预处理联合酶解对大豆蛋白乳化特性的影响，为研究挤压预处理联合酶促过程改善大豆蛋白乳化特性的机制及生产应用提供理论支撑。

1、大豆蛋白的乳化特性

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影响大豆蛋白乳化特性的因素

内部因素：与其他乳化剂相比，大豆蛋白乳化特性更易受到可溶性蛋白的空间结构、变性程度、溶解性、疏水基团的分布（表面疏水性）和柔性等内部因素影响。

外界环境因素：大豆蛋白的表面活性较好，可有效降低油-水界面的张力，并通过形成界面膜来稳定乳液，但大豆蛋白乳化特性除了受内部因素影响，还受加工方式、pH值、离子浓度、温度等外界环境因素所影响。

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大豆蛋白乳化特性的改性方法

化学改性、物理改性和酶解改性技术是大豆蛋白乳化特性改性的主要方法。可通过不同处理方法来改变蛋白质疏水基团的分布模式，进而改变其空间结构以达到改善大豆蛋白乳化特性的目的。不同处理方法有各自的优缺点，因此，选择合适的改性方法可以拓宽大豆蛋白乳化特性在食品工业中的应用。

2、挤压对大豆蛋白乳化特性的影响

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挤压对大豆蛋白的作用原理

挤压是常用的物理改性方法之一，挤压过程中产生的高温、高压和高剪切力会破坏大豆蛋白的天然结构，打开分子链，导致β-转角和无规卷曲含量增加，暴露出分子内部的疏水基团，在疏水相互作用、氢键、二硫键等非共价键的共同作用下形成分子质量较大的蛋白质聚集体，使蛋白质的溶解性降低，进而影响其乳化特性能，其大豆蛋白挤压机理如图1所示。

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挤压条件对大豆蛋白乳化特性的影响

挤压过程中物料水分、挤压温度以及螺杆转速等因素不同会导致蛋白变性程度和聚合程度不同，因此，蛋白挤出物具有不同的理化性质和结构特性，进而对乳化特性产生影响。即蛋白质分子的变性程度与大豆蛋白的乳化特性密切相关，变性的程度由物料水分、挤压温度和螺杆转速等挤压条件所决定。

3、酶解对大豆蛋白乳化特性的影响

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影响酶解反应的因素

酶属于敏感物质，种类不同，其酶切位点和作用方式不同，对同一底物的水解效率不同。酶切位点的可及性会影响水解过程中肽的大小；酶的种类会影响酶水解产物的理化性质，蛋白质的结构性质和酶的特异性共同作用导致蛋白质功能性质发生改变。影响酶解的因素主要有温度、时间、pH值、底物浓度、加酶量，其中 pH值、温度和时间影响最大。

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酶解改性对大豆蛋白乳化特性的影响

大豆蛋白的酶解改性效果与蛋白酶种类息息相关，选择合适的蛋白酶对酶解修饰大豆蛋白乳化特性非常重要。黄薇等研究了6 种蛋白酶酶解大豆蛋白的过程变化规律，结果表明，碱性蛋白酶水解大豆蛋白的能力最强，可改善疏水性侧链基团的分布，利于提高大豆蛋白乳化特性。Alcalase限制性蛋白酶的水解作用有利于保持大豆蛋白的表面活性，对大豆蛋白的乳化特性起积极作用。因此，很多关于大豆蛋白乳化特性的研究都采用Alcalase水解。

4、挤压-酶解对大豆蛋白乳化特性的影响

天然大豆蛋白的三级结构非常紧密，蛋白质肽链上的肽键不易被水解，但经过挤压处理后，大豆蛋白分子被打开，暴露出更多隐藏在蛋白质内部的酶切位点，有利于水解，使得溶解性增加，进而改善其乳化特性。即挤压-酶解联合处理对大豆蛋白乳化特性起积极作用，其机理如图2所示。

结 语

天然大豆蛋白结构较为复杂，大部分疏水基团被隐藏在分子内部，肽链折叠盘旋，形成致密球状结构，不利于酶解。对大豆蛋白进行预处理，可破坏其天然结构，暴露出更多的酶切位点，从而有利于酶解。挤压处理是一种高效的预处理方法，经过挤压预处理后的SPI分子链打开，暴露出被隐藏的酶切位点，利于酶解的进行，进而改善其乳化特性。因此，挤压联合酶解法是一种高效的球蛋白改性方法。大豆蛋白挤压预处理酶解修饰大豆蛋白乳化特性的研究有助于拓宽挤压辅助酶解处理在大豆蛋白相关食品体系中的应用领域。但目前此类研究还较少，其作用机理还有待进行更深入的研究。相信在不远的将来，随着新工艺技术的发展，必将大力推动挤压辅助酶解改性大豆蛋白在工业上的发展与应用。

本文《挤压预处理酶解修饰大豆蛋白乳化特性的研究进展》来源于《食品科学》2021年42卷21期365-371页，作者：朱秀清，刘燕清，朱颖，姜永鹏，刘琳琳。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200819-245。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

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