亞基水平上大豆蛋白凝膠性的研究進(jìn)展

付洪玲，范宏亮，呂 博，孫 賀，單單單，于寒松,

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130118；2.國(guó)家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系加工研究室，吉林長(zhǎng)春 130118；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030）

近年來(lái)，大豆以其“全蛋白質(zhì)”成分，富含多不飽和脂肪酸和有益的生物活性成分而聞名[1]。隨著人們對(duì)現(xiàn)代食品加工技術(shù)的要求以及消費(fèi)者健康觀念的轉(zhuǎn)變，大豆蛋白被廣泛用作食品加工原料，用來(lái)提高食品的高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和改善產(chǎn)品質(zhì)地特性[2]，如大豆蛋白替代動(dòng)物蛋白促進(jìn)了混合蛋白產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)[3]，或添加到烘焙食品中以提高產(chǎn)品的持水性，或利用其乳化性作為表面活性劑將其應(yīng)用在冷凍食品中[4]。另外，大豆蛋白的功能特性也備受研究者的關(guān)注，比如大豆蛋白在降低膽固醇含量，降低高血脂和在心腦血管疾病中的功能作用已被證明[4-8]。

一直以來(lái)，大豆蛋白的凝膠性備受關(guān)注[9]，主要表現(xiàn)為蛋白分子之間的交互作用，大豆蛋白質(zhì)分子受熱，結(jié)構(gòu)展開(kāi)，暴露出分子內(nèi)部的疏水基團(tuán)，并通過(guò)疏水相互作用、靜電相互作用、氫鍵相互作用或者二硫鍵進(jìn)行交聯(lián)，形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[10]。很多國(guó)家已經(jīng)對(duì)大豆蛋白的分子結(jié)構(gòu)及凝膠特性進(jìn)行了大量的研究，日本和加拿大已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種高凝膠型的大豆蛋白產(chǎn)品，而我國(guó)在專(zhuān)用大豆蛋白產(chǎn)品的研究上起步較晚，也多停留在通過(guò)改變處理?xiàng)l件改善加強(qiáng)其凝膠特性。

大豆蛋白亞基之間的解離締合反應(yīng)在凝膠受熱變性過(guò)程中起決定性的作用[11]。有研究結(jié)果顯示，β-伴大豆球蛋白（簡(jiǎn)稱(chēng)為7S球蛋白）和大豆球蛋白（簡(jiǎn)稱(chēng)為11S球蛋白）不同比例會(huì)影響產(chǎn)物的最終品質(zhì)，這些可以通過(guò)育種來(lái)開(kāi)發(fā)適用于不同類(lèi)型食品加工的品種[1]。此外，不同的亞基組成也會(huì)對(duì)加工性能產(chǎn)生差異[12]，Yamagishi等[13-14]研究大豆11S球蛋白的凝膠化過(guò)程，結(jié)果表明其酸性亞基的聚合會(huì)引發(fā)或加速大豆球蛋白的熱凝膠形成。Milica等[15]對(duì)不同基因型大豆分離蛋白的亞基組成及其凝膠性進(jìn)行系統(tǒng)研究，表明β亞基的基因型制備的凝膠顯示出較低的彈性。Amir等[16]的研究表示大豆球蛋白亞基的類(lèi)型也影響豆?jié){的聚集行為。目前并沒(méi)有徹底的從亞基的角度系統(tǒng)的深入闡述凝膠化機(jī)理，這一難點(diǎn)將會(huì)成為大豆蛋白加工研究的重中之重。因此，研究亞基水平上大豆蛋白的凝膠特性對(duì)探索大豆蛋白凝膠形成體系具有極其重要的意義，為大豆蛋白產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

本綜述基于大豆蛋白亞基組成對(duì)凝膠形成的影響，從蛋白組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)、以及亞基缺失類(lèi)型大豆品種等方面對(duì)其凝膠特性的影響進(jìn)行歸納總結(jié)，并分析了蛋白熱聚集行為的圖解描述，以期探究亞基組成對(duì)大豆蛋白凝膠體系的影響作用，為大豆蛋白功能性質(zhì)的改善提供理論依據(jù)。

1 大豆蛋白的組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)

