大豆分离蛋白范文

时间:2023-03-14 23:42:22

大豆分离蛋白

大豆分离蛋白范文第1篇

关键词:物性测定仪 凝胶值的测定方法

随着食品市场的不断繁荣发展,现代人群需要的食品是既能引起食欲,又无不良副作用,而且含有丰富营养,大豆分离蛋白应运而生,其原料就是大豆。大豆中富含蛋白质,而且蛋白质中人体“必须氨基酸”含量充足,属于“优质蛋白”,大豆分离蛋白具有很好的凝胶性和乳化性,广泛应用于肉制品中,提高肉制品的蛋白含量、风味和咀嚼感。

1 术语

1.1 大豆分离蛋白 是以大豆为原料,采用先进的加工技术制取的一种蛋白含量高达90%以上的功能性食品添加剂,它具有很好的凝胶性、粘弹性和乳化性,又兼有蛋白含量高的营养性,广泛应用于肉制品、冷饮制品、烘焙食品中。

1.2 凝胶性 是指大豆分离蛋白形成胶体状结构的性能,它使分离蛋白具有较高的粘性、可塑性和弹性,即可做水的载体,也可做风味剂及其他配合物的载体,可赋予产品良好的凝胶组织结构,增加咀嚼感。

2 测定方法

2.1 方法提要 物性测定仪可对样品的物性概念作出数据化的准确表述,使用统一方法的测试,是精确的感官量化。本方法是利用物性测定仪,配置专用探头,在一定的条件下,模仿人的牙齿压缩产品胶体,得到第一次压缩时的峰值(硬度)、压缩后的回复程度(弹性)及二次压缩的耐受能力(凝集性)三个数值,对这三个数值的综合评价即为咀嚼性,用凝胶值来表示。

2.2 仪器和设备 ①物性测定仪:英国 TA.XTplus。②恒温循环水浴锅。③小型搅拌机:Cuisnart DLC-1。④真空包装机。⑤不锈钢模具:直径5cm,高35cm,或用肠衣代替。

2.3 测定步骤

2.3.1 称量 量取2.5%的盐水170ml+30g样品于搅拌机中(蛋白液浓度15%)。

2.3.2 均质处理 先点动,再快速充分搅拌1min,20s停一次,把粘在盖上和壁上的蛋白粉刮入杯中。搅拌完毕后,无残留地转入大的塑料袋中进行抽真空,使搅拌过程中产生的气泡脱出。

2.3.3 填充 将抽真空的样品填入2个模具中(注意充填过程不要有空隙)。

2.3.4 加热冷却 80℃水浴加热30min,凉水冷却1h。

2.3.5 测试方法 选特定的内置测定程序TPA 测定方法,铝质探头直径15mm。

参数设置

Pre-Test Speed测试前速度 5.00mm/sec

Test Speed测试速度 5.00 mm/sec

Post-Test Speed测试后速度 10.0 mm/sec

Target Mode 目标模式 Distance

Distance 15mm

Time 1.00sec

Trigger Type触发模式 Auto(Force)

Trigger Forc触发力 5.0g

Tare Mode清零模式 Auto

Advacnced options 高级选项 On

开始运行,将传感器感应到的数据变化输送到电脑显示器上,绘出Force-Time曲线,从曲线上可以看到凝胶块被外来作用力压迫的情况,曲线如下:

一个样品制备两个凝胶体,分别进行测定,取平均值。

记录Hardness(硬度)和Chewiness(咀嚼性)

Chewiness(咀嚼性)=Hardness(硬度)×Cohseiveness(凝集性)×Springness(弹性)

硬度 第一个峰的最高点。

凝集性(粘着性) 第二次压缩面积和第一次压缩面积之比。

弹性 4到5之间的距离和1到2之间的距离之比。

(注:凝集性和弹性两个值都应小于1,咀嚼性大约是硬度的1/2,否则有问题,电脑有可能把等待的时间计入,使弹性值大于1)粘性(粘合性)在第一次压缩后,当探头从样品中拔出时,由于样品和探头的粘连性而形成的负峰区域。

3 不同浓度的盐水对凝胶值的影响

不同浓度的盐水使用以上方法,进行凝胶值的测定,数据如下:

在较高的温度下加热凝胶体,随盐水浓度的增加,蛋白凝胶的硬度和咀嚼性先增加后减小,直到无法形成凝胶。其原因是在盐浓度较低时,蛋白表现为易于溶解,称为盐溶现象;在盐浓度较高时,蛋白质会出现沉淀现象,称为盐析现象。

4 方法说明

4.1 方法中使用2.5%的盐水制备胶体更接近用户的生产工艺,使测定数据更有意义。

4.2 方法中使用模具制备的样品胶体,大小、高度一致及表面平整光滑,减少了样品胶体不一致产生的误差。使用肠衣和离心杯都得不到高度一致的胶体,如果进行切割,表面也不平整。

4.3 方法中使用抽真空的方法,使制备胶体时在搅拌过程中产生的气泡脱出,降低测试误差。如果使用离心的方法,凝胶性差的样品容易出现析水现象,无法得到均匀的胶体。

5 实验总结

经过这项技术试验,我个人得到了不少的收获,一方面加深了我对大豆分离蛋白功能性的认识,另一方面也提高了电脑软件的应用能力。这项试验跟我以前做的试验不同,以前是依据标准来做,这次是在日本大豆蛋白专家的指导下,亲自动手,开动脑筋,结合自己的试验经验,经过反复试验形成了本次实验方法,并纳入我们实验室的作业指导书中,作为化验室的检验依据,所以我觉得这项试验最宝贵,最深刻。

在本次试验中遇到的困难是胶体的制备。由于产品的质量不完全一致,就是同样的样品量放置在同样的器具中,制备的胶体高低也不一样,经过切割表面不光滑,这样测得的数据代表性很差,在这种情况下,我们发明了不锈钢模具,并申请了专利,解决了这一难题。所以我们做实验不要一成不变和墨守成规,应该有改良创新的精神。在试验的过程中要培养自己的独立分析问题和解决问题的能力。

参考文献:

[1]邢小鹏,吴高峻,孙华.大豆分离蛋白的功能特性[J].食品工业科技,2000(04).

[2]王欣,乔玲.大豆分离蛋白的营养、功能特性及应用研究[J]. 农业科技与装备,2013(05).

大豆分离蛋白范文第2篇

Abstract: This paper attempts to research the changes of tensile strength and breaking elongation from a serial of blend membranes with soy protein isolate as film substrate, which are mixed by adding a natural polymer material-guar gum, changed the contents of glycerol, proportion of guar gum and soy protein isolate, pH.

关键词:大豆分离蛋白;瓜尔胶;共混膜

Key words: soy ptotein isolate;guar gum;blend membrane

中图分类号:G31文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)22-0303-02

0引言

大豆分离蛋白(SPI)由于其来源丰富,价格便宜,加工成型方便,且其膜具有可降解性、透氧率低[1],已经成为各国研究者广泛关注的重要天然高分子材料之一。但同时由于大豆分离蛋白分子中含有许多氨基、羧基等亲水性基团,和石油为原料合成的聚烯烃类材料相比,大豆分离蛋白膜在机械强度及耐水性方面有一定的缺陷[2,3]。经天然共混改性制备的生物薄膜具有可降解性、生物相容性、通透性相比单组分大豆分离蛋白膜有所改善等优点。利用天然多糖等高分子材料替代有污染、难降解的人工合成材料具有非常重要的现实意义和广阔的应用前景。

瓜尔胶是从瓜尔豆中提取的一种天然可再生高分子中性多糖,具有安全无毒、生物相容性好、可被生物完全降解等优点,被广泛地应用于各个领域中。瓜尔胶含多-OH有望与蛋白质分子中-NH2、-COOH等基团作用,减弱大豆蛋白分子间和分子内的氢键相互作用,提高蛋白质链段的运动能力,从而增加膜材的柔顺性,改善大豆蛋白的加工性能。

因此,本课题采用大豆分离蛋白为成膜基质,天然瓜尔胶多糖为添加剂,通过调节二者间的质量比例关系,采取加热的方式使大豆分离蛋白变性,以甘油为增塑剂,调节大豆分离蛋白的空间网络结构及柔韧性,蒸馏水和无水乙醇为溶剂,通过变化大豆分离蛋白、瓜尔胶以及增塑剂间量的关系,结合调节共混溶液pH,优化膜的抗拉强度和断裂伸长率。

1试验材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料大豆分离蛋白(SPI,哈高科大豆食品有限责任公司)水分5.31%、蛋白质91.60%、灰分4.51%;瓜尔胶(印度进口,天津华裕经济贸易有限公司)其余试剂均为国产分析纯。

1.1.2 设备电子分析天平(0.001g,北京赛多利斯仪器系统有限公司);DZW电热恒温水浴锅(天津莱斯特仪器有限公司);PH计(上海雷磁仪器厂);JJ-1型定时电动搅拌器(江苏省金坛市金城国胜实验仪器厂);干燥器(湖南汇虹试剂有限公司);螺旋测微器(0.001mm哈尔滨量具刃具厂);TA.XT.Plus质构仪(Stable Micro System Ltd);电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司);自制玻璃板。

1.2 方法

1.2.1 膜性能测定①膜厚(Film Thickness,FT)。在被测膜上随机取5点,用螺旋测微器(0.001mm)测定厚度,取平均值。膜厚单位为mm。②抗拉强度(tensile strength,TS)。抗拉强度测定前,先将待测样品防止装有饱和溴化钾水溶液的室温条件干燥器中,均衡48h。将膜裁切成工字型长条,用质构仪测定,拉伸速度为5mm/s,有效拉伸距离为100mm,记录膜破裂时的抗拉力[5]。每种膜测定3个样,取平均值即得。③断裂伸长率(Breaking Elongation,BE)。将膜裁切成长如图所示尺寸的工字型长条,用质构仪测定,拉伸速度为5mm/s,有效拉伸距离为100mm,记录膜受到张力至断裂时的膜长[5],根据下式计算:E=(L1-L0)/L0×100%;

