豌豆蛋白中含有人体所必需的八种氨基酸

【背景及概述】^[1][2][3]

植物性蛋白为有效的蛋白资源广泛用于加工高纯度的新食品中。豌豆（学名 Pisum sativum Linn，英文名 pea），别称：麦豌豆、寒豆、麦豆、雪豆、毕豆、麻累、国豆、蚕豆等。原产于地中海南部及地中海沿岸，是一种营养性食品。经常摄入豆类能够降低患糖尿病、癌症、心血管疾病的风险。豌豆是世界各地广泛种植的主要食用豆之类一。豌豆不仅可以提供大部分的碳水化合物（淀粉含量约为 50 ％），而且是供人们食用和动物饲用的重要蛋白质资源之一（蛋白质含量高达 20 ％以上）。在我国，仅仅对豌豆中的淀粉资源能做到充分利用，如加工粉丝、粉皮等。对豌豆蛋白的利用则限于饲用。

豌豆的氨基酸比例较均衡，人体所必需的八种氨基酸中除蛋氨酸含量较低外，其余的均达到 FAO/WHO推荐模式值，可被彻底纯化为浓缩蛋白或分离蛋白。豌豆所含植物血球凝集素与豆荚含凝集素的作用类似，能凝集人体的红细胞，促进有丝分裂；能激活肿瘤病人的淋巴细胞，产生淋巴毒素，对各种动物细胞有非特异性的伤害作用。因此，豌豆有防治肿瘤的作用。

豌豆蛋白质具有很高的营养价值，与棉籽蛋白、菜籽蛋白相比，所含的毒性物质较少，食用安全性高。豌豆蛋白的生物价(BV)为48％～64％，功效比(PER)为0.6～1.2，低于大豆而高于玉米、大米、小麦和花生，蛋白质的可消化性超过80%，基本不含胆固醇。豌豆蛋白中含有人体所必需的八种氨基酸，其中赖氨酸含量较多，蛋氨酸含量较低，其余的均达到FAO/WHO推荐模式值。豌豆蛋白除了基本的营养功能外，还具有改善血压及肾病等特殊功能，可以作为一种饮食补充剂用于帮助高血压或慢性肾病患者。目前，我国对于豌豆的深加工，主要是利用其中的淀粉制作粉丝，而蛋白一般被用作饲料。随着植物蛋白越来越受到重视，豌豆蛋白在食品加工中可作为食品添加剂替代部分肉蛋白，如火腿肠、香肠等产品的加工。

【组成】^[4]

豌豆中，其蛋白含量为23％- 25％，其中盐溶球蛋白和清蛋白占了蛋白成分总量的80%。根据超速离心法分类，球蛋白可以分为两种组份：11S（legumin）和7S（vicilin + convicilin），两者的比例为0.2:1-1.5:1。legumin是豌豆种子主要的储存蛋白，分子量是60-80 KD，通常以六聚集体形式存在，包括酸性（分子量为 35 - 43 KD）和碱性（21-23 KD） 两类亚基，通过二硫键连接，由三条多肽链组成，分别为LegA （由 leg A，A2，B，C，和 E 组成），Leg J（由 LegJ，K，L，M 组成），和 LegS三个多肽段，如下图：

vicilin的分子量为47-50 KD，可以形成子量为150 KD 的三聚体，在转录翻 译过程中，vicilin有两个切割位点（A，B），可以形成α（20 KD、β（13 KD）和 γ（12 - 16 KD）三个片段，在切割位点A则可以产生20 KD片段（即α）和25-30 KD的片段（即β+γ），在切割位点B则可以产生30-36 KD片段（即α+β）和12-16KD的片段（γ），处理后的肽段是通过非共价键连接组成。convicilin的分子量为70KD，可形成约为210KD的三聚体，一般不会被糖基化，convicilin和 vicilin具有广泛的同源性。在大豆蛋白中，其球蛋白主要由conglycinin和glycinin构成，为了研究方便，在豌豆蛋白研究中，其vicilin和convicilin统称为α-conglycinin，conglycinin相当于α-conglycinin中的α亚基和α’亚基vicilin则相当于β亚基 。 

【理化特性】^[2]