大豆在平均干物質(zhì)的基礎(chǔ)上含有40%左右的蛋白質(zhì)和20%的脂肪[4,17]。經(jīng)過(guò)低溫脫脂，堿溶酸沉的方法獲得大豆分離蛋白（Soy Protein Isolate，SPI）[18]。SPI是各種蛋白質(zhì)的混合物，按照其沉降系數(shù)可分為2S（15%）、7S（34%）、11S（42%）和15S（9%）四種蛋白質(zhì)類(lèi)別[18-19]。7S球蛋白和11S球蛋白占70%以上[20]，其也是影響大豆蛋白成分加工功能的兩種主要大豆蛋白。盡管7S球蛋白和11S球蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)互不相同，但由于它們的氨基酸序列具有部分同源性且蛋白質(zhì)水解模式有限，因此它們被認(rèn)為是源自共同祖先基因，已經(jīng)通過(guò)X射線晶體學(xué)證實(shí)了這種假設(shè)[21]。另外，根據(jù)研究表明，因?yàn)槠贩N不同，大豆蛋白的7S/11S的比值范圍在0.5～1.3之間，其加工特性表現(xiàn)出較大差異[22]。

7S球蛋白是一種三聚體糖蛋白（150～200 kDa），主要由α（72 kDa）、α′（76 kDa）和β（53 kDa）三種亞基組成。這三種亞基主要通過(guò)疏水相互作用力以不同的排列組合方式以平面三角形緊密堆積的形式形成7S球蛋白分子，Thanh[23]根據(jù)7S球蛋白及其亞基的分子量，將三種亞基隨機(jī)組合分為B1，α′ββ；B2，αββ；B3，αα′β；B4，ααβ；B5，ααα′；B6，ααα這6種異構(gòu)體形式，基于這些結(jié)構(gòu)，還可分為3組分別為A組（B1和B2）每個(gè)7S分子含有兩個(gè)β亞基，B組（B3和B4）含有一個(gè)β亞基，C組（B5和B6）不含β亞基，結(jié)構(gòu)如圖1所示，也有研究表明可能還存在βββ的類(lèi)型[24]。

圖1 β-伴大豆球蛋白及其六個(gè)異構(gòu)體的亞基結(jié)構(gòu)示意圖[23]Fig.1 Schematic representation of the subunit structure of β-conglycinin and its six isomers[23]

圖2 大豆蛋白晶體結(jié)構(gòu)圖[26,28]Fig.2 The crystal structure of soy protein [26,28]

7S球蛋白亞基具有較高含量的天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸和精氨酸。α和α′亞基富含酸性氨基酸殘基，在N-末端帶有纈氨酸，而β亞基則富含堿性氨基酸殘基（如賴(lài)氨酸和精氨酸）[10]，在N-末端帶有亮氨酸，因此賦予了不同的亞基結(jié)構(gòu)性的差異[25]。Maruyama和Adachi[26-28]已經(jīng)通過(guò)X射線晶體學(xué)描述出7S球蛋白的晶體結(jié)構(gòu)圖，如圖2（a）所示為天然β-同源三聚體的帶狀模型，該同源三聚體的外徑均約為96 ?，單體的每個(gè)模塊細(xì)分為一個(gè)核心區(qū)域和一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)域，該環(huán)狀結(jié)構(gòu)域包含多個(gè)α螺旋，從一對(duì)單體的任一側(cè)伸出，形成與其他亞基相互作用的鉤子。Utsumi和Maruyama發(fā)現(xiàn)該蛋白質(zhì)主要由10%～15%的α-螺 旋，33%～39%的β-折 疊 和21%的β-轉(zhuǎn)角組成，并且蛋白質(zhì)的三個(gè)亞基通過(guò)疏水相互作用力、氫鍵和果凍卷型結(jié)構(gòu)的鹽橋結(jié)合在一起[26]。