式中:E为断裂伸长率(100%);L1为膜断裂时的长度(m);L0为膜的原长(m);每种膜测定3个样,取平均值即得。

1.2.2 成膜工艺①不同大豆分离蛋白(SPI)浓度膜的制备工艺。将3.0、4.0、5.0、6.0%(w/v)SPI粉末,1.5%(w/v)增塑剂丙三醇加入到装有去离子水:无水乙醇=4:1(v/v)的烧杯中,未加瓜尔胶多糖,30±1℃恒温水浴锅均质,水浴加热至80±1℃,维持温度反应30min,冷却消泡,溶液浇铸于模具中,自然晾干,在室温条件下溴化钾饱和水溶液的干燥器中均衡备用,依大豆分离蛋白的用量由低到高将膜分别标记为:IG3-0、IG4-0,IG5-0和IG6-0,作为空白实验作对照。②不同瓜尔胶(GG)浓度膜的制备工艺。将3.0、4.0、5.0、6.0%(w/v)SPI粉末,1.5%(w/v)增塑剂丙三醇和0.15%、0.20%和0.25%(w/v)的瓜尔胶多糖加入到装有去离子水:无水乙醇=4:1(v/v)的到烧杯中。接下来方法同1)。依瓜尔胶多糖和大豆分离蛋白的用量由低到高将大豆分离蛋白复合膜分别标记为:IG3-3,IG3-4和IG3-5; IG4-3,IG4-4和IG4-5;IG5-3,IG5-4和IG5-5;IG6-3,IG6-4和IG6-5。③不同甘油浓度膜的制备工艺。将5.0%(w/v)SPI粉末,0.5、1.0、1.5、2.0、3.0%(w/v)增塑剂丙三醇和0.15%(w/v)的瓜尔胶多糖加入到装有去离子水:无水乙醇=4:1(v/v)的到烧杯中。接下来方法同1)。依据增塑剂丙三醇的用量由低到高将大豆分离蛋白复合膜分别标记为:IGG-0.5、IGG-1.0,IGG-1.5和IGG-2.0;IGG-3.0。④不同pH条件膜的制备工艺。将5.0%(w/v)SPI粉末,1.5(w/v)增塑剂丙三醇和0.20%(w/v)的瓜尔胶多糖加入到装有去离子水:无水乙醇=4:1(v/v)的到烧杯中,在30±1℃恒温水浴锅均质得到共混水溶液。室温条件下用配置的2mol/L或0.1mol/L的NaOH和HCl溶液调节混合体系pH分别为6.0、7.0、8.0、9.0、10.0,80±1℃水浴锅反应30min,冷却消泡,溶液浇铸于模具中,自然晾干,揭膜,在室温条件下溴化钾饱和水溶液的干燥器中均衡备用,依据增塑剂丙三醇的用量由低到高将大豆分离蛋白复合膜分别标记为:IG-6、IG-7、IG-8、IG-9、IG-10。

2结果与分析

2.1 大豆分离蛋白复合膜IG抗拉强度的研究

2.1.1 大豆分离蛋白和瓜尔胶浓度对复合膜抗拉强度的影响如图1表示的是大豆分离蛋白浓度分别为3、4、5、6%(w/v)和瓜尔胶浓度分别为0.00、0.15、0.20、0.25%(w/v)得到IG3、IG4、IG5、IG6四个系列16种复合膜的抗拉强度变化柱状图。IG3指的是蛋白浓度为3%(w/v),瓜尔胶浓度分别为0.00,0.15,0.20, 0.25%(w/v)对应复合膜IG3-0、IG3-3、IG3-4、IG3-5,IG4、 IG5 、IG6类同。由图可以看出四种瓜尔胶浓度,均是大豆分离蛋白浓度为5%(w/v)时复合膜的抗拉强度最大,并且在同样瓜尔胶浓度条件下,复合膜抗拉强度随大豆分离蛋白浓度由3%到6%先增大后降低。这可能是由于随着大豆蛋白浓度的增大,经加热变性的蛋白量增多,暴露出更多的活性基团,这些活性基团经相互作用有助于形成致密的网络结构,但当蛋白浓度增大到6%时,由于大量蛋白没有溶解,变性蛋白量没有继续增大,而致使蛋白没有增多的活性基团经相互作用形成致密的网络结构,所以复合膜的抗拉强度有所降低。瓜尔胶浓度由0.15%到0.25%,复合膜的抗拉强度呈现增大的趋势,这可能是由于大豆分离蛋白体系中加入瓜尔胶后发生了氢键或疏水等相互作用,改变了蛋白原来的结构,形成新的立体网络结构,随着瓜尔胶浓度的增大,新的网络结构越来越致密,最终使复合膜的抗拉强度增大。

2.1.2 pH对大豆分离蛋白复合膜抗拉强度的影响取大豆分离蛋白浓度3、4、5、6%w/v复合膜抗拉强度最大的5%w/v浓度作为pH影响因子的后续研究浓度。取瓜尔胶浓度为0.20%w/v以及甘油浓度为1.5%w/v得到在不同pH条件下的复合膜IG-6、IG-7、IG-8、IG-9、IG-10,测得相应膜的抗拉强度随pH的变化柱状图如图2。从柱状图分析可以得出,在pH大于7.0情况下,随着pH增大,复合膜的抗拉强度稍有增大,这与莫文敏等人研究的结果一致[6]。这是由于随着成膜液碱性增强,结合受热条件,蛋白变性更加明显,蛋白分子结构发生重组,这有助于形成紧密的空间网络结构,最终使复合膜的抗拉强度增大。

2.1.3 甘油浓度对大豆分离蛋白膜抗拉强度的影响图3表示的是随着复合膜IGG-1、IGG-1.5、IGG-2、IGG-3材料中添加甘油量的增加其抗拉强度的变化柱状图,在大豆分离蛋白复合膜中,甘油添加量为0.50%w/v时不能成膜,所以选取甘油浓度1.0、1.5、2.0和3.0%w/v进行试验。图可以看出,随着添加增塑剂甘油量的增加,膜的抗拉强度是降低的,这是因为甘油是一种多羟基物质,含量增加,单位体积羟基的数目增多,结合水分子的数目也增多,使膜中蛋白质相对含量下降,削弱了其分子间的相互作用,结构变差,膜的致密性下降[7]。

2.2 大豆分离蛋白复合膜IG断裂伸长率的研究

2.2.1 大豆分离蛋白和瓜尔胶浓度对复合膜断裂伸长率的影响

图4表示的是不同大豆分离蛋白浓度以及不同瓜尔胶浓度条件下复合膜IG3-0、IG4-0,IG5-0、IG6-0;IG3-3、IG4-3、IG5-3、 IG6-3;IG3-4、IG4-4、IG5-4、IG6-4;IG3-5、IG4-5、IG5-5、IG6-5的断裂伸长率变化柱状图。由图可以看出,随着大豆分离蛋白浓度由3.0%w/v增大到5.0%w/v,同等瓜尔胶浓度条件下比较,复合膜的断裂伸长率是降低的。但当蛋白浓度达到6.0%w/v时,各种不同瓜尔胶浓度复合膜的断裂伸长率增大。另外,当大豆分离蛋白浓度一定时,随着瓜尔胶浓度的增大(0.15~0.25%w/v)复合膜的断裂伸长率是下降的(大豆分离蛋白浓度6.0%w/v对应复合膜除外),这可能是由于瓜尔胶与大豆分离蛋白经微弱的氢键或疏水相互作用改变了大豆分离蛋白原来致密的机构,形成比较疏松的结构,由于这种作用比较微弱,而使断裂伸长率降低。

2.2.2 pH对大豆分离蛋白复合膜断裂伸长率的影响图5表示的是随着大豆分离蛋白复合膜IG-6、IG-7、IG-8、IG-9、IG-10成膜溶液的pH变化,复合膜断裂伸长率的变化柱状图。由图可以看出,随着pH由6.0变化到10.0,复合膜的断裂伸长率成递增的趋势,这是因为,随着溶液碱性增强,大豆分离蛋白变性明显,这对于膜的机械强度改善是有利的,断裂伸长率的增加,意味着大豆分离蛋白经变性后其原来的分子内和分子间氢键受到破坏,增大了分子空间的流动性,因此复合膜的柔韧性增大,断裂伸长率增大。

2.2.3 甘油含量对大豆分离蛋白复合膜断裂伸长率的影响图6表示的大豆分离蛋白-瓜尔胶复合膜IGG-1、IGG-1.5、IGG-2、IGG-3在增塑剂浓度由1.0% w/v逐渐增大到3.0%w/v时,相应膜的断裂伸长率变化柱状图,并且发现随着增塑剂甘油浓度的增大,复合膜的断裂伸长率明显增大,甚至当甘油浓度为3.0%w/v时,复合膜的断裂伸长率增至111.43%。这是因为甘油作为小分子穿插与大豆分离蛋白分子的立体结构中,对膜的柔韧性起了很关键的作用,所以膜的断裂伸长率随着甘油浓度的增大而增大。

3小结

3.1 给定实验条件下,蛋白浓度为5%w/v时复合膜的抗拉强度最大,且随着瓜尔胶在复合膜中含量的增加,其抗拉强度是增大的;随着pH由7.0变化到10.0,复合膜的抗拉强度是增大的;随着甘油含量的增大,复合膜的抗拉强度是降低的。

3.2 在给定实验条件下,蛋白浓度为5%w/v时复合膜的断裂伸长率最小,且随着瓜尔胶在复合膜中含量的增加,其断裂伸长率是降低的(复合膜中蛋白浓度为3、4、5%w/v时);随着pH由6.0变化到10.0,复合膜的断裂伸长率是增大的;随着甘油含量的增大,复合膜的断裂伸长率是增大的。

参考文献:

[1]Tang C.H., Jiang Y.,Wen Q.B.,Yang X.Q.2005. Effect of transgluta-minase treatment on the properties of cast films of soy protein isolates.Journal of Biotechnology,120(3):296-307.

[2]Cao N.,Fu Y.,He J.2007. Preparation and physical properties of soy protein isolate and gelatin composite films.Food Hydrocolloids,21(7):1153-1162.

[3]Kumar R.,Zhang L.2008. Water-induced hydrophobicity of soy protein materials containing 2,2-diphenyl-2-hydroxyethanoic acid.Biomacromolecules, 9(9):2430-2437.

[4]汪学荣,阚建全,汪水平.2008.可食性大豆分离蛋白膜的制膜工艺研究[J].食品科学.29(05):153-158.

[5]莫文敏,曾庆孝,张孝祺.2001.热处理和碱处理对可食性大豆分离蛋白膜性能的影响.食品工业科技,22(3):22-24.

