氨基酸在食品工业中的应用

子任务四　氨基酸在食品工业中的应用

一、氨基酸在功能食品中的应用

国内外都非常重视利用氨基酸的营养与生理功能。其主要产品有营养液、运动饮料、能量饮料、美容食品等，具有吸收利用率高和使用方便等优点。

(一)氨基酸营养补充剂

氨基酸营养补充剂主要用于人体紧急要求或消化吸收能力降低时必需营养的补充。国际上有以BCAA为主的经肠营养剂用于肝功能患者的营养补充。有以必需氨基酸为主的氨基酸混合液;还有应用于降血压的制剂和抗病毒制剂等。美国已有片剂、胶囊等各种剂型商品市售。

(二)美容食品

氨基酸丝肽是日本钟纺株式会社开发的由8种必需氨基酸加谷氨酸、脯氨酸、精氨酸、维生素、矿物质配合的粉末食品。经食用8周试验后，有改善现代女性睡眠不足，解除疲劳，增强食欲，增强皮肤弹性、张力、光泽、柔性，增强精力、活力等效果。老年人服用2个月，还能使血清白蛋白值上升，GPT、r－GTP下降，促进皮肤的胶原蛋白或角质蛋白等的合成，提高整体免疫能力。

(三)氨基酸能量饮料与运动员饮料

在饮料研究中最成功的是味之素公司的氨基酸生命素，含亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸3种分支链氨基酸及谷氨酸、精氨酸为中心的12种氨基酸。这3种分支链氨基酸有形成肌肉、强化肝功能、减轻肌肉疲劳等作用，运动员在激烈运动中肌肉蛋白质会被分解，运动前饮用可抑制肌肉中蛋白质的分解，国际上对此产品评价极高。美国也有很多这类产品，在健身房、运动场所用量很大，美国还推出经改进后的新产品“氨基酸生命饮料”，含氨基酸2 200mg，具有提高爆发力、高速反应的效果，该产品在配入亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、谷氨酸、精氨酸的基础上，再加入6种能在体内迅速转换能量的糖原性氨基酸。

(四)清凉饮料

此类产品的主成分均是氨基酸，如日本麒麟公司开发的含L－赖氨酸、L－异亮氨酸、L－缬氨酸、L－亮氨酸的饮料;日本味之素公司开发的含L－缬氨酸、L－亮氨酸、L－异亮氨酸饮料;日本资生堂公司开发的含L－天冬氨酸钠、DL－丙氨酸的饮料;日本契利公司开发的含L－谷氨酸钠、甘氨酸、L－天冬氨酸钠、L－亮氨酸、L－丙氨酸、L－异亮氨酸、L－苯丙氨酸、L－苏氨酸饮料等。

(五)果冻饮料

果冻饮料有日本明治制果公司开发含0.01% L－精氨酸的萨伯斯能量果冻;日本森永公司的含L－天冬氨酸钠“蜂皇浆果冻”等。

二、氨基酸在食品工业中的应用

氨基酸作为人体生长的重要营养物质，不仅具有特殊的生理作用，而且在食品工业中具有独特的功能。构成蛋白质的氨基酸主要有20多种，在食品工业中应用较多的只有几种，其应用范围不断扩大，效果遍及很多方面。对防止食品在色、香、味和外观等方面变质，消除异臭、提高食品风味及营养价值等方面，逐步发挥出其重要的作用。

(一)食品调味剂

各种氨基酸通常都具有一定的异味性，如甘氨酸、丙氨酸、苏氨酸、脯氨酸、丝氨酸、赖氨酸盐酸盐等均具有一定的甜味;天冬氨酸、谷氨酸、组氨酸盐酸盐等均具有酸味;苯丙氨酸、色氨酸、精氨酸、异亮氨酸、撷氨酸、蛋氨酸、组氨酸等具有苦味;谷氨酸单纳盐、天冬氨酸单纳盐等具有鲜味等。目前，氨基酸作为调味剂，其中谷氨酸及其盐类使用最广，用量最大，在食品工业中一般用量为0.2～1.5g/kg。甘氨酸具有甜味，和味精协同作用能显著提高食品的风味。在汤汁中一般使用量为0.1～1.0g/100g。