碗豆蛋白在等电点区域(pH4.0~6.0)蛋白质溶解度接近于0，在中性、碱性和极端酸性(pH2.0、pH3.0)条件下，溶解度迅速增加，其中球蛋白的溶解度最高接近于80%，显著高于分离蛋白(PPI)。

豌豆球蛋白vicilin（7S）和豌豆球蛋白legumin（11S）变性温度分别为83℃和92℃左右，11S的热稳定性比7S要高。荧光光谱、表面疏水性分析表明，分离蛋白是部分变性的，其制备过程中的酸碱处理导致蛋白构象改变，疏水性区域暴露。

在 pH3.0~9.0，碗豆球蛋白的乳化能力和乳化稳定性显著高于PPI。在pH5.0（等电点附近），蛋白的乳化能力与溶解度呈正相关，且乳化能力最低，而偏离等电点区域乳化能力迅速增加。

【提取】^[3][5]

目前，豌豆蛋白的提取方法有碱溶酸沉法、超滤膜法、等电点沉淀法等。

1. 碱溶酸沉法：先用碱使豌豆蛋白溶解，固液分离后，然后再加酸调至蛋白质至等电点，从而使蛋白质沉淀。碱溶酸沉法提取的蛋白质，其提取率可达 90%以上，而且产品质量好，但是可溶性成分去除不彻底。有研究表明碱溶酸沉法提取豌豆分离蛋白的同时采用超声波改进提取工艺，与传统工艺进行比较，采用超声波改进的工艺后，蛋白质的提取率明显提高，其提取率可以达到 83.21%。

2. 超滤膜法：利用膜对不同分子量物质的截留能力，可提取高纯度的蛋白质，与传统的分离操作相比，具有许多优点，如能耗低、工艺设备简单、操作方便、分离效果好、不会造成环境污染等。研究表明，利用超滤技术从蛋白粗提液中分离提纯豌豆分离蛋白的膜分离的温度、压力、pH值分别：45℃、0.8MPa、pH8.0。

3. 等电点沉淀法：研究表明等电点沉淀法的提取工艺条件为：pH值

9.5，温度 35℃、固/液比为1/15。

【应用】^[1][6]

由于豌豆蛋白具有良好的功能特性，如溶解性、吸水性、乳化性、发泡性以及凝胶形成性等，可以作为食品添加剂用于肉制品加工、休闲食品等，起到改善产品品质和营养结构的作用。

1. 食品：把豌豆蛋白及豌豆粉添加到馒头中，能有效的改善面粉的粉质特性，提高馒头的营养价值。当豌豆蛋白质的添加量为 4%，豌豆粉的添加量在10%以内时，馒头的感官评分比未添加蛋白质及豆粉的要高，同时豌豆蛋白及豌豆粉的添加有助于效延缓馒头的老化，延长馒头的货架期；把豌豆蛋白粉添加到面条中，改善了面粉的粉质特性，提高了面条的营养价值；

2. 饲料：在鱼饲料中加入35%的豌豆分离蛋白，对大西洋鲑鱼的消化以及肠道造成了不利影响；在肉鸡饲喂日粮中用豌豆蛋白粉替代大豆浓缩蛋白和豆粕，肉鸡的体重明显降低；豌豆蛋白的糖化影响肠道共生菌，尤其是乳酸杆菌和双歧杆菌显著增长，在微生物组成上的这些变化有益的影响了肠道环境，促进人类的健康。

【主要参考资料】

[1] 薛园园. 豌豆蛋白的酶水解及其产物抗氧化性能研究[D]. 郑州: 河南工业大学, 2011.

[2] 郭兴凤. 豌豆蛋白的功能特性研究[J]. 郑州粮食学院学报, 1996, 17(1): 69-74.

[3] 李宝艳, 万端极. 超滤膜法制备豌豆蛋白的工艺[J]. 食品研究与开发, 2010, 31(10): 75-77.

[4] 黄科礼. 高溶解性豌豆蛋白的制备及其功能特性的研究[D]. 广州: 华南理工大学, 2012.

[5] 沙金华, 马晓军. 豌豆分离蛋白提取工艺的研究[J]. 食品工业科技, 2009 (7): 262-263.

[6] 孙聃,田少君,郭兴凤.豌豆蛋白及豌豆粉对馒头品质的影响[J].粮食工程技术,  2008, 3:81-83.