大豆分离蛋白范文第3篇

关键词:菠萝蛋白酶 大豆分离蛋白 水解度

菠萝蛋白酶是以菠萝的果、茎、叶、皮等为原料,运用现代生物分离提纯技术制成,其外观为微黄色粉末状,分子量为33000,等电点为9.5。菠萝蛋白酶能够水解大豆分离蛋白制作大豆肽,该方法价廉,且易进行、易控制、易分离,安全性高,受到行业人士广泛关注。本试验通过研究菠萝蛋白酶水解大豆分离蛋白的工艺条件,探究菠萝蛋白酶对大豆分离蛋白的水解能力和最佳的工艺参数,控制水解度,为行业应用提供科学依据。

1 实验材料与方法

1.1 主要实验材料与试剂

大豆分离蛋白 河南郑州同创益生食品有限公司

菠萝蛋白酶(2500GDU/g) 广西南宁杰沃生物制品有限公司

盐酸溶液(0.1141mol/L) 河南省洛阳市化学试剂厂

NaOH溶液(1.075mol/L) 河南省洛阳市化学试剂厂

1.2 主要仪器与设备

凯氏定氮仪(天津玻璃仪器厂)

90W电动搅拌器(金坛市金城教学仪器厂)

DELTA-320型pH计(梅特勒公司)

HH-4数显恒温水浴锅(国华电器公司)

碱式滴定管(天津玻璃仪器厂)

T-500型电子天平(上海精密仪器厂)

1.3 实验方法

1.3.1 蛋白含量测定

参照GB/T5009.5-2003[1]。

1.3.2 水分含量测定

参照GB5009.3-2003[2]。

1.3.3 大豆分离蛋白水解度测定方法

大豆分离蛋白水解度采用pH-State法[3,4]。在大豆分离蛋白水解过程中及时加入NaOH标准溶液维持pH不变,随预定的反应时间记录维持反应体系pH恒定所消耗的NaOH溶液的毫升数,最后计算大豆分离蛋白水解度。

1.3.4 大豆分离蛋白水解方法

配制一定浓度 (W/V)的大豆分离蛋白溶液,加热至水解温度,用酸或碱调节溶液pH至预定值,按蛋白酶添加量称取蛋白酶加入大豆分离蛋白溶液中,在反应过程中及时加入NaOH溶液维持pH不变,随预定的反应时间记录维持反应体系pH恒定所消耗的NaOH溶液的毫升数,最后计算大豆分离蛋白水解度。

2 实验结果与讨论

2.1 大豆分离蛋白成分分析

2.2 菠萝蛋白酶水解大豆分离蛋白最佳参数确定

2.2.1 温度对波萝蛋白酶水解的影响

在设定pH为7.5,底物浓度为4%,酶浓度为2.5%,时间为30min条件下,测定不同温度下菠萝蛋白酶水解大豆分离蛋白的水解度,结果如图1所示。温度从45℃变化到70℃,大豆分离蛋白水解度随着温度的增大而增大,当温度为60℃时,水解度达到最大,60℃之后大豆分离蛋白水解度呈下降趋势。这说明菠萝蛋白酶的活性在60℃时最大,在60℃以下菠萝蛋白酶活性随温度增大而增加,超过60℃时,菠萝蛋白酶因温度过高而开始变性失活。

2.2.2 pH对波萝蛋白酶水解的影响

在设定温度为60℃,底物浓度为4%,酶浓度为2.5%,时间为30min条件下,测定不同pH下菠萝蛋白酶水解大豆分离蛋白的水解度,试验结果如图2所示。pH从6.5变化到7.5时,大豆分离蛋白水解度随着pH的增大而增大,当pH为7.5时,水解度达到最大,pH7.5之后大豆分离蛋白水解度呈下降趋势。这说明菠萝蛋白酶的活性在pH7.5时最大,在pH7.5以下菠萝蛋白酶活性随pH增大而增加,pH超过7.5时,菠萝蛋白酶的活性因pH上升而下降。

2.2.3 底物浓度对波萝蛋白酶水解的影响

在设定温度为60℃,pH为7.5,酶浓度为2.5%,时间为30min条件下,测定菠萝蛋白酶在不同大豆分离蛋白底物浓度下的水解度,试验结果如图3所示。底物浓度从3%变化到4%时,大豆分离蛋白水解度随着底物浓度的增大而增大,当底物浓度为4%时,水解度达到最大,底物浓度超过4%时,大豆分离蛋白水解度呈下降趋势。这说明菠萝蛋白酶水解最佳底物浓度为4%。底物浓度过低,影响酶和底物结合几率,水解度下降,底物浓度过高会抑制大豆分离蛋白的水解。

2.2.4 酶浓度对波萝蛋白酶水解的影响

在设定温度为60℃,pH为7.5,底物浓度为4%,时间为30min条件下,测定不同酶浓度下菠萝蛋白酶水解的水解度,试验结果如图4所示。酶浓度从2.5%增加到6%时,大豆分离蛋白水解度随着酶浓度的增大而快速增加,当酶浓度达到6%时,大豆分离蛋白水解度开始增加缓慢。当菠萝蛋白酶的浓度超过5%时大豆分离蛋白水解度增加很小,这是因为当酶与底物完全作用时,过量的酶不会增加水解速率,因此菠萝蛋白酶水解时酶浓度为5%即可。

2.2.5 时间对波萝蛋白酶水解的影响

在设定温度为60℃,pH为7.5,底物浓度为4%,酶浓度为5%,测定不同时间下菠萝蛋白酶水解的水解度,试验结果如图5所示,菠萝蛋白酶水解反应时间从10min增加到30min时,大豆分离蛋白水解度随着反应时间的增加而增加较快,菠萝蛋白酶水解反应30min之后水解度增加缓慢。当反应时间超过30min时水解度增加很小,这是因为水解反应超过30min时,菠萝蛋白酶酶作用点数目所剩很少,因此考虑反应效率,菠萝蛋白酶水解时间为30min即可。

2.2.6 菠萝蛋白酶水解大豆分离蛋白工艺条件优化

选用L9(34)正交表试验方案,以水解度最大值为评价指标,在水解时间为30min下,对温度、pH、底物浓度、酶浓度进行优化。菠萝蛋白酶水解大豆分离蛋白参数正交试验因素水平范围见表2,菠萝蛋白酶水解参数正交试验表见表3。用极差法分析正交试验数据结果可知,影响菠萝蛋白酶水解大豆分离蛋白参数的大小顺序(即R值大小顺序)为:酶浓度>温度>底物浓度>pH;菠萝蛋白酶水解大豆分离蛋白的最佳参数组合为:酶浓度为6%,温度为65℃,底物浓度为5%,pH为8.0。在此条件下验证表明,菠萝蛋白酶水解大豆分离蛋白的水解度可以达到8.18%。

3 结论

菠萝蛋白酶水解大豆分离蛋白最佳工艺条件为酶浓度为6%,温度为65℃,底物浓度为5%,pH为8.0,在此条件下菠萝蛋白酶水解大豆分离蛋白30min,水解度为8.18%。

为了增加菠萝蛋白酶水解大豆分离蛋白的水解度,可延长反应时间,在此条件下水解4h,水解度可达11.07%。

参考文献

[1] 中华人民共和国国家标准.GB/T5009.5-2003 食品中蛋白质的测定方法[M]. 北京:中国标准出版社,2003.

[2] 中华人民共和国国家标准.GB5009.3-2003食品中水分的测定方法[M]. 北京:中国标准出版社,2003.

[3] Adler-Nissen J.Enzymic hydrolysis of food proteins[M]. Elsevier Applied science Publishers, New York, 1986:74-78.

大豆分离蛋白范文第4篇

关键词:大豆分离蛋白;美拉德反应产物;生肉糜;应用;抗氧化

Abstract: The antioxidant effect of Maillard reaction products (MRPs) from soybean protein isolate (SPI) and galactose in raw minced pork was evaluated by measuring changes in thiobarbituric acid reactive substances (TBARs) value, a* value, pH and sensory characteristics during cold storage. The results showed that the addition of MRPs caused an inhibitory effect on fat oxidation and maintained the color of fresh meat for an extended period of time in a concentration-dependent manner, making the meat more acceptable in sensory evaluation. Moreover, no significant difference with respect to color fixation and antioxidant effect was perceived between the groups with the addition of 2.0% MRPs and 0.02% butylhydroxyanisol (BHA) (P > 0.05), yet there was a significant difference when compared with other groups investigated and control group

(P < 0.05). Therefore, we conclude that MRPs derived from SPI and galactose can be used in raw minced meat as a functional food additive to prolong its shelf life.

Key words: soybean protein isolate; Maillard reaction products; raw minced meat; application; antioxidant

DOI:10.15922/ki.rlyj.2016.08.005

中图分类号:TS202.3 文献标志码:A 文章编号:1001-8123(2016)08-0025-05

大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)是以大豆为原料生产的高纯度蛋白质,蛋白含量高达90%以上[1]。因SPI具有高蛋白、低脂肪、不含胆固醇的特点,是鲜少可替代动物蛋白的植物蛋白品种之一[2]。因单一的SPI在食品加工中仍存在局限性,因此将SPI进行改性具有重要意义[3]。许多领域利用化学、物理或酶法等方法改变蛋白质理化性质以加强其功能特性,提高营养价值[4-5]。这些方法存在潜在健康危害和损害产品表观的问题,所以不适合应用到食品工业中[6]。

最近的研究通过美拉德反应来改善蛋白质的功能特性,即蛋白质和还原糖的氨基和羰基间的反应[7-8]。而且美拉德反应是在没有化学试剂参与下自然发生的反应,因此,这种方法较其他方法更为安全[9]。经研究发现糖和蛋白质作用后生成的美拉德反应产物(Maillard reaction products,MRPs)具有良好的乳化性能[10]、溶解性[11]和抗氧化特性[12]。MRPs的抗氧化性是由Hodge等[13]最先发现。项惠丹等[14]在蛋白质与还原糖美拉德反应产物的抗氧化活性研究中指出,反应生成的糖蛋白具有抗氧化性。孙常雁等[15]报道乳清蛋白肽MRPs具有较高还原能力和羟自由基清除能力。赵艳娜[16]研究表明核糖-乳清蛋白复合物的ABTS+・清除能力和还原能力高于VC和丁基羟基茴香醚(butyl hydroxy anisd,BHA),可用作抗氧化剂添加到食品中。还有许多的实验能证明MRPs能提高蛋白质的抗氧化功能[17-20]。由于MRPs中某些物质和食品中常用的抗氧化剂抗氧化性不相上下,例如还原酮和类黑精等,所以将MRPs应用到食品中替代其他化学合成的抗氧化剂成为今后研究的重点[21]。