每個(gè)11S球蛋白單體（300～380 kDa）由分子量約35 kDa的酸性亞基A（Acidic polypeptides，A）以及分子量約20 kDa的堿性亞基B（Basic polypeptides，B）在二硫鍵連接作用下組成[26]。有研究表明AB亞基通過(guò)靜電相互作用和氫鍵相互作用聯(lián)合形成兩個(gè)空心圓柱體的六邊形環(huán)[29-30]。Utsumi依靠11S球蛋白酸性亞基和堿性亞基的N-端氨基酸序列判斷出五個(gè)主要的亞基：A1aB1b、A2B1a、A1bB2、A3B4和A5A4B3。并根據(jù)它們的氨基酸序列將不同的大豆球蛋白分類(lèi)為I組由三個(gè)亞基A1aB1b、A1bB2、A2B1a組成，IIa組由A5A4B3組成，IIb組由A3B4亞基[31-32]組成。Adachi等[33]已經(jīng)通過(guò)X射線晶體學(xué)描述出11S球蛋白前原蛋白A1aB1b和A3B4的三維晶體結(jié)構(gòu)圖，如圖2（b）（c）所示，其研究結(jié)果表明，A1aB1b前原蛋白由兩個(gè)類(lèi)似果凍卷狀的三聚體疊放組成，該結(jié)構(gòu)通過(guò)氫鍵和離子橋連接在一起，但是疏水相互作用在六聚體的形成中可能起主要作用。A3B4前原蛋白由兩個(gè)三聚體在鏈間二硫化物面上堆積成六聚體，并且還提出，存在移動(dòng)的無(wú)序區(qū)域移至三聚體一側(cè)的現(xiàn)象，并將六聚體解離為三聚體，從而抑制六聚體的形成。

2 大豆蛋白的凝膠性

凝膠能力是大豆蛋白的最重要屬性之一，它賦予大豆蛋白較高的粘性、可塑性和彈性，在產(chǎn)品應(yīng)用中既能做水的載體，也可做風(fēng)味添加劑、糖及其他配合物的載體，這對(duì)食品加工極為有利[34]。其成膠方式很多，如熱誘導(dǎo)[35]、加鹽[36]、加酶等，均可使蛋白形成凝膠。凝膠性受多種因素的影響，例如：亞基組成、表面疏水性大小、巰基含量等，除此之外，蛋白質(zhì)量濃度、加熱溫度、pH[37]、離子強(qiáng)度等[38]也是影響凝膠作用的重要元素。

2.1 7S球蛋白與11S球蛋白凝膠形成過(guò)程

由于大豆蛋白的復(fù)雜性，凝膠過(guò)程受眾種因素制約，所以人們對(duì)其凝膠化過(guò)程知之甚少，Nakamura[39-40]提出了11S球蛋白的凝膠化機(jī)理：在較短時(shí)間內(nèi)加熱時(shí)（100 ℃加熱約15 s），六個(gè)蛋白分子組成短鏈，每個(gè)鏈均展開(kāi)但仍保持球形（鏈I），鏈I通過(guò)與自身結(jié)合，形成較長(zhǎng)的直鏈（鏈II），鏈II與其自身和或與鏈I結(jié)合形成支鏈和非支鏈（鏈III），然后鏈III形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其過(guò)程如圖3所示。Guo等[41-42]通過(guò)小角度X射線散射和動(dòng)態(tài)光散射分析了兩種蛋白可溶和不可溶聚集體的結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明7S球蛋白可溶性的聚集體具有有限的尺寸和較不緊密的構(gòu)象，11S球蛋白的不可溶聚集體具有較密的核心和較不致密的外殼顆粒，還表明，11S球蛋白的不溶性聚集體大小的增加會(huì)被7S球蛋白終止，可能是因?yàn)?S球蛋白與11S球蛋白的最不可溶的堿性多肽的互相作用[43]，這提高了它的溶解度。因此提出了7S球蛋白在大豆蛋白熱聚集中的作用如圖4所示。

圖3 大豆球蛋白凝膠化過(guò)程中可溶性聚集體的形成[39]Fig.3 Formation of soluble aggregates during the gelation of glycinin[39]