(二)食品营养强化剂

众所周知，在构成蛋白质的氨基酸中，其中有8种在人体中不能合成，而只有从食品中摄取“必需氨基酸”。但是，在天然的食品中，“必需氨基酸”的含量及比例是不平衡的，一般谷类粮食均缺乏赖氨酸、蛋氨酸，所以，早在20世纪50年代人们就开始研究和大规模生产氨基酸类强化剂，以提高食品蛋白质的营养价值。目前，氨基酸作为粮油食品的强化剂，其应用效果十分明显，也极为普遍，如常见的有赖氨酸面包、饼干、强化大米等。有关研究表明，在大米或面粉中添加0.4%赖氨酸和0.15%苏氨酸或在面粉中添加0.4%赖氨酸和0.25%苯丙氨酸，其蛋白质利用率能提高到1.05，可与牛奶蛋白媲美。目前，在各类氨基酸强化剂中，赖氨酸是应用最广、使用量最大的一种。日本已生产两种赖氨酸强化大米。儿童面包食品中添加0.5%赖氨酸，儿童食用一年后表明，添加者较不添加者身高、体重、智力和握力均有明显提高。我国广西南宁市妇幼保健医院曾进行赖氨酸对儿童发育影响的类似试验，通过100例比较得出了相似的结果。

(三)食品除臭剂

米、面及其他食品贮存时间较长后，其品质常常会发生化学变化，产生一些羰基类化合物，这些物质在对米面蒸煮过程中会挥发出来，使米面呈现出一定的陈臭味而影响食味，而赖氨酸可与羰基化合物作用而消除陈臭味。有人试验，在140g陈大米中加0.1～0.2g赖氨酸盐酸盐，可完全除去陈米的异味。赖氨酸盐还可防止低级脂肪酸的臭味发生。在加工食品中添加赖氨酸，不仅预防异臭的发生，而且对食品的色、味及质地都赋予好的结果。例如，在桃子、橘子和西红柿等水果或果汁罐头制造时，添加0.05%～0.1% L－赖氨酸盐酸盐，在贮藏过程中能有效地保持其色调及新鲜风味;在各种面粉制品中也发挥类似效果。

(四)食品增香剂与发色剂

赖氨酸、亮氨酸、缬氨酸和半胱氨酸的氨基与还原糖的羰基之间的氨基－碳基反应(美拉德反应)生成物是具有愉快香味的褐色物质，促进食品的增香与着色。例如，谷氨酸与葡萄糖混合物180℃加热生成奶油面卷香，缬氨酸与葡萄糖混合180℃加热生成巧克力香;赖氨酸、精氨酸与葡萄糖、蔗糖等共热在卵磷脂存在下得到杏仁乃至蛋糕的香气;半胱氨酸与六碳糖共热生成牛肉膏香，在玉米加工食品中加入半胱氨酸可使玉米的香味增加10～40倍;添加谷氨酸钠到酒中可增加酒香;将组氨酸等碱性氨基酸或其盐酸盐衍生物与糖共热产生咖啡风味。

赖氨酸与精氨酸等氨基酸又是替代亚硝酸盐作鱼品和肉品的常规发色剂。据日本试验，金枪鱼及咸鳍鱼子罐头中加入赖氨酸、精氨酸和谷氨酸后，能防止贮藏过程中鱼肉褪色和变质，保持与恢复原有肉色的效果。猪肉香肠用L－赖氨酸盐、L－半胱氨酸和氯化钙混合浸渍处理后，发色效果优于亚硝酸盐。

(五)油脂抗氧化剂和食品保养剂

胱氨酸、半胱氨酸、异亮氨酸以及缬氨酸与葡萄糖，亮氨酸与木糖加热得到的褐色物质具有供氢性与还原能力，并且能与铝、钴和锌等离子发生螯合作用，从而封锁金属离子对油脂氧化的触酶活性作用，能有效地防止食品中油脂的氧化变质。例如，油脂中加入0.05%胱氨酸在180℃加热30min后能防止油脂氧化;谷氨酸钠和CO₂等无机气体混合物散布在新鲜食品上可防止其酸败;赖氨酸溶液喷洒蔬菜、水果可延长保藏期。

(六)抗菌、防腐剂

据研究表明，甘氨酸抗菌防腐作用最明显。另外，色氨酸与苯丙氨酸也有一定效果。有试验表明，在方便面中加0.1%～0.6%的甘氨酸，既可以防止表面退色，又有防腐作用。甘氨酸与低级脂肪酸甘油脂(如甘油－辛酸脂、甘油－癸酸脂、甘油－月桂酸脂)合并使用时，对引起豆腐腐败的微生物(如枯草芽胞杆菌、假单胞菌、大肠杆菌、乳杆菌、微球菌、黄色杆菌、无色杆菌)有显著的抑制作用。目前使用的豆腐防腐剂主要是含有“低级脂肪酸的甘油脂和甘氨酸”的制剂。