猪肉制品在加工、运输、贮藏和销售一系列过程中容易发生氧化变质,造成不必要的损失。因此,延长肉制品的贮藏期是畜产品研究中的关键。本研究将大豆蛋白美拉德反应产物(SPI-MRPs)添加到生肉糜中进行冷藏,研究其是否能保持肉的鲜红颜色、抑制脂肪氧化从而延长肉制品货架期,以期为开发高质量的猪肉制品提供理论依据。而且本研究制备的SPI-MRPs具有天然抗氧化剂低毒、安全等特点,在提高产品的感官总体可接受性的同时,也对消费者的健康起到积极的促进作用[22-23]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪肉 哈尔滨香坊大润发超市;脱脂低温豆粕 黑龙江省大自然粮油集团有限公司。

葡萄糖 上海国药集团;BHA、三氯乙酸、氢氧化钠、盐酸、硫代巴比妥酸、氯仿 沈阳市巴斯夫化工有限公司。

1.2 仪器与设备

JD500-2电子天平、AL-104型精密电子天平 常州

万泰天平仪器有限公司;DK-8B型电热恒温水浴锅

西化仪科技有限公司;PHS-25型pH计 上海精科雷磁仪器厂;JJ-1精密增力电动搅拌器 常州国华电器有限公司;冷冻干燥机 常州中云干燥工程有限公司;QT-1旋涡混合器 西安华辰乐天实验室设备有限公司;

TGL-16C型高速离心机 上海安亭科学仪器厂;

TU-1800紫外-可见光分光光度计 济南博鑫生物技术有限公司;日本电色ZE-6000 色差仪 日本电色公司;高速冷冻离心机 湖南长沙湘仪离心机有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品制备

1.3.1.1 SPI-MRPs的制备

取脱脂低温豆粕粉200 g与15 倍的去离子水混合,用2 mol/L NaOH将pH值调至8.0后搅拌2 h,将其悬浮液在4 ℃条件下6 000 r/min离心20 min,取上清液用2 mol/L HCl将

pH值调至4.5,静置后在4 ℃条件下6 000 r/min离心10 min。取蛋白沉淀溶于5 倍去离子水中,用2 mol/L NaOH将pH值调至7.0,将蛋白与糖质量比为1∶1、90 ℃条件下反应4 h的MRPs(蛋白质含量为8%)添加到生肉糜中。

1.3.1.2 生肉糜的制备

将新鲜猪肉去除筋膜和多余的脂肪,使瘦肉和肥肉按质量比4∶1混合,再用绞碎机绞碎,将所得肉糜随机分为6 组,第1组为对照组,第2组加1.0%(质量分数,下同)SPI,第3、4、5组分别添加1.0%、1.5%和2.0% MRPs(干粉),第6组加入0.02% BHA,然后再向每份中加入1.5%食盐,混匀后将每组分成10 份,将肉糜制成大约7.5 cm(直径)×1.5 cm(厚度)的肉饼,每份肉糜质量50 g,每个包装盒中放2 个肉饼,用保鲜膜封好,4 ℃条件下保存,在贮藏0、1、3、5、7 d测定硫代巴比妥酸反应物值(thiobarbituric acid reactive substances,TBARs)、红度值(a*)、pH值和感官指标。

1.3.2 指标的测定

1.3.2.1 TBARs的测定

参照Sinnhuber等[24]的方法测定TBARs值,并略作修改。称取0.3 g肉样,然后加入1 g/100 mL硫代巴比妥酸溶液3 mL,混和均匀,加入17 mL三氯乙酸-盐酸溶液(2.5 g三氯乙酸和0.6 mL 0.6 mol/L HCl用去离子水稀释至100 mL),沸水浴加热30 min,冷却。取4 mL上述溶液,加入4 mL氯仿,3 000 r/min离心10 min,于532 nm波长处测定吸光度。

1.3.2.2 a*的测定

肉饼的a*测定采用色差仪。先对色差仪进行调试,然后取一定量的肉糜样品放入比色皿中,并将O/D测试探头放在比色皿上进行测定,该探测头可测定物体本身的颜色和光泽及各待检测样品之间的色度差值。a*表示肉糜的红色度,a*越高,表明肉糜颜色越红。

1.3.2.3 pH值的测定

按照GB/T 9695.5―1998《肉与肉制品 pH测定》[25]进行pH值测定。称取10 g肉样,研磨后加入90 mL蒸馏水,混匀振荡30 min,过滤,用pH计测定滤液的pH值。

1.3.2.4 感官评定

由8 位经过训练的专业人员组成感官评定小组,分别对异味、酸败味、颜色和总体可接受性进行评分,以Pohlman等[26]的方法为标准对肉糜感官进行评价评定标准。

1.4 数据处理

每个实验重复3 次。数据统计采用Statistix 8.1软件进行分析,差异显著性(P

2 结果与分析

2.1 不同添加量MRPs对生肉糜TBARs的影响

TBARs值是通过待测物在氧化过程中生成的有色化合物在530 nm和450 nm波长处的吸光度来反映的,是评定生肉糜氧化程度的重要指标,此值越高则说明该待测物的氧化程度越大[27]。

由图1可知,随着贮藏时间的延长,各处理组的TBARs值都显著增大(P0.05)。

2.2 不同添加量MRPs对生肉糜a*值的影响

色差中a*能反应原料肉的新鲜程度,它们存在着显著的线性关系[28]。Morales等[29]发现,MRPs中的大部分颜色主要产生在反应的后期。

由图2可知,贮藏0 d时各处理组a*相近,但随贮藏时间的延长,各处理组生肉糜的a*呈下降趋势,这是由于a*受到了肉糜中脂肪氧化的影响。在贮藏过程中,添加1.0%、1.5%、2.0% MRPs的肉糜a*始终比对照组和添加1.0%SPI处理组高,且差异显著(P

2.3 不同添加量MRPs对生肉糜pH值的影响

将肉样研磨与蒸馏水混合搅拌后,过滤取滤液用pH计测pH值,不同处理组的肉样在贮藏过程中pH值的变化如表2所示。

由表2可知,生肉糜在贮藏的7 d内,pH值变化幅度不大,但添加MRPs的处理组相对其他组pH值较高,且差异性显著(P

2.4 不同添加量MRPs对生肉糜感官评定的影响

2.4.1 对感官评定的影响

由表3可知,随贮藏时间延长感官评分逐渐降低,在贮藏初期,对照组与各处理组以及处理组之间没有显著差异(P>0.05)。对照组的气味感官评定值最低,并且与其他处理组差别显著(P

2.4.2 对酸败味感官评定的影响

由表4可知,贮藏0 d时,对照组和各处理组以及各处理组之间差别不显著(P>0.05),随贮藏时间的增加,生肉糜的酸败味感官评分明显降低(P

2.4.3 对颜色感官评定的影响

由表5可知,在整个贮藏期间,生肉糜的颜色感官评定值随贮藏时间的延长显著降低(P

(P

2.4.4 总体可接受性

总体可接受性是感官评分的总体结果,以上3 个因素经过综合可得出生肉糜的总体可接受性。

由表6可知,在贮藏初期,对照组和各处理组以及各处理组之间差异不显著(P>0.05),但对照组的总体接受性略高于其他处理组,随贮藏时间的延长,生肉糜的总体感官评分显著降低(P

3 结 论

通过葡萄糖与大豆分离蛋白发生美拉德反应,研究其产物在生肉糜中的应用情况。经过实验证实,反应过程中生成的SPI-MRPs对生肉糜具有良好的抗氧化功能。MRPs的添加量为2.0%时对生肉糜的抗氧化性、a*、

pH值和感官性质的维持效果最好。因此,大豆分离蛋白美拉德反应产生的MRPs可以作为一种抗氧化剂来防止肉糜的脂质氧化,延长其货架期。

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大豆分离蛋白范文第5篇

1.食品原料

1.1全脂大豆粉

1.1.1全脂生豆粉 生豆粉的生产过程是:大豆经过清理除杂后,采用干热法烘到含水量为8%~11%,再进行粗碎脱皮,使大豆含皮率小于10%。然后经锤片粉碎机或磨碎机粉碎、分级,得到颗粒度为0.3~0.85mm的成品。生豆粉的可溶性蛋白质保持率在95%以上,可作豆浆。生豆粉含有抗营养因子和豆腥味,未经加热不能直接食用。

1.1.2全脂膨化豆粉 为了克服生豆粉存在的不足并扩大豆粉的食品用途,采用挤出膨化法生产全脂膨化豆粉,主要过程如下:大豆清理烘干粗碎去皮粉碎混合挤出膨化烘干冷却粉碎分级全脂豆粉。由于经过高温短时的湿热处理,大豆中的有害成分被除去,因此这种产品是一种营养价值较高的食品原料。

1.2脱脂大豆粉

以制取油脂后的冷榨豆饼或低温脱溶粕为原料经粉碎制得,可作为食品原料与面粉混合制作面包、点心、油炸食品、香肠等。如直接食用,应事先经过湿热处理,以除其中的豆腥味和有害成分。低变性脱脂豆粉由于热变性小,NSI和PDI值较高,可进一步制取豆乳粉、浓缩蛋白、分离蛋白、组织蛋白等。

1.3大豆浓缩蛋白

又称70%蛋白粉,原料以低温脱溶粕为佳,也可用高温浸出粕,但得粉率低、质量较差。生产浓缩蛋白的方法主要有稀酸沉淀法和酒精洗涤法。

1.3.1稀酸沉淀法 利用豆粕粉浸出液在等电点(pH4.3~4.5)状态蛋白质溶解度最低的原理,用离心法将不溶性蛋白质、多糖与可溶性碳水化物、低分子蛋白质分开,然后中和浓缩并进行干燥脱水,即得浓缩蛋白粉。此法可同时除去大豆的腥味。稀酸沉淀法生产浓缩蛋白粉,蛋白质水溶性较好(PDI值高),但酸碱耗量较大。同时排出大量含糖废水,造成后处理困难,产品的风味也不如酒精法。

