第31卷第2期2012年4月大豆科学SOYBEANSCIENCEVol31No2Apr2012大豆抗原蛋白去除工艺的研究进展李婷琳孙泽威吉林农业大学动物科学技术学院吉林长春130118摘要：大豆抗原蛋白作为一种热稳定性抗营养因子常规热处理难以去除成为
大豆蛋白源在人类食品及饲料中安全高效利用的瓶颈。文章对大豆中主要抗原蛋白及其理化性质以及物理处理、化学处理、生物处理、糖基化处理等大豆抗原蛋白去除方法的研究进展进行综述以期为大豆抗原蛋白加工去除工艺的发展提供参考。关键词：大豆球蛋白β-伴大豆球蛋白去除工艺中图分类号:TS2011文献标识码:A文章编号:1000-9841201202-0311-05RearchAdvanceonRemovalProcessofSoybeanAntigenicP roteinsLITing-linSUNZe-weiCollegeofAnimalScienceandTechnologyJilinAgriculturalUn iversityChangchun130118JilinChinaAbstract:Asakindofthermostabilityantinutritionalfact orsthesoybeanantigenicproteinsaredifficulttobeinactivatedbycommonthermaltreatmentwhi chlimitthesafeandhighefficiencyutilizationofsoybeanproteinsourcebyhumansandani-malsI nthisarticlerearchadvanceonremovalprocessofsoybeanantigenicproteinswhichincludin gtreatmentsbyphysi-calmethodchemicalagentsbiologicwaysandglycosylationreactionwere summarizedsoastoofferreferencefordevelopmentonremovalprocessofsoybeanantigenicpro teinsKeywords:Glycininβ-ConglycininRemovalprocess收稿日期:2012-01-03基金项目：国家自然科学基
大学英语四六级考试金项目31072037。第一作者简介：李婷琳1987-女在读硕士研究方向为动物营养与饲料科学。E-mail:tinglin1987163com。通讯作者：孙泽威1974-男博士副教授主要从事饲料抗营养因子的研究。E-mail:sunzeweijlaueducn。大豆抗原蛋白是大豆加工制品中残留量最高抗营养作用最强的一种大豆抗营养因子可引起婴幼儿
1-2以及小鼠3、仔猪4-5、犊牛6-7等动物发生肠道及其它器官的过敏反应8并导致肠黏膜损伤小肠形态结构发生损伤性变化9-10进而引起腹泻、生产性能下降甚至死亡是世界公认的八大食物过敏原之一11-12。针对这一问题国内外学者从物理、化学、微生物学、蛋白质糖基化方法及作物育种等多角度对大豆抗原蛋白免疫原性的钝化方法展开了卓有成效的研究工作。该文对大豆抗原蛋白的去除工艺的研究进展进行了综述以期为大豆抗原蛋白加工去除工艺的发展与优化提供必要的参考资料。1大豆中主要抗原蛋白及其理化性质大豆中目前已被确认的抗原蛋白有21种。主要包括：大豆疏水蛋白、大豆壳蛋白、大豆抑制蛋白、大豆空泡蛋白、大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白、2S白蛋白等。其中大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白免疫原性最强占大豆籽实总蛋白的65 80是大豆中的主要抗原蛋白13。11大豆球蛋白的性质大豆球蛋白是六聚体复合物相对分子量为300 380kDa每个六聚体复合物包含2个三聚体每个三
聚体由3个单体组成每一单体又包含1条酸性多肽链和1条碱性多肽链。这2条多肽链来自同一前体系前体在蛋白体中被剪切形成2条多肽链之间由二硫键相连14。12β-伴大豆球蛋白的性质β-伴大豆球蛋白为1个三聚体相对分子课?50 200kDa。β-伴大豆球蛋白主要由3种亚基组成即αα和β各亚基的相对分子