7S球蛋白和11S球蛋白在凝膠形成過(guò)程中相互作用機(jī)理，歸納總結(jié)如下：a.大豆蛋白溶液受熱使蛋白分子解離成α、α′、β、以及酸性亞基A和堿性亞基B；b.當(dāng)?shù)鞍兹芤哼M(jìn)一步加熱時(shí)，在解離的亞基中間因彼此互相作用形成了可溶性的肽鏈；c.在合適蛋白濃度下，β亞基與堿性亞基B相互作用產(chǎn)生沉淀，由α、α′亞基與酸性亞基A相互作用形成的寡聚體集中在上清液中。然而，7S球蛋白和11S球蛋白對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成，所做的貢獻(xiàn)是不同的[12,44]。通過(guò)差示掃描量熱法（Differential Scanning Calorimetry，DSC）分析，得到7S球蛋白的變性溫度為74 ℃，11S球蛋白的變性溫度為90 ℃[45]。有研究表明，單獨(dú)加熱兩組分時(shí)，發(fā)現(xiàn)7S球蛋白不會(huì)生成凝膠（濃度原因）或形成透明柔軟的凝膠[32,45]，而11S球蛋白則會(huì)形成堅(jiān)硬和具有較高粘彈性的凝膠，這主要是因?yàn)樵?1S球蛋白凝膠形成的過(guò)程中產(chǎn)生較多的二硫鍵[41]。Nakamura等[46]研究發(fā)現(xiàn)保證7S球蛋白和11S球蛋白凝膠形成的最低蛋白濃度分別為7.5%與2.5%，而且隨著7S球蛋白的比例加大，大豆蛋白的凝膠硬度降低。因此，可以通過(guò)增加11S球蛋白的量或11S球蛋白與7S球蛋白的比例來(lái)增加凝膠的儲(chǔ)能模量，從而改善凝膠質(zhì)量。并且有研究表明，在11S球蛋白較低濃度條件下，7S球蛋白對(duì)其熱聚集產(chǎn)生抑制作用[41,47]。Jacoba 等[45]研究了pH對(duì)大豆蛋白熱變性和凝膠形成特性的影響，結(jié)果表明，pH為7.6時(shí)，SPI凝膠體系中7S球蛋白的作用似乎不太重要，造成這種現(xiàn)象的原因可能是在7S球蛋白受熱變性開(kāi)始時(shí)并沒(méi)有出現(xiàn)凝膠的大量形成，并且在加熱過(guò)程中，由11S球蛋白的酸性多肽和堿性多肽之間形成的二硫鍵被破壞了。綜上所述，大豆分離蛋白凝膠是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，凝膠過(guò)程中受到眾多要素的影響，因此，在選用具有特殊蛋白組分的專(zhuān)用大豆品種進(jìn)行蛋白質(zhì)加工研究是今后發(fā)展的趨勢(shì)之一。

2.2 亞基組成對(duì)凝膠性的影響

亞基組成作為打開(kāi)大豆蛋白構(gòu)效關(guān)系的一把“鑰匙”，可以很好地解釋大豆蛋白的許多功能特性[48]。陳海敏等[49]研究品種差異對(duì)大豆蛋白功能性的影響，研究發(fā)現(xiàn)11S球蛋白含量越高，大豆蛋白凝膠特性越好，隨著7S/11S比例越大，凝膠的硬度和粘度越低。袁德保[50]對(duì)大豆蛋白熱聚集行為及其機(jī)理進(jìn)行研究，探討了α、α′、β與堿性亞基組合體系的熱聚集行為，并提出了各亞基相互作用及機(jī)制，結(jié)果顯示，α、α′和β亞基都對(duì)蛋白的熱聚集反應(yīng)起到抑制作用，但是α、α′亞基抑制效果強(qiáng)于β亞基。因此，研究大豆蛋白特定亞基與其功能特性關(guān)系是大豆蛋白加工的新領(lǐng)域。

圖4 在pH7.0下7S球蛋白和11S球蛋白的熱聚集行為的圖解描述[41-42]Fig.4 Diagrammatic depiction of thermal aggregation behavior of β-conglycinin and glycinin at pH 7.0 [41-42]