1.3.2酒精洗涤法 利用酒精浓度为60%~65%时可溶性蛋白质溶解度最低的原理,将酒与低温脱溶粕混合,洗涤粕中的可溶性糖类、灰分和醇溶蛋白质等。再过滤分离出醇溶液,并回收酒精和糖,浆液则经干燥得到浓缩蛋白粉。此法生产的蛋白粉,色泽与风味较好,蛋白质损失少。但由于蛋白质变性和产品中仍含有0.25%~l%的酒精,使食用价值受到一定限制。此外还有湿热水洗法、酸浸醇洗法和膜分离法等。其中膜分离法是用超滤膜脱糖获得浓缩蛋白,反渗透膜脱水回收水溶性低分子蛋白质与糖类,生产中不需要废水处理工程,产品氮溶指数(NSI)高,因此是一种有前途的方法。

1.3.3大豆浓缩蛋白的用途 可应用于代乳粉、蛋白浇注食品、碎肉、乳胶肉未、肉卷、调料、焙烤食品、婴儿食品、模拟肉等的生产,使用时应根据不同浓缩蛋白的功能特性选择。

1.4大豆分离蛋白

1.4.1基本生产过程 先用稀碱液浸泡低温脱溶粕,使可溶性蛋白质及低分子糖类萃取出来,然后离心分离除渣。第二步,加酸于溶解的蛋白液中,调节pH到等电点,这时大部分蛋白质沉淀析出,只有少量蛋白质仍留在溶液中。然后离心分离除去乳清(低分子糖类、蛋白质等),并加水清洗蛋白质凝乳中的盐分,再离心分离。第三步,将分离所得蛋白质凝乳破碎,加碱中和,用蒸汽灭菌,最后进行喷雾干燥,制得粉状的大豆分离蛋白产品。若干燥前不加碱中和,则所得产品称等电点分离蛋白。

1.4.2大豆分离蛋白的用途 大豆分离蛋白的PER值低于大豆浓缩蛋白,但具有优越的乳化、凝胶、吸油、吸水、分散等功能特性。因此,在食品工业中的用途比大豆浓缩蛋白更广,主要用于碎肉食品、腊肠、火腿、冷冻点心、面包、糕点、面条、油炸食品、蛋黄酱、调味品等的生产。

1.5大豆组织蛋白

又叫膨化蛋白或“植物蛋白肉”,是以低温脱溶粕为原料,经挤压法、纺丝法、湿式加热法、冻结法或胶化法,使植物蛋白组织化而得到的形同瘦肉、具有咀嚼感的大豆蛋白食品。

1.5.1主要生产方法 以挤压法采用最广泛,又分为一次膨化法和二次膨化法,工艺过程如下:原料(低温粕粉、碱、盐、添加物)加水搅拌挤压膨化切割成型干燥冷却拌香着色包装。如进行二次膨化,口感上更接近肉制品,但动力消耗大,操作要求高。

1.5.2大豆组织蛋白的用途 组织蛋白具有多孔性肉样组织,保水性与咀嚼感好,适于生产各种形状的烹任食品、罐头、灌肠、仿真营养肉等。

2.大豆食品

2.1机制盒装豆腐 机制盒装豆腐的特点是质量好、卫生,1kg豆可出5kg豆腐,1200kg豆可生产20000盒。清理、浸泡:大豆经筛选,吸风除去杂质,在贮罐中用水力循环清洗。然后在浸泡罐内浸泡,水温5℃、泡24小时,水温10℃、泡18小时,水温27℃、泡8小时;磨浆、分渣:浸泡好的大豆沥去水分,流入金刚砂磨,控制好豆水比进行磨浆。再由卧式分离机分出豆渣,浆液流入消泡罐,用单甘酯消泡。冷却至7℃后进入调理罐;加凝固剂装盒:在调理罐中加入葡萄糖酸-δ内酯,经泵送去装盒;灭菌凝固:盒装豆腐要经蒸汽灭菌,并使豆腐成型。温度90℃,时间20分钟,然后在冷水槽中冷却20分钟。

大豆分离蛋白范文第6篇

关键词:大豆蛋白;大豆分离蛋白;大豆组织蛋白

中图分类号:C93文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)15-0207-02

大豆蛋白是以低温豆粕为原料,分离提取的大豆分离蛋白、大豆组织蛋白等新型大豆制品,是目前市场上的主导型蛋白产品,大豆分离蛋白的蛋白质量高达90%以上,具有良好的乳化性、溶解性、起泡性、吸油性、持水性,因此其广泛应用于鱼制品、肉制品、面制品、冷食制品和糖制品中。大豆组织蛋白是将脱脂豆粕中的球蛋白转化为丝蛋白、纤维蛋白,蛋白质含量在55%以上,由于其有良好的吸水性和保油性,是理想的肉制品添加物。组织蛋白良好的颗状结构,经过浸泡可以制成各种风味的素食品,在加工组织蛋白的过程中,可以添加不同风味调味剂,然后再添加到方便食品和休闲食品中,可以制得不同风味的食品。

一、大豆蛋白在食品中的应用

1.大豆蛋白用于肉制品。大豆蛋白用量最大的是肉制品。香肠中加入大豆蛋白,可提高肉类中水分和脂肪的固着力,并与淀粉凝在一起稳定剂存在于脂肪乳化液中。午餐肉里把大豆蛋白加入肉末中与其他成分能较好的混合,并膨胀成一个完整的块装。在肉末制品中加放的大豆蛋白使肉汁不至于很快失去水分和脂肪。在熟火腿中使用大豆蛋白作熏烤液,不仅可增加蛋白质含量,而且还改进了持水能力,使产品含汁、鲜嫩。从营养学角度看,大豆蛋白的氨基酸含量低,添加到肉制品中,可以起互补作用,成为更为理想的高级蛋白质。

2.大豆蛋白用于烘烤制品。适量的将脱脂大豆蛋白添加到面粉中去,加工成营养面包、营养饼干等,可提高制品风味,减少脂肪、提高蛋白质含量和改善烘烤的质量,并有助于调节面团性质、改善皮色和面包心质构和蛋糕弹性。大豆蛋白作为食品的添加剂,有较好的保湿性、抗衰老性和延长产品的货架期。

3.大豆蛋白饮料。近年来,美国已有食品公司开始投产大豆蛋白饮料,豆奶产品有:巧克力、香草、水果香型等,除直接饮用外,还可加入到其他产品(如咖啡、汤、早餐谷物等)中而不会对风味产生负影响,美国一大豆蛋白公司采用膜分离技术生产出膜工艺分离蛋白,饮用于冰淇淋中,使冰淇淋很快占领了美国市场,大豆蛋白近来一个很大用途是做牛奶的替代品,尤其是针对牛奶蛋白过敏和乳糖不耐症的婴儿,大豆蛋白配方是最佳的选择。

4.大豆蛋白在乳品行业中的应用 可分为豆乳类、发酵豆乳、速溶豆粉、婴幼儿配方食品、其他含大豆蛋白乳制品(大豆炼乳、植物性干酪、大豆冰淇淋)等。

5.大豆蛋白在水产制品中的应用。大豆蛋白用于水产制品,可提高其蛋白质含量,改善产品的品质和口感,降低成本,延长保存期。近年来,已制成了多种水产仿生食品(人造水产品),特别是各种水产珍味食品,这些食品以其丰富的营养价值和独特的色、香、味而脍炙人口。

6.大豆蛋白在面糖制品及其他食品中的应用。在面制品中添加大豆蛋白,可增加产品中的蛋白质含量,并可利用蛋白质的互补作用,提高蛋白质的生物价(BV),从而提高面制品的营养价值。其黏度要小,分散度快,不易结团的特点,更适用于烘焙食品、方便面、挂面等。

7.大豆蛋白在糖果中的应用。利用大豆蛋白粉生产糖果,如生产砂性奶糖,可全部代替奶粉。如生产胶质奶糖,可代替50%的奶粉。

8.大豆蛋白在其他食品中的应用。方便食品(大豆蛋白膨化食品,大豆蛋白涂抹食品等等);仿生食品(大豆蛋白杏仁,大豆蛋白核桃仁,大豆蛋白羊羹等等)。

二、大豆蛋白在各种食品中的应用比例

其利用比例(如下页图)。

从这种比例可以看出,现今大豆蛋白在食品中的应用,还没有达到平均利用的程度。利用的比例在各种类的食品中,有轻有重,以干粉类最广泛和迅速。因此,我们也要注意大豆蛋白在其他制品中的应用,做到不要偏重,要同步发展。所以,现今的主要任务除了继续发展干粉类制品以外,还要大力发展其他制品,这样才能使大豆蛋白应用的前景更加美好。

三、大豆蛋白在食品应用中的现状及应用的目的、作用以及意义

中国大豆蛋白的应用虽然刚刚起步,但市场前景广阔。跨入21世纪,中国的科技人员会充分发挥中国大豆资源的优势,借鉴消化吸收国外先进技术和经验,大力开发、利用、推广更多、更好的大豆蛋白食品。为改善人们的膳食结构,提高人民的健康水平作出贡献。

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大豆分离蛋白范文第7篇

关键词 大豆蛋白;组成;性质;功能应用

中图分类号 S816 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)07-0319-02

大豆中含有丰富的植物蛋白,其产量高、价格低廉,含蛋白质40%左右,为蛋白质含量最高的食物。因此,对大豆蛋白的提取、加工、应用等研究已成为热点。为此,笔者对大豆蛋白的组成、性质及功能应用进行阐述。

1 大豆蛋白的组成

大豆蛋白中含有多种蛋白质,主要是贮存于子叶亚细胞结构——蛋白质中的蛋白[1]。周瑞宝等[2]采用了超速离心方法对大豆蛋白质进行了分离分析,并将其分为2S、7S、11S、15S 4个主要组分(以沉降模式为依据),这些成分在不同的大豆品种中所占的比例有一定的差异。但是通常情况下:7S和11S这2个组分占70%以上,而2S和15S 2个组合含量所占比例比较少,约占10%。李荣和、朱建华等[3-4]采用免疫学电泳技术对大豆蛋白进行了分析,又可将其分成α-伴大豆球蛋白(2S)、β-伴大豆球蛋白和γ-伴大豆球蛋白(7S)以及大豆球蛋白(11S)和15S(以免疫性质的差异为依据)。而这些组成按照分子量由大到小的排列顺序是:15S最大,约为600 kDa,其次是11S、7S,而2S最小,约为1~30 KDa。现主要介绍7S大豆蛋白质和11S大豆蛋白。