质量分别为68、77和57kDa。β-伴大豆球蛋白的单个亚基的热稳定性不同其顺序为β908℃ α827℃ α786℃13。2大豆抗原蛋白去除工艺21物理方法211普通加热处理法加热法的原理是利用蛋312大豆科学2期白质对热的不稳定性通过加热破坏饲料中的热不稳定性抗营养因子如蛋白酶抑制因子、大豆凝血素致甲状腺肿素和脂肪氧化酶等15。然而大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白是热稳定性抗原蛋白16直接加热并不能彻底破坏其抗原活性。例如经过加热处理的大豆制品中具有抗原活性的球蛋白残留量仍高达1817。并且普通热处理在破坏大豆抗原蛋白天然分子表面抗原表位的同时也会暴露出新的抗原表位。虽
然普通加热的方法对于去除热不稳定性抗营养因子具有效率高无残留简单易行成本较低等优势但是应用此种方法去除抗原蛋白效果并不理想。212膨化处理法膨化是指让原料在加热加压的情况下突然减压而使之膨胀的过程这是对原料既加热又进行机械破裂的过程。将大豆原料膨化后会导致其抗营养因子失活而且可使细胞壁破裂。相关研究表明膨化加工的大豆粕能降低仔猪血清中大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白的抗体效价并能减轻仔猪对大豆蛋白的过敏反应程度18。膨化分为干法膨化和湿法膨化。干法膨化是指不用额外加热也不用加水将物料通过水分能量机械能压力等综合作用进行挤压摩擦推进瞬间高温快速喷出等一系列加工工艺达到膨化物料的目的。其操作较简单设备成本低但挤压温度不易控制对营养物质的破坏较大。湿法膨化主要是在膨化过程中向膨化腔内注入一定压力的水蒸气达到物料所需湿度和压力的膨化工艺经此种膨化后产品的水分相对较高需再进行干燥、冷却处理。湿法膨化通blameless
过加蒸汽后易于调质可以提高单位时间内的产量而且对一些抗营养因子具有更强的破坏作用并且对营养成分的破坏相对干法膨化而言较小能进一步提高大豆的营养价值19。膨化技术具有广泛、便利、高效及安全的特点质量更加稳定可靠产量也更加可观膨化大豆具有高能量、高蛋白和高消化率的特性。国内某膨化大豆厂称其膨化产品中大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白含量均可降至4。但大部分膨化大豆厂并不检测抗原蛋白所以实际生产中对膨化大豆抗原蛋白的去除程度仍待进一步研究。213微波处理法微波是指频率为300MHz 300GHz波长在1mm 1m的电磁波。当电磁波在介质内部起作用时蛋白质、脂肪、碳水化合物等极性分子受到交变电场的作用而剧烈震荡造成分子间相互摩擦运动使物料温度升高从而起到微波加热的作用。并且这种热效应可以使得蛋白质的分子结构发生改变进而破坏大豆中的抗营养因子20。实验证实微波对蛋白质含量影响不大适当的微波处理对提高大豆蛋白的营养价值有促进作用21。由于微波加热是通过微波能与食品直接相互作用进行表面与内部一致的整体加热故应用于食品加工具有如下优点加热速度快受热均匀产品质量高且加热过程具有自动热平衡性能反应灵敏易于控制热效率高设备占地面积少等22-26。214其它热处理法除以上几种常用方法之外干热法中的烘炒、焙炒、热风喷射、爆裂及湿热法中蒸汽加热、蒸煮、挤压等方法20虽然能够去除热不稳定性抗营养因子但是对于热稳定性抗营养因子如大豆抗原蛋白去除效果则不理想。22化学方法221乙醇处理法化学方法主要是用有机或无机溶剂对大豆进行处理。乙醇是一种很强的亲水溶剂能破坏稳定的蛋白质高级结构的次级键使具有抗原活性的蛋白质显著变性失去致敏作用。一些学者应用热乙醇65 80℃提取大豆产品发现其产物中测不出大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白故推测热乙醇处理能减少大豆抗原对胃蛋白酶及胰蛋白酶的敏感性。处理后豆饼的抗原含量只有处理前的1/3血清抗体滴度也明显降低。有人用70
2011年四级真题
的热乙醇于75℃处理豆饼30min结果发现处理后的饲料干物质其大豆蛋白的抗原性明显降低能量和蛋白质的消化率均有提高其中蛋白质的消化率提高幅度最大27。张建云等28指出化学钝化法是去除抗原蛋白的有效途径。但该方法大多都采用溶液浸泡这样既有水溶性物质的损失又存在产品烘干耗费热能的弊端并且还含有害溶剂的残留不易在实际生产中广泛推广因此还需进一步研究改进。222其它化学试剂处理法除乙醇之外还可以利用尿素、亚硫酸钠、偏重亚硫酸钠、半胱氨酸硫酸加双氧水处理大豆及其饼粕。不同的溶剂对应不同种类的抗营养因子会有不同程度的去除效果。23生物学方法231微生物发酵处理法微生物发酵法是指利用微生物在适宜的条件下
