(1)分布
許多植物的種子和莢果中存存動物消化酶的抑製劑,如胰蛋白酶抑製劑(trypsin inhibitor)、胰凝乳蛋白酶抑製劑(chrymotrypsin inhibitor)和a-澱粉酶抑製劑(a-amylase inhibitor)。這類物質實質上是植物為繁衍後代、防止動物啃食的防禦性物質,豆類和穀類是含有消化酶抑製劑最多的食物,其他如馬鈴薯、茄子、洋蔥等也含有此類物質。
目前,已從多種豆類(大豆、菜豆和花生等)及蔬菜種子中純化出各種胰蛋白酶及胰凝乳蛋白酶的抑製劑。多數豆類種子的蛋白酶抑製劑約占其蛋白總量的8%~10%,占可溶性蛋白量的15%~25%。胰蛋白酶抑製劑根據氨基酸序列同源性分為Kunitz及Bowman-Birk抑製劑(KTI與BBTI)兩類。其中,BBTI同時也是胰凝乳蛋白酶抑製劑。大豆和菜豆的胰蛋白酶抑製劑和胰凝乳蛋白酶抑製劑活性分別為0.15~4.6 U/mg和0.4~0.8 U/mg。BBTI蛋白酶抑製劑具有較強的耐熱耐酸能力。大豆和菜豆在80℃幹熱處理24 h,其胰蛋白酶抑製活性幾乎沒有任何降低。100 ℃幹熱處理24 h仍有70%~90%的殘留活性,150 ℃濕熱處理仍有7.6%的殘留活性。加熱不能徹底鈍化豆類蛋白的蛋白酶抑製劑活性。由於許多胰蛋白酶抑製劑具有很強的耐熱性,因此,經熱處理的含植物蛋白質成品,特別是含植物蛋白配方的嬰兒食品也存在安全性問題。
(2)毒理作用
豆類中的胰蛋白酶抑製劑和α-澱粉酶抑製劑是營養限製因子。用含有胰蛋白酶抑製劑的生大豆脫脂粉喂飼實驗動物可導致其明顯的生長停滯。給小鼠及其他動物喂飼具胰蛋白酶抑製活性的植物蛋白可明顯抑製其生長,並導致胰腺肥大、增生及胰腺瘤的發生。大豆蛋白中某些高水平的必需氨基酸可同胰酶伴隨的高分泌結合反應,從而造成生大豆營養吸收不良。在生大豆中選擇去除胰蛋自酶抑製劑,可使胰腺肥大率降低4 %。含有殘留耐熱胰蛋白酶抑製劑的大豆食品亦可導致小鼠胰腺肥大。另外,在供應的生大豆餐中的某些氨基酸去除生長抑製物後,不會造成胰腺肥大。以上結果顯示,在飲食中含有大量導致胰腺分泌過度的蛋白質,會造成氨基酸的缺乏並伴隨生長抑製。
(3)預防及控製措施
胰蛋白酶抑製劑熱穩定性較高。在80℃加熱溫度下仍殘存80%以上的活性,延長保溫時間,並不能降低其活性。采用100 ℃處理20 min或120 ℃處理3 min的方法,可使胰蛋白酶抑製劑喪失90 %的活性。此熱處理失活條件,在大豆食品加工是完全可以達到的。因此食物中大豆胰蛋白酶抑製劑的活性應通過調整加工工序降低。