1.1 7S大豆蛋白质

7S大豆蛋白质的分子量为18~210 kDa,它是由多糖与蛋白质的N端天门冬氨酸结合而成的共轭型糖蛋白,每个7S球蛋白分子含有38分子甘露糖及12分子葡萄糖胺。7S蛋白质的等电点分别为4.9、5.2和5.7,同时7S球蛋白中含有5%的α-螺旋结构、35%的β-片层结构和60%的不规则结构,因此其具有致密折叠的高级结构。另外分子中3个色氨酸残基几乎全部处于分子内部;4个半胱氨酸残基,每2个结合在一起形成二硫键[5]。也有研究发现7S蛋白质非常敏感于离子强度及酸碱值,比如在离子强度0.5或pH值3.6状态下,7S蛋白则分别以单体和二聚物的形态存在着[5-7]。

1.2 11S蛋白质

11S蛋白组分比较单一,到目前只发现一种11S球蛋白,分子量为302~375 kDa,主要是由6个酸次单元体及6个碱次单元体所组成的非糖蛋白,等电点为6.4。其中对于组氨酸、脯氨酸及胱氨酸这些氨基酸,在酸次单元体中含量要比碱次单元体中多;而对于疏水性氨基酸,在碱次单元体要比酸次单元体中多。另外,11S蛋白质含有较多的赖氨酸和少量的氮氨酸,其中有23.5%的疏水性,46.7%的亲水性氨基酸。其类似于7S蛋白质,其四级结构也非常复杂,且构型易受pH值、离子强度、温度等条件影响,其本身易发生凝集聚合和解离反应[8-9]。

2 大豆蛋白的性质

在改进食品结构、发展新食品方面,大豆蛋白的功能性质有着重要意义。大豆蛋白在食品加工中最重要的反应是变性过程中蛋白质分子表面的残基之间的分子内部反应。天然状态球蛋白完全折叠,这种分子中存在着二级结构,如α-螺旋、反平行β-折叠和β-转角结构。在氨基酸侧链的残基中,疏水性氨基酸侧链位于分子内部形成疏水区,而亲水的侧链位于表面与水接触。这样大豆蛋白亚基分子可以形象地看成一个油滴,被一个亲水壳所包围。有类似三维结构的几个不同亚基聚合成一个分子。天然蛋白质溶于水,因为分子表面的亲水侧链可与水接触[10]。这种蛋白质的结构在变性处理如加热时会破坏。分子三维结构的破坏是众所周知的变性,破坏的程度依蛋白质的种类和变性处理的方法而定。例如,11S的四级结构受离子浓度、pH值和温度的影响。像尿素引起大多数蛋白质几乎完全变性;大豆蛋白经过100 ℃热处理,只有部分三维结构展开[11]。大豆蛋白的功能特性相互影响,在食品体系中协同作用。例如溶解性的好坏直接影响乳化性质;而粘度的大小关系持水性和凝胶性强弱。

2.1 溶解性

大豆蛋白用于食品生产加工中,首先要溶解,并分散在食品体系中,这样才能充分发挥出大豆蛋白的作用,然而其溶解特性成为食品加工中的首要问题。工业上,大豆蛋白的功能性质主要是根据蛋白质分散指数(PDI)或氮溶解指数(NSI)这2种快速测定方法[12]。但是这些方法存在一定的局限性,例如大豆蛋白加热超过120 ℃或pH值大于11时溶解度会很大,但其功能性质却极差。又如豆粉经储存后,NSI会降低[13]。有研究发现要控制大豆蛋白质的溶解度,最主要的2个因素是电荷率(charge frequency)和疏水性(hydrophobicity)[14]。

2.2 持水性

大豆蛋白质与水相互作用可区分为吸水性能和持水性能2种,吸水性能是指大豆蛋白与水之间的一种化学结合,而持水性能是指大豆蛋白与水之间的物理截留作用。吸水过程是一个放热反应,而且水分子在蛋白表面结合之后的有序程度增加,与水蒸气冷凝相似。将干燥蛋白质与液态水直接作用,所吸收的水分称为持水性,是一种宏观现象持水性,主要由pH值决定而不是浓度[15]。

2.3 乳化性

大豆蛋白可以使食品中的油和水分散形成稳定的乳化液。稳定的乳化颗粒通过在油滴周围形成带电层引起多种斥力,或在溶剂液滴四周形成膜来实现乳化。正常的大豆膜形成在pH值6.2~10.2[16]。因此大豆分离蛋白在碱性条件下具有更好的乳化性,富集7S的蛋白也是一样的[17]。

2.4 起泡性

大豆蛋白作用于食品气液表面的起泡性用于改善食品的组织、质地和外观。蛋白溶液表面张力减小的速率与蛋白的起泡能力有着明显的联系。空气参与其中,接着内部蛋白部分变性,形成稳定的薄膜,膜内部无静电斥力[18]。

2.5 凝胶性

变性的蛋白质分子聚集最终形成一个有规则的蛋白质网,内部几乎是空的,可以用来保持水、油和风味物质的这个性质叫做凝胶性。其中添加金属离子、尿素、加热等方法都可以形成凝胶。凝胶还受外界条件的影响,比如形成时温度、制胶液的浓度、蛋白质含量、盐浓度等。另外,当大豆蛋白的持水性增强,凝胶的粘度和硬度也就会增大。也有研究者[19]发现凝胶的弹性与吸油性呈正相关。

2.6 吸油性

影响蛋白质吸油性的因素主要是蛋白质的构象,如非共价键是涉及蛋白与油反应的主要作用力,其次是氢键。研究[20]证明油与蛋白主要通过疏水作用结合。

2.7 粘度

大豆分离蛋白是非牛顿流体的假塑性液体——即液体的表观粘度不随时间而变化。大豆分离蛋白溶液粘度的影响因素主要有浓度、pH值、温度和离子浓度。如粘度随着浓度的增加而增加等。

3 大豆蛋白的功能应用

3.1 作为食品添加剂及应用于可食用膜

大豆蛋白产品在食品、化工等领域有着广泛的用途,可以作为很好的食品添加剂。可食用膜由于天然可降解性,克服了化学塑料膜带来的环境污染问题,因此越来越引起人们的研究兴趣,大豆蛋白已经被认为是一种可用于生产食用膜的天然原料[22-23],相对于其他植物蛋白为原料生产出的可食用膜,大豆蛋白具有更多的优越性:可食用膜更加柔韧、光滑和透明[24],及具有很强的氧气阻隔性[25-27]。

制作可食用膜的大豆蛋白原料有大豆浓缩蛋白(SPC)和大豆分离蛋白(SPI)2种。但是由于大豆浓缩蛋白的非蛋白物质会阻碍可食用膜的形成,因此目前主要以大豆分离蛋白作为可食用膜的材料[28]。同时,在成膜过程中需要通过添加氨水或氢氧化钠来创造一个碱性条件的环境,目的就是增加蛋白质的溶解度[28]。由于酸性条件会降低大豆分离蛋白的溶解度,从而影响大豆分离蛋白成膜。

3.2 调节血脂

大豆蛋白中含有不同浓度的异黄酮,而这些成分对血脂有着一定的调节作用。Kleijn et al在对939个参加者的调查研究发现,那些日常饮食中含有丰富异黄酮的人们的甘油三酯含量,以及腰围和臀围的比例远远低于在日常饮食中很少吃大豆的人。Nailza Maesta的研究中,只有每天补充25 g大豆蛋白的试验组,其总胆固醇显著下降了12.6%,低密度脂蛋白下降了16.7%,而高密度胆固醇没有什么变化[26]。还有在对38个人的临床测试表明,在每天膳食中补充47 g的大豆蛋白,结果这些人总胆固醇平均下降了9%,低密度脂蛋白下降了13%,甘油三酯下降了11%[27]。美国食品药品监督管理局已经批准对于大豆蛋白这样的声明:膳食中少摄入饱和脂肪和胆固醇,并且每日摄入25 g大豆蛋白能够减少患心脏病的危险。某些数据显示,大豆对于女性的益处也许比对男性更好[28]。

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大豆分离蛋白范文第8篇

关键词:大豆蛋白;作用;主要产品;开发与应用;前景

一、大豆蛋白的作用

大豆蛋白主要具有吸水吸油性、乳化性、粘结性、溶解性分散性、凝胶性、组织形成性,富含多种人体所需的氨基酸。一方面大豆蛋白能够为人体提供必须的氨基酸,促进人体膳食平衡,保证人体所需的能量,另一方面,大豆蛋白作为一种特殊的食品添加剂能够增强食品的口感,提高食品的储存时间。大豆蛋白有别的添加剂不可替代的作用,不仅对人体有好处,而且能够提高食品的质量。

二、大豆蛋白主要产品

(一)大豆蛋白粉

大豆蛋白粉是重要的食品加工原料和食品配料,但是就目前的情况而言,大豆蛋白粉在国内并没有得到足够的开发和利用。在国际上,大豆蛋白粉主要分为两种,一种是脱腥的,另一种是未脱腥的,脱腥的大豆蛋白粉主要用于谷类食品的加工中,脱腥的大豆蛋白粉主要用于肉类产品的加工中。大豆蛋白之所以有腥味是因为大豆中含有大量的酶类物质,在加工中,温度较低,所以酶类变形情况较弱造成的。在谷类物质加工中采用未脱腥的大豆蛋白质而没有腥味,是因为谷类制品在加工中温度较高可以使得大豆蛋白中的凝血素等灭活。

(二)大豆浓缩蛋白

生产大豆浓缩蛋白的主要方式有两种,一种是醇法,另一种是酸法。酸法是在大豆低变性豆粕与水混合的基础上加入稀盐酸,再调节PH值,最后对析出物进行水洗,分离等处理得到大豆浓缩蛋白。醇法是将脱脂豆粕进一步去除可溶于乙醇的物质,例如糖类,再经过干燥后得到所需的浓缩蛋白。两种方法得到的大豆浓缩蛋白具有不同的性质和不同的风味。酸法制得的大豆蛋白溶解度较高,风味相对而言较差,醇法制得的大豆蛋白虽然溶解度相对而言是较低,但是风味较好,营养价值高。通过醇法制得的浓缩蛋白在一定程度上可以替代乳制品,味道也较好,营养成分含量高,因此市场开发的潜质是较大的。