2.2.1α、α′對(duì)凝膠性的影響 因7S球蛋白的α′亞基（76 kDa）與α亞基（72 kDa）分子質(zhì)量極其相似，研究者們多將其作為一個(gè)研究對(duì)象。在α′與α亞基對(duì)大豆蛋白的凝膠特性的影響研究中，表示出顯著相關(guān)。張國(guó)敏[51]研究亞基缺失對(duì)其蛋白質(zhì)功能性評(píng)價(jià)中表明，蛋白凝膠硬度與α亞基含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與α′亞基含量呈正相關(guān)關(guān)系。Salleh等[52]探討了α及α′亞基缺失對(duì)大豆蛋白凝膠性的影響，表明在相同的試驗(yàn)條件下，亞基組成對(duì)凝膠硬度的影響依次是α′亞基缺失、7S全亞基、α亞基缺失，并通過(guò)掃描電子顯微鏡結(jié)果推測(cè)形成的原因可能是當(dāng)亞基缺失時(shí)，蛋白質(zhì)部分厚度產(chǎn)生差異導(dǎo)致/引起形成的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)密度有所不同。周宇鋒[53]對(duì)河南省16個(gè)大豆品種的亞基含量與豆腐的質(zhì)構(gòu)特征進(jìn)行相關(guān)性分析，表明蛋白凝膠的硬度、彈性、黏聚性和回復(fù)性與α′亞基含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，凝膠硬度與α亞基含量密切相關(guān)且呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)。Wang等[54]根據(jù)豆腐質(zhì)量評(píng)價(jià)模型推斷出α亞基、11S球蛋白等可預(yù)測(cè)豆腐的質(zhì)量，為產(chǎn)生理想的大豆品種提供指導(dǎo)，以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的食用豆腐。

2.2.2β亞基對(duì)凝膠性的影響 張國(guó)敏[51]的研究表明大豆分離蛋白凝膠硬度與7S球蛋白的β亞基含量呈負(fù)相關(guān)。王顯生等[55]卻表示蛋白凝膠硬度與β亞基呈正相關(guān)，這種差異的原因可能是試驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)條件存在不同。周宇鋒[53]的研究表明7S球蛋白的β亞基含量與豆腐黏聚性指標(biāo)呈極顯著正相關(guān)。孟巖[56]以缺少或缺失β亞基的大豆為原材料，探討了β亞基對(duì)大豆加工特性的影響，結(jié)果表明，當(dāng)7S球蛋白中的β亞基含量增加時(shí)，豆腐的硬度、粘彈性等質(zhì)構(gòu)特性皆下降，針對(duì)不同品種SPI的功能特性進(jìn)行檢測(cè)，研究結(jié)果表明，β亞基缺失的品種凝膠質(zhì)構(gòu)特性較差，因此，證明β亞基在大豆的加工過(guò)程中對(duì)蛋白質(zhì)存在形態(tài)和凝膠空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成起著極其重要的作用。

2.2.3 11S球蛋白組分對(duì)凝膠性的影響 11S球蛋白中的酸性亞基A和堿性亞基B對(duì)大豆蛋白凝膠特性有著重要的影響。對(duì)于豆?jié){而言，11S球蛋白I組（含A1，A2亞基）的樣品比不含I組的樣品含有更多的顆粒。在豆腐體系中，無(wú)論凝結(jié)劑如何，與IIa組相比，I組和IIb組（包含A3）形成了更堅(jiān)硬的凝膠，而IIa（A4）亞基與豆腐的質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)[32,57]。Poysa[32]研究表示具有I組（A1，A2）亞基的大豆所產(chǎn)生的豆腐的質(zhì)地特性比不含I組亞基的大豆制備的豆腐高約三分之一（以Harovinton′s值表示），還表示A1對(duì)GDL豆腐質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，A2產(chǎn)生正面影響。因此，11S球蛋白的亞基組成對(duì)豆腐的凝膠性起著重要的作用，這與石彥國(guó)[58]總結(jié)的結(jié)果保持一致。在大豆蛋白形成凝膠時(shí)，11S球蛋白的堿性亞基B與7S球蛋白的β亞基進(jìn)行交互作用，11S球蛋白中的酸性亞基A和7S球蛋白中的α、α′亞基相互作用，對(duì)SPI的凝膠性起主要作用[59-60]。Fukushima等[61]的研究結(jié)果表明對(duì)大豆分離蛋白凝膠形成速率以及其透明度起主要作用的是A5A4B3亞基，而A3B4亞基與大豆蛋白凝膠的硬度有著密切的關(guān)系，A3亞基的缺失可能提高了凝膠硬度，這與豆腐體系結(jié)果有所不同，這個(gè)差異也表明對(duì)酸誘導(dǎo)和熱誘導(dǎo)凝膠的機(jī)理缺乏了解。張國(guó)敏[51]的研究表明大豆分離蛋白的凝膠硬度與酸性亞基A的含量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，與堿性亞基B含量呈負(fù)相關(guān)。王顯生等[55]卻表示，蛋白的凝膠硬度與A3、B4兩個(gè)亞基均顯示正相關(guān)，與其他酸性亞基、堿性亞基呈負(fù)相關(guān)，這種差異的原因可能是試驗(yàn)所用材料條件的不同。Bainy等[1]研究大豆11S球蛋白中亞基組成與大豆蛋白凝膠強(qiáng)度的關(guān)系，結(jié)果表明大豆蛋白的凝膠強(qiáng)度從大到小依次是：大豆蛋白、Ⅰ和Ⅱa亞基缺失型、Ⅰ和Ⅱb亞基缺失型、Ⅱa亞基缺失型、Ⅱa和Ⅱb亞基缺失型、Ⅰ亞基缺失型、Ⅱb亞基缺失型。此外，亞基組成的差異也會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，Bainy等[1]在蛋白質(zhì)亞基組成對(duì)大豆分離蛋白的凝膠特性的的影響研究中表示11S球蛋白的A3亞基的存在阻礙了凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