(七)食品速成剂

制作面包时常常需要添加半胱氨酸，通过半胱氨酸中硫基(－SH)作用以促进面筋中S－S基交换反应，使面筋很快形成，大大缩短了面团发酵所需的时间，而且所制得的面包松软、可口。

课后训练

关键术语

氨基酸　必需氨基酸　限制氨基酸　胱氨酸　精氨酸　组氨酸　生理功能　氨基酸　提取分离

学以致用

一、讨论分析题

1.什么是必需氨基酸、半必需氨基酸和限制性氨基酸?

2.必需氨基酸、半必需氨基酸都有哪些?

3.简述必需氨基酸的主要生理功能。

4.简述精氨酸、赖氨酸和组氨酸的提取方法。

5.氨基酸应用于在功能食品的哪些方面?

二、案例分析题

高三生打吊瓶上自习:专家称补氨基酸太愚昧

2012年5月5日上午11点19分，大孝感论坛官方微博上有网友发了一张孝感市一中高三学生在教室内打吊瓶的照片，称之为“史上最刻苦吊瓶班”。图片上，学生一边打吊瓶一边埋头做作业，老师还在学生中巡视。

随后，记者赶到孝感市一中，恰逢下课时间。记者在教学楼一楼找到高三(3)班，这个被称为“吊瓶班”的同学们正在埋头考试。微博照片中挂满教室的吊瓶，已不见了踪影。监考老师见有生人来，立刻走出教室要求记者们离开。

“请问网上流传的吊瓶班图片，是我们3班的吗?”记者问，这名老师说:“同学们正在考试，有关采访的事，请与学校领导联系。”

“网上说的吊瓶班就是说的3班”，高三(2)班一女生告诉记者:“毕业班的都打，10块钱一瓶，学生也可选择不打。我们班就有同学打了，也有人不打。”

营养专家

近半学生打氨基酸太愚昧

“一个班20多个孩子竟然选择静脉注射氨基酸，简直愚昧!”同济医院临床营养科营养师左学志直言不讳:“且不说氨基酸根本就没有补充能量的功效，光是静脉注射，就可能带来各种不良反应!”

左学志介绍，氨基酸是人类不可或缺的营养物质，但“氨基酸注射液”是一种处方药物，它主要针对营养严重不良的患者，对维持危重病人的营养、抢救患者生命有重要作用。即使对重病患者，医生也要先详细检查，确定其适应症且符合注射指征之后，才能开出药方。

但对于身体健康的正常人，随意注射氨基酸，可能造成蛋白质摄入过多，会加重肝脏、肾脏负担，绝对有害无益。此外，静脉注射本身也有风险。左学志称，静脉注射将药液直接输入静脉，很多患者会出现发冷、寒战、发热，甚至伴有恶心、呕吐等不适症状。夏季本是输液反应的高发期，“孩子一旦出现输液反应，更得不偿失!”。

问题:

1.你认为高三学生选择静脉注射氨基酸补充能量是否正确?

2.学生高考时期应该怎样补充适当的能量?

3.补充氨基酸对人体有什么样的作用，有没有量的限制?

知识拓展

氨基酸补多了没用

氨基酸是构成生物体蛋白质并同生命活动有关的最基本物质，也是不可缺少的营养成分之一。

氨基酸的平衡和适量的供应是健康的前提，缺任何一种，都会影响人体的免疫系统和其他功能，使人处于亚健康状态，容易遭受疾病的侵袭。说它重要，并非就得大补特补，凡是重要的东西就要补，这几乎已成为国人健康意识的误区。

市场上宣传具有保健作用的氨基酸片，可以适当吃一些，但不能作为获取氨基酸的主要来源，即使吃了也未必会被身体吸收，除非人体十分缺乏。和钙片、维生素片一样，氨基酸片也只适合一些特殊人群，包括生长发育期的青少年及脑力劳动者、孕产妇、免疫力低下者，但也不主张长期吃，最好还是食补。医院里，除了以上人群，医生很少开口服氨基酸片。

食物中，各种鱼类中氨基酸含量最为丰富，如鳝鱼、泥鳅、墨鱼，另外鸡肉、冻豆腐、紫菜、花生、杏仁、香蕉以及新鲜果蔬、动物内脏中的氨基酸也比较多。