(三)大豆分离蛋白

大豆分离蛋白是大豆蛋产品中最高级的一种蛋白,水溶性较高而且蛋白质含量极高。在食品加工中增添大豆蛋白能够有效增强食品的品质,改善食品的口感,提高食品的营养价值。尤其是大豆分离蛋白在肉制品中的应用得到了充分的突显,而且大豆分离蛋白质在许多高级食品中也有很高的应用价值,例如:在国外一些高档的食品外包装上印有“植物性蛋白”的字样,充分体现了大豆分离蛋白的重要作用和突出价值。

三、大豆蛋白在食品中的开发与应用

(一)肉制品中的大豆蛋白应用

大豆蛋白在肉制品中的应用最明显的体现是对火腿肠品质的提高,在火腿肠的加工中加入大豆蛋白能够有效保留或者乳化肉制品里所含的脂肪,改善肉制品的原有组织,而且大豆蛋白中含有大量人体所需的氨基酸,能够有效促进人体营养平衡。但是根据研究调查发现,在火腿的制作中添加大豆蛋白需要在腌制之前就进行,目的是为了防止大豆蛋白的抗盐性,在火腿中加入大豆蛋白还能够降低瘦肉的使用量,缩短火腿的蒸煮实践,降低损耗,这样就充分体现了大豆蛋白对肉制品的有效作用,提高肉制品营养价值和品质,提高肉制品的产品出产率。

(二)强化食品中的大豆蛋白应用

根据国际标准,人体每天需要摄入70克到75克的蛋白质,就目前而言,国际上极力推荐的是食用大豆蛋白。在膳食中,谷类中加入都累能够使得营养形成互补,提高食品的营养价值。根据实验研究,在小麦粉和玉米粉中适当加入大豆蛋白(一般为8%),能够用使得蛋白质的含量得到有效提高。在进行配膳时,将多种蛋白质进行混合,能够有效提高蛋白质的营养价值,因此,在我国传统面食的制作时通常是采用小麦粉,豆类粉等混合成的杂面进行各种主食的制作的,不仅营养健康,而且美味爽口。

(三)人造食品中的大豆蛋白应用

大豆蛋白还可以用于人造食品的制作,由于大豆蛋白具有较强的吸附性,因此可以用于制作儿童喜闻乐见的膨化食品、专用食品、休闲食品等。在经过温水的浸泡后可以为猪肉、话梅等食品增加新的风味,可以制作成各种各样受人们欢迎的休闲食品,如:牛肉干、虾条等。除此之外,还可以与其他香料一起添加,制作成营养价值较高并且可口的糖类等,还能够加工成人造鱼,人造瘦肉等。大豆蛋白在人造食品中的应用也是十分重要且多样的,不仅其本身可以制造成美味的食品,而且还能够通过与其他香料的混合制成口味独特的产品,并且具有较高的营养价值。

(四)烘焙食品中的大豆蛋白应用

充分利用大豆蛋白的特性,将大豆蛋白以适当的比例添加到制作烘焙食品的面粉中,能够有效提高提高烘焙食品的营养价值和品质质量。在烘焙食品尤其是面包的制作中添加大豆蛋白纤维粉,能够用提高烘焙食品中的营养价值,促进人体肠胃蠕动,还能够吸收人体有害诱变物。但是需要注意的是,在面包的制作中要注意添加适量的大豆蛋白,否则加入过多的大豆蛋白也会使得烘焙食品的品质降低。一般而言,在面包的制作中,大豆蛋白粉的用量要控制在5%左右,纤维粉的用量要控制在6%以内,这样才能够使得烘焙食品的品质得要有效的提高,不仅能够提高烘焙食品的营养价值,还能够提高烘焙食品的保水性,延长保质期,从多方面提高了烘焙食品的品质,提高产品的出品率,提高效益。

(五)大豆蛋白在食品保鲜中的应用

由于大豆蛋白具有良好的成膜性,因此,再添加一定的助剂既可以形成良好的隔绝氧气和抵抗食物中水分转移的天然食品“保鲜膜”。这样天然的“保鲜膜”能够有效推广应用于糕点、水果的保鲜,甚至还可以应用于糖果制造和医药方面。运用大豆分离蛋白制作的天然“保鲜膜”,不仅能够有效为水果、蔬菜、糕点进行保鲜,防止微生物的生长,延长食物的保质期,还能够为食物添加一定的光泽度,增强食品的营养价值,提高食物品质。可以说,大豆蛋白对食品的保鲜具有重要的意义,不仅是可以让食物看起来有光泽,延长食物的保质期,更重要的是,还可以促进食物的膳食平衡,让食物更加富含营养价值,增强食物的口感品质。

四、大豆蛋白的开发前景

我国是人口大国,同时也是食品大国,我国拥有广泛的大豆种植田和丰富的大豆种植经验,但是就目前大豆蛋白的开发和利用方面而言,跟发达国家仍有一定的差距。西方国家对大豆蛋白的开发和研究是从基础入手,并且与试验同步进行的,不仅重视产品开发而且注重产品应用,使得大豆蛋白的作用和价值达到充分的开发。我国作为大豆生产大国,也要做到研究与应用并举,充分利用资源和科技力量挖掘大豆蛋白的价值,丰富产品种类。相信,我国大豆蛋白的开发一定能够走出一条属于自己的特色道路。

五、结语

大豆蛋白是一种重要的食品添加剂,不仅能够提高食品的品质,而且对人体也有很好的作用,大豆蛋白中含有多种人体所需的氨基酸,能够有效降低冠心病的发病率。目前,在我国大豆蛋白的开发和提取已经较为成熟,但是大豆蛋白的食品品种较发达国家而言还是较为单一的,希望仅以本文引起更多人对大豆蛋白的开发和利用,提高食品中的蛋白质含量,促进大豆蛋白在食品中的开发和应用。

参考文献:

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[2]李默馨,王玉,李振岚,王俊国,王殿宇.我国大豆蛋白在食品加工中的应用[J].粮食加工.2010年35卷1期

大豆分离蛋白范文第9篇

关键词 大豆;加工;利用

中图分类号 S565.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)02-0279-01

大豆是我国主要的经济作物,大豆产品广泛应用于医学、食品加工等行业。但是长期以来我国大豆加工业存在产率低、耗能大、相对成本高等问题。副产物不能被充分利用,造成较大浪费。为提高大豆利用率,提高农民收入,现将大豆加工技术及其副产品利用介绍如下。

1 大豆的加工

1.1 无豆腥大豆的加工

大豆中存在L-1、L-2、L-3 3种脂肪氧化同功酶,正是因为该酶的存在使得大豆中部分不饱和脂肪酸被氧化,从而使得大豆酸败而产生豆腥味。但若高温高压蒸汽处理,便可一定程度上使得脂肪氧化同功酶以及其他使人胃肠胀气的成分(胰蛋白酶抑制素和寡聚糖)活性丧失。此方式不但有效减轻了豆腥味,并使得豆皮松软易于消化分解。

具体操作如下:将大豆浸泡在水中,用高温高压蒸汽处理至200 ℃,该过程一般最好不要超过1 min,否则时间过长不利于豆腥味的去除,之后将加工过的大豆置于盛有冷水的容器内,用均质器将固体原料进一步打碎,可获得稳定的胶态大豆液体。但是该胶体中仍然存在部分寡聚糖,使得人肠胃易胀气,此时可以加入蛋白凝固剂,例如乳酸、柠檬酸、苹果酸等或者是盐类物质,如氯化钙、氯化镁等,若加入葡萄糖酸σ酯该沉淀剂,可使豆腐养分不流失,多出豆腐。沉淀下来的凝固物可以水洗,用于加工食品的原料。

1.2 大豆的挤压膨化

其主要的作用原理就是在高温高压下,大豆细胞壁内木质素融化,使部分氢键断裂,结晶度降低,纤维的空心结构被破坏。同时,挤出物在模口处瞬间减压喷出,由于运行速度以及方向的改变,产生很大的内摩擦力,再加上水分快速蒸发而产生的巨大胀力,进一步胀破细胞壁,形成松散结构。

先将洗净的大豆置于60 ℃下加热30 min,水分转移至豆皮上,之后紧接着快速升温使大豆表面温度升到85 ℃,此时大豆皮会变得松脆,然后经过搓擦即可将皮脱下[1]。之后进行挤压膨化。该过程中全脂大豆粉受到剪切、挤压、膨化的作用,钝化了大豆中的有害因子,提高了蛋白效率以及大豆中的脂肪稳定性。大豆挤压膨化提高了浸出油的速度,以及提油率,减少浸油过程中溶剂的使用量,相对减少成本。

1.3 现代膜分离技术在大豆加工中的应用

现代膜分离技术是以高分子分离膜为代表的流体分离单元操作技术。该技术以外界能量或者化学位差为推动力,对包含多种组分的溶质溶剂进行分离、分级、提纯和富集。

大豆蛋白质即使在其等电点处,也会有一部分溶解,如果选用合适的滤膜,采用超滤法制取大豆中的分离蛋白,则蛋白质可获得93%~95%的提取率;采用膜技术回收和处理大豆乳清中有价值成分,可获得相当一部分乳清蛋白、低聚糖、异黄酮等,不但减少了环境污染,也提高了有效资源的回收;另外,采取现代膜技术,解决了油脂与其主要伴随产物磷脂的矛盾。因为在精炼大豆油脂过程中,传统方法难以去除内含的磷脂,而这种油脂不适合储存。磷脂本身也是一类重要的生理功能物质,生产中如果不提取出来,不但影响油脂质量,还损失磷脂本身的营养价值。若采用无机陶瓷膜微滤工艺除去饲料级浓缩磷脂溶液中的杂质,之后用二次微滤工艺,进一步浓缩磷脂,便可以获得较高的磷脂率[2]。

1.4 大豆的烘焙

烘焙大豆,一般采用的是直接将全脂大豆通过火口进行烘焙。旋转干燥箱和流动床是2种基本设备,其中前者操作流通速度快,并且器械是可以移动的,因此可以在农场进行烘焙加工。