3 蛋白亞基缺失型的研究進(jìn)展

隨著大豆蛋白亞基組成與其加工特性研究的不斷深入，研究者已經(jīng)將重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移到通過(guò)育種方法改變蛋白亞基的組成，從而獲得某亞基缺失的大豆品種，使之成為特定加工特性的專(zhuān)用大豆原材料，為大豆產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供便利。在本方面的研究，國(guó)外的科學(xué)家走在前列，我國(guó)在亞基組成對(duì)大豆加工特性影響的報(bào)道較少，在大豆亞基缺失型品種的創(chuàng)新上也比較落后，但是發(fā)展的速度卻比較迅猛，并創(chuàng)制出具有中國(guó)遺傳背景的亞基缺失型大豆品系，為我國(guó)大豆產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供重要的材料。表1是國(guó)內(nèi)外關(guān)于亞基缺失型大豆品種的研究進(jìn)展。

為了驗(yàn)證亞基缺失對(duì)大豆蛋白加工特性的影響，國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)家也做了很多研究。Salleh等[52]研究表明因亞基缺失導(dǎo)致蛋白凝膠硬度產(chǎn)生差異。Kawamura[70]為了闡明大豆蛋白中11S球蛋白的酸性亞基A5對(duì)凝膠特性的影響，通過(guò)動(dòng)態(tài)粘彈性測(cè)量研究了豆?jié){的凝膠化過(guò)程，發(fā)現(xiàn)A5亞基缺失品種制備的豆腐凝膠更堅(jiān)硬。Tosh[1]表明缺少A3亞基和11S組分的A1、A2和A4亞基的組合可能形成了較硬的凝膠結(jié)構(gòu)。Amir[71]表示當(dāng)大豆中不含大豆球蛋白或缺乏大豆球蛋白的I組（A1，A2）時(shí)，豆?jié){顯示出較小的粒度分布，并且加熱后，IIa和IIb組的溶液比I組溶液具有更多的顆粒蛋白質(zhì)。劉春等[55]以A3B4亞基缺失、A1aA1b亞基缺失、A5A4B3亞基缺失、M11SR（11S含量極低）的SPI和南農(nóng)大黃豆粗7S蛋白為原料，對(duì)大豆蛋白功能特征進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：11S球蛋白中單個(gè)亞基缺失對(duì)蛋白乳化特性和乳化穩(wěn)定性無(wú)顯著影響，11S球蛋白的含量減少或缺失顯著提高大豆分離蛋白的乳化特性和乳化穩(wěn)定性，同時(shí)凝膠特性測(cè)定結(jié)果表明，7S球蛋白含量與大豆分離蛋白凝膠粘彈性呈顯著正相關(guān)，11S球蛋白含量則與蛋白凝膠粘彈性之間呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)，與蛋白凝膠硬度和破裂強(qiáng)度之間呈顯著正相關(guān)。Li等[72]表示SPI的亞基變化，尤其是11S球蛋白亞基含量的下降，可以較好地反映SPI的預(yù)熱誘導(dǎo)凝膠變性程度。綜上所述，不同亞基構(gòu)成對(duì)凝膠特性的影響是不盡相同的，因11S球蛋白的亞基組成比7S球蛋白復(fù)雜，所以需要更系統(tǒng)的研究其凝膠體系的形成機(jī)理，從而剖析亞基在凝膠形成過(guò)程中的作用機(jī)制。因此，明確單個(gè)亞基對(duì)加工特性的貢獻(xiàn)，對(duì)大豆蛋白產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用有更重要的意義。