日语学习班将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的方法。微生物2期李婷琳等：大豆抗原蛋白去除工艺的研究进展313发酵处理法可以去除饲料中的抗营养因子同时发酵后的大豆蛋白还有其它一些营养优势如发酵后的大豆蛋白中的大分子蛋白质被降解为小分子蛋白、肽和氨基酸它们易溶解在消化系统中更易降解和直接吸收利用发酵后的大豆蛋白中含有一定数量的益生菌可以明显改善肠道微生态环境对增强机体的健康和营养都有很大作用。石慧29研究表明若将豆粕发酵分为枯草芽孢杆菌的好氧性前发酵酵母菌和乳酸菌的厌氧性后发酵则可以得到抗原蛋白几乎完全降解的样品当前发酵温度为35℃发酵时间为48h后发酵温度为42℃发酵时间为32h时大豆中2种主要抗原蛋白的残留率仅为015。鲍宇茹等20认为与物理、化学方法相比较应用微生物方法消除或抑制大豆蛋白中的抗营养因子具有较多的优点。它的处理效率高成本低可明显提高大豆的适口性有一定的诱食效果最重要是没有残留应用
比较安全。在大力提倡绿色安全健康的今天采用生物技术法消除大豆蛋白中的抗营养因子对我国大豆种植业、饲料加工业都将产生积极的推动作用。232酶解处理法大豆抗原蛋白并非抗酶蛋白故可以应用酶制剂来降低抗原蛋白的免疫原性。王之盛等23报道复合外源酶制剂在不同的pH值缓冲条件下降解抗原蛋白的效率不同对生大豆的酶
解效果优于豆粕。并且此种酶制剂在酸性条件下有利于生大豆11S抗原蛋白的降解在碱性条件下有利于豆粕抗原蛋白的降解在中碱性条件下有利于7S和11S小分子质量抗原蛋白的降解pH40和37℃是复合酶制剂降解大豆抗原蛋白质的适宜环境条件
并可提高大豆蛋白的真蛋白降解率。另外饲料当中添加特异性的蛋白酶也可以降低大豆抗原蛋白的抗营养特性例如酸性蛋白酶p2和碱性蛋白酶p1都能不同程度的降低大豆蛋白的抗原性。其中酸性蛋白酶p2能够特异性的降解分子质量大于66kDa的大豆抗原蛋白。但此法的缺点是适宜的蛋白酶不易商品化生产。所以如何使用适当的酶制剂来水解大豆中的抗原物质是当前研究的重点30。近年来各种酶制剂在饲料中的应用日益增加有着广阔的应用前景但是对于酶制剂的耐受性、稳定性以及影响酶制剂作用的外在因素等问题还未得到彻底解决。并且酶制剂的使用具有专一性如何选择适当的酶制剂是去除抗原蛋白的关键且注意添加酶的量要适当过量会扰乱消化道的正常消化机能并产生不良作用。24糖基化方法蛋白质糖基化工程就是通过对蛋白质表面的糖链进行改造从而改良蛋白质性质的一种技术31。蛋白质糖基化是蛋白质的一种重要的翻译后修饰32糖基化可以掩护表达系统中产生的重组产物的暴露表
专业日语翻译位N-连接和O-连接的寡糖的末端唾液酸残基对于掩护抗原决定簇和表位是非常重
要的33。这表明糖基化反应对于去除抗原蛋白免疫原性具有积极的作用。Jürgen等34研究证明将大豆分离蛋白结合果糖和果糖寡聚体通过干法和湿法进行糖基化反应可以降低抗原蛋白免疫原性。实验表明若将大豆蛋白的抗原性定义为100在无糖条件下于95℃中加热5h后大豆蛋白在液体系统中抗原性仅下降20而相同条件下大豆蛋白一低聚果糖或果糖的糖基化复合物的抗原性会下降90。糖基化反应产物与反应时间、温度、pH值、溶剂等有重要关系也与参与反应的糖包括单糖、寡糖和多糖、氨基酸、蛋白质有很大关系35。因此目前的糖基化反应还未投入生产当中若想在饲料工业中通过此项技术去除抗原蛋白还需要继续探索。25渌 椒ㄍü 褂蒙湎哒丈涞姆椒 山档痛蠖棺咽抵醒腔 暮 坑肟乖 缘 钦庵址椒 讯冉洗罅硗馔ü 旨盎 蚬こ痰氖侄我部山档痛蠖箍乖蛋白的致敏原性。中国科学院采用筛选育种的方法得到缺失7S球蛋白GlymBd28K和7S球蛋白α-亚基的大豆新品种。利用基因敲除的方法使某
个特异基因“沉默”使其不起作用从而达到去除致敏原的目的。也有报道称美国科学家成功培育出过敏性低的大豆品种36。日本京都大学也开发出一种不易引起过敏的低变应原大豆37。但是基因改造食品同样需要复杂的安全性评价过程38并且成本较高周期较长目前仍未大量投入实际生产当中。3展望综上所述膨化法、乙醇处理法、生物技术法、糖基化方法、育种和基因工程法都能够有效的去处大豆抗原蛋白去除率也均在90以上但是各种314大豆科学2期方法均有利弊目前比较成熟且应用较广泛的工艺当属加热法中的膨化法乙醇处理会残留较多化学药品并且其加工成本还需要降低流程还需要进一步优
化生物技术法也是一种前景比较广阔的方法但是由于酶制剂的专一性在实际生产领域中需要采取具有针对性的选择后方可使用糖基化方法是一种相对安全有效的方法但其工艺流程还正处于探索过程中目前还没有在饲料行业中大范围投入应用大豆育种与基因工程的应用成本较高且科研周期较长目前尚未在实际生产中广泛应用。因此应该扇『沃执胧├慈コ 蠖箍乖蛋白不能一概而论需要视具体情况进行选择。参考文献
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