烘焙后的大豆存在2点优势[3]:一是增加了过瘤胃蛋白的比例。蛋白质的降解率过高,相当一部分蛋白质被微生物降解,之后合成菌体蛋白,再被动物利用,这样增加了氮的周转环节,势必造成蛋白质的浪费。烘焙大豆可以使大豆内的蛋白质的疏水基团暴露在分子表面,从而降低了其溶解度,降低瘤胃内降解率。但是,要注意避免过度加热,防止美拉德反应的发生。二是补饲脂肪的有效方式。一般尤其在奶牛高产时期,能量供应一旦出现问题,就往往会发生酮病等营养代谢病,为了减少这种能量负平衡的发生,往往加入适量脂肪到饲料中,一方面满足能量供应,另一方面还增加饲料适口性,补偿其能量负平衡[4-5]。传统的豆粕+油脂存在加工费用及生产中忽视豆粕质量等弊端,一般不予采用。烘焙后,以籽实形式加入饲料,可避开上述弊端,也不会因为籽实中的不饱和脂肪酸而抑制瘤胃纤维素发酵。

2 大豆副产品的利用

2.1 大豆膳食纤维

大豆膳食纤维对人体的消化循环功能有着重要作用。它能降低末梢组织对胰岛素的感受性,因此能降低胰岛素的浓度;另外膳食纤维进入肠道后,在细菌作用下分解发酵,从而改进了肠道的菌群,利于自身废物的排除。除此之外,在生产食品中加入其可以保证面食糕点不脱水,在肉制品中,使其香味不易散去。

2.2 大豆异黄酮

大豆异黄酮是引起大豆类食品苦涩的重要因素,不过也有一定的药用价值:可以制作预防老年人骨质疏松的保健品;其本身具有较强的抗氧化性,可以延迟衰老;弱雌激素活性这一特点使得它可以抑制妇女更年期综合征;亦可防止动脉粥样硬化的形成,预防心血管疾病的发生。

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大豆分离蛋白范文第10篇

食品体系中,蛋白质功能特性是指在食品加工、储存和消费中,蛋白质和其他食品组分相互作用表现出的物理化学性质的总和(如溶解性、乳化性、起泡性、凝胶性等)。决定蛋白质的功能性的因素有蛋白质本身的性质(蛋白质分子大小、形状、氨基酸组成和序列、电荷分布和净电荷、表面疏水性、空间结构、分子的柔性及刚性)、所处体系的性质(温度、pH值、离子强度和离子对种类、脂类和糖类、食品添加剂等)以及蛋白质分子内和分子间的相互作用。从分子水平上看,蛋白质的功能性是蛋白质的水合性质和与蛋白质表面性质有关的性质。蛋白质的功能特性也可以看成是蛋白质-水的相互作用、蛋白质-蛋白质的相互作用、蛋白质-空气的相互作用,体现蛋白质的流体力学性质和界面性质。

大豆蛋白的利用,无论是直接利用天然资源,还是已开发产品中蛋白质的再利用,都要综合考虑大豆蛋白的功能和营养特性。营养特性是蛋白质资源的基础,而功能特性则决定蛋白质的加工性能。大豆蛋白质往往含有脂肪、糖类及矿物质等,在加工过程中还需加入抗氧化剂、乳化剂、稳定剂等非蛋白组分,这些成分都会不同程度地影响蛋白质的内在性质,因此充分了解大豆蛋白的功能特性和营养特性,以及加工过程中加热、冷却、电渗析、膜过滤等工艺对植物蛋白质功能、性质的影响,才有可能生产出符合市场需求的优质食品。

大豆蛋白的溶解性

溶解性是指蛋白质在水溶液或食盐溶液中溶解的性能,其溶解的程度又称溶解度。在各种不同条件下,溶解度性质是蛋白质可应用性的一个很重要的指标,它影响着蛋白质的凝胶作用、乳化作用和起泡作用的能力。高溶解度的蛋白质有较好的功能特性,也就是说其具有良好的胶凝性、乳化性、发泡性、脂肪氧化酶活性也较高,比较容易掺合到食品中;而低溶解度的蛋白质的功能性和使用范围则受到限制。

大豆蛋白质的溶解性受原料的加热处理、溶出时加水量、pH、共存盐类等条件的影响很大。加热处理时,大多数蛋白质的溶解度是显著地和不可逆地降低。pH 对球蛋白影响较大,在pH4.2~4.6时,球蛋白几乎不溶解。共存盐类对溶解度也有影响,如有氯化钠和氯化钙存在时,即使在等电点范围内,pH4.2~4.6也能溶解。另一方面,一些盐类(如石膏粉)能降低蛋白溶解度,可作沉淀剂。

影响大豆蛋白溶解性主要包括内在因素和外在因素两方面:内在因素包括疏水作用、氢键作用等;外在因素则包括pH、盐的种类和离子强度等。例如,随着离子强度从0增加到0.1mol・L-1 ,大豆分离蛋白的溶解性不断下降;但是当离子强度高于0.1mol・L-1时溶解性又会有所上升。pH值会影响大豆分离蛋白中的各组分溶解度,如果缓冲体系中离子强度低于0.03mol・L-1,当pH 值大约在6.0左右时,大豆球蛋白溶解性很差而β-大豆伴球蛋白却很好;然而pH值大约在4.8时β-大豆伴球蛋白却很难溶。

蛋白质的溶解性与它的等电点有密切的关系,但是目前对大豆分离蛋白及其组分等电点的报道因为实验条件的不同并不能很好地统一起来。如大豆分离蛋白的等电点有报道为pH=4.64,但也有文献报道为pH=4.2;β-大豆伴球蛋的等电点为pH=4.8,大豆球蛋白等电点为pH=6.4。很明显,大豆分离蛋白的等电点与其两个重要组分大豆球蛋白和β-大豆伴球蛋白的等电点并不匹配,这可能是在实验中蛋白质分散体系并不相同,如采用缓冲溶液(磷酸盐缓冲液、tris-HCl缓冲液等)、甘油、尿素以及KCl和NaCl的浓溶液等,也有使用巯基乙醇作变性剂先破坏其次价键的例子。但是,目前这些分散体系都是悬浊液或乳浊液,极少有得到光学澄清的大豆分离蛋白水溶液的报道。

大豆蛋白的乳化性

在食品乳化体系中,蛋白质能够降低油水界面的界面张力,从而阻止体系中油滴的聚集,提高体系的稳定性。常用乳化能力、乳化活性指数(EAI)和乳化稳定性指数(ESI)来评价蛋白质的乳化性质。乳化能力是衡量蛋白质促进油- 水型乳状液形成能力的指标。乳化稳定性是指维持乳状液稳定存在的能力。蛋白质是一种表面活性剂,它能降低水和油的表面张力,使之易于乳化。另一方面,蛋白质分散在非连续相和连续相之间的界面上,阻止非连续相的聚积,起到稳定乳状液的作用。乳化能力及乳化稳定性受多种因素的影响。如蛋白质浓度、pH 值、溶解性、离子强度、糖类物质的存在、温度等。大豆分离蛋白是一种表面活性剂,它既能降低水和油的表面张力,又能降低水和空气的表面张力,所以容易形成较稳定的乳状液。而乳化的油滴被聚集在油滴表面的蛋白质所稳定,从而形成一种保护层。这个保护层可以防止油滴聚集和乳化状态的破坏,从而使乳化性能稳定。在烤制食品、冷冻食品以及汤类食品的制作中,已见大量加入大豆分离蛋白作乳化剂使制品状态稳定的研究报道。

大豆蛋白的起泡性

蛋白质分子具有典型的两亲结构,因而在分散液中能表现较强的界面活性,起到降低界面张力的作用,这就决定了蛋白质溶液具有一定的起泡能力和稳定泡沫的能力。作为起泡剂的蛋白质一般满足三个基本条件:a.能快速地吸附至气- 液界面;b.易于在界面上展开和重排;c .通过分子间相互作用形成粘弹性膜。

这就要求蛋白质的结构应是疏水、柔顺和无序的。有限的水解,可以增加疏水基团的暴露,增加多肽链的交联,这会增加片层的粘度,增加泡沫的稳定性,疏水性的增加可以增强起泡能力。

有限的水解会提高起泡度;相反,过度水解的结果,高的净电荷浓度会导致分子之间的排斥使气泡塌陷,稳定性就会降低。蛋白分子的柔顺性、大小、分子交联程度都对起泡性有影响,而粘度又是反映这方面的特征,因此起泡度还与粘度有关,粘度越大,其起泡度越大。过度的水解使溶液粘度下降,也是导致起泡性差的原因。所以为了得到最好的起泡特征,要兼顾溶解性、疏水性和粘度,使亲水和疏水达到一种良好的平衡。

大豆蛋白的凝胶性

凝胶性是指蛋白质形成枝体状结构的性能。它使大豆分离蛋白具有较高的黏度、可塑性和弹性, 既可做水的载体也可做风味物、糖及其它配合物的载体, 这对食品加工极为有利。大豆蛋白质的分散物质经加热、冷却、渗析和碱处理可得到凝胶。其形成受固形物浓度、温度和加热时间、制冷情况、有无盐类、巯基化合物、亚硫酸盐或脂类的影响, 蛋白含量愈高, 愈易制成结实强韧性的、有弹性的硬质凝胶, 而蛋白含量小于7%的, 只能制成软质脆弱的凝胶。蛋白质分散物至少高于8%才能形成凝胶。11S球蛋白制成的凝胶比7S球蛋白制成的凝胶更为坚实, 更易恢复原状, 这是因为它们的球朊对加热变性的敏感度不同。

大豆蛋白在食品中加工的用

大豆蛋白在肉制品中的应用:大豆蛋白用于肉制品, 即可作为非功能性填充料, 也可作为功能性添加剂, 改善肉制品的质构和增加风味, 充分利用边角原料。从营养学角度讲,将大豆蛋白用于肉制品还可以做到低脂肪、低热能、低胆固醇、低糖等强化维生素和矿物质等合理营养。

大豆蛋白在面制品中的应用:用于面包加工中, 可提高营养价值、增大面包体积、改善表皮色泽和质地、增进面包风味。另外, 它还可用于饼干、蛋糕、面条等面食加工中。在面条加工中的应用。加工面条时, 加入适量的大豆蛋白粉在面粉中, 面团吸水性好, 面条水煮后断条少, 煮的时间长, 面条色泽好, 口感与强力粉面条相似。面条中大豆蛋白粉的添加量以2%~3%为宜。在焙烤食品中的应用。在生产饼干时, 面粉中添加15%~30%的大豆蛋白粉, 可以提高蛋白质的含量, 增加其营养价值, 并且能够增加饼干酥性, 还有保鲜作用。在炸面圈时, 加入一些脱脂大豆蛋白粉, 可以防止透油。另外由于其吸水性, 可以调节混合面的水量, 可改善风味和色泽及组织状态。

前景与展望

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