改變大豆蛋白的亞基組成不僅可以影響其加工特性，還可以直接影響其營(yíng)養(yǎng)特性。拓云等[73]對(duì)兩個(gè)致敏蛋白α亞基缺失型大豆分離蛋白氨基酸的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)，探討α亞基缺失型大豆的氨基酸組成特征以及其營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，結(jié)果表明，當(dāng)α亞基缺失時(shí)，其氨基酸總量（TAA）、必需氨基酸總量(TEAA)、蛋白質(zhì)、脂肪含量未發(fā)生變化，另外，其必需氨基酸含量接近或高于FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)，證明了α亞基缺失時(shí)大豆蛋白氨基酸組成平衡，11S/7S比值更優(yōu)，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)更高。國(guó)博聞等[74]對(duì)具有中國(guó)大豆遺傳背景的7S球蛋白與11S球蛋白多亞基缺失型大豆新品系進(jìn)行氨基酸組成分析，結(jié)果表明，當(dāng)7S球蛋白與11S球蛋白多個(gè)亞基缺失時(shí)，既可以有效的去除致敏蛋白，也可以改善其氨基酸的組成及特征，優(yōu)化氨基酸之間的最優(yōu)比。因此，選擇特定的大豆品種進(jìn)行加工，既可以改善產(chǎn)品質(zhì)量，也可以提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

雖然亞基組成直接影響大豆蛋白的加工特性與營(yíng)養(yǎng)特性，但是其具體作用機(jī)理還不是很明確。因此，從大豆蛋白亞基組成的方向分析其功能特性，對(duì)我國(guó)豐碩的大豆品種資源開(kāi)發(fā)，確立專(zhuān)用特性、專(zhuān)用品種的加工研發(fā)具有深遠(yuǎn)的意義。

表1 亞基缺失型大豆品種Table 1 Subunit- deficiency soybean varieties

4 前景與展望

大豆蛋白雖然是最重要的植物蛋白，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各個(gè)組分分別決定著不同的特性，因此，基于結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，大豆蛋白亞基缺失型的特性研究成為目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。亞基組成在一定程度上影響豆制品的加工特性、品質(zhì)與應(yīng)用范圍，因此，掌握亞基組成對(duì)加工特性的影響機(jī)理，有利于實(shí)現(xiàn)國(guó)家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系“專(zhuān)一產(chǎn)品，專(zhuān)用品種”的行業(yè)趨勢(shì)。近年來(lái)，開(kāi)展這項(xiàng)工作的主要是日本和加拿大的研究者，其研究熱點(diǎn)主要集中在合適豆腐加工的特殊品種和11S球蛋白亞基缺失類(lèi)型品種的加工特性上，其研究體系以單組分為主，故需要確立在混合體系中亞基組成對(duì)其影響。另外，國(guó)內(nèi)外多數(shù)研究主要集中在乳化性和凝膠性上，對(duì)其他加工特性如溶解性、起泡性等的研究并未完善，所以其他加工特性的研究還需更深更廣的展開(kāi)。而亞基組成對(duì)酶制凝膠和冷凝膠的影響尚未明確，仍需進(jìn)一步探討研究。因此，有目的性的選用具有特殊蛋白亞基或組分的專(zhuān)用大豆品種進(jìn)行蛋白質(zhì)加工研究，可以為大豆蛋白產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供重要的理論指導(dǎo)。