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1、第五章 大豆蛋白质在食品加工上的利用,第一节大豆的化学成分,一、大豆油脂 化学油脂中除主要的甘油酸酯外、还含有不皂化物甾醇类、类胡萝卜素、叶绿素以及生育酚和磷脂等,（二）、大豆磷脂除脂肪酸甘油酯外、大豆油中还含有磷脂。,（三）、不皂化物 脂质与碱同时加热时中性脂肪（甘油三酯）皂化，皂化的残留成分称为不皂化物。,二、碳水化合物 大豆中的碳水化合物含量约为25%主要成分为蔗糖、棉籽糖、水苏糖等低糖类和阿拉伯半乳聚糖等多糖类。,三、大豆蛋白质,大豆蛋白质的概念 大豆蛋白质并不是指某一种蛋白质，而是指存在于大豆种子中的诸多蛋白质的总称。,根据蛋白质的溶解性进行分类，大豆蛋白可分为两大类，即清蛋白和球蛋
2、白，二者在大豆中因品种及栽培条件不同比例有所差异。清蛋白一般占大豆蛋白质的5%（以粗蛋白计）左右，球蛋白占90%左右。如果从免疫学角度出发，大豆球蛋白又可分成以下几种；大豆球蛋白（占40.0%）、-伴大豆球蛋白（占13.8%）、-伴大豆球蛋白（占27.9%）、-伴大豆球蛋白占3.O%）。,按溶液在离心机中沉降速度来分，可分为四个组分，即2S、7S、11S、15S(S为沉降系数，1S=10-13s=1Svedberg(斯韦德贝里)单位)，这每一组分是一些重量接近的分子混合物。如果将每个组分的蛋白质进一步分离，可以获得蛋白质单体或相类似的蛋白质。大豆蛋白质的分级组成列表如表8-3所示。主要成分7S
3、和11S，占全部蛋白质的70%以上。约有80%的蛋白质相对分子质量在10万以上。,四 大豆中的微量成分,一、大豆中的无机物二、维生素三、大豆的味成分,第二节 大豆蛋白质提取,（一）、大豆蛋白质与加工有关的几点特性 大豆中的主要化学成分有碳水化合物、脂肪、蛋白质、酶及抗营养因子、微量元素、味成分和有机酸、异黄酮，大豆中的蛋白质主要为球蛋白，约占蛋白质总量的80%，其次是清蛋白、谷蛋白、结合蛋白等。,（二）大豆蛋白质的溶解与抽提,1.大豆蛋白的溶解度对于溶液的pH和含盐情况是很敏感的。同时受到植酸盐的影响。2.提取蛋白的溶剂主要是水、水加稀碱或水加NaCl。粕：溶剂=1：10，浸提温度20-90。
4、,（三）蛋白质变性程度的测定,1.溶解度（NSI）法NSI（氮溶解指数%）=（水溶氮/样品中总氮）100%2.蛋白质分散法（PDI）PDI（蛋白质分散度指数）=（水分散蛋白质/样品中总蛋白质）100%热处理对大豆蛋白变性的影响酸碱变性:大豆蛋白在P为1或14的极端情况下引起变性。酒精有促进蛋白质变性的作用,（四）、大豆蛋白的功能特性,（1）凝胶化（2）乳化性（3）发泡性（4）吸收脂肪（5）吸收水分（6）组织化作用（7）面团作用（8）黏着性、附着性和弹性,第三节、大豆蛋白的提取工艺,现在提取的蛋白质有浓缩大豆蛋白和分离大豆蛋白。（一）浓缩大豆蛋白的生产脱脂后的豆粕含有的成分：蛋白质、可溶性糖类、
5、灰份、其他微量成分、纤维素、半纤维素等。浓缩大豆蛋白含义:经低温脱溶后的豆粕，如除去其中的可溶性糖、灰分及微量元素，所得的产品为浓缩大豆蛋白，其中蛋白含量为70%，还有一些纤维和半纤维。生产方法：乙醇萃取法、酸洗法（等电点法）。,乙醇萃取法：一定浓度的乙醇溶液可使大豆蛋白质变性失去可溶性，根据这一特性利用含水乙醇对豆粕中的非蛋白质可溶性物质进行浸出，剩下的不溶物经脱溶 干燥即可获得浓缩蛋白。,浓度60%-65%，50搅拌洗涤30Min，原料与酒精之比为1：7（重量比）,浓度80-90%，7030min,等电点法：将脱脂大豆粕的水分分散液的P值调节到4.5。使蛋白质处于等电点状态而沉淀下来，水洗
6、，除去洗液，中和干燥。,（二）分离大豆蛋白的生产,分离大豆蛋白含义：分离大豆蛋白就是把豆粕中的除蛋白质以外的可溶性物质和纤维素半纤维素类都除掉，所得的物质蛋白质含量可达95%以上。国内外生产分离大豆蛋白仍以碱提酸沉法为主 美国和日本等发达国家已开始试用超滤膜法和离子交换法 我国也开始了这方面的研究工作。,碱提酸沉法：低温脱脂豆粉中的蛋白质大部分能溶于稀碱溶液，将低温脱脂大豆粉用稀碱液浸提后，经过滤或离心分离就可以除去豆粕中的不溶性物质(主要是多糖或残留蛋白)，当用酸把浸出液pH值调至4.5左右时，蛋白质处于等电状态而凝集沉淀下来，经分离可得蛋白沉淀物再经干燥即得分离大豆蛋白。,浓度60%-65
7、%，50搅拌洗涤30Min，原料与酒精之比为1：7（重量比）,浓度80-90%，7030min,分离大豆蛋白生产流程图,pH9.0-9.5，30-60，不超过20min,碱提酸沉法是分离大豆蛋白工业化生产的通用方法，在长期的应用实践中逐渐地发现该法虽简单易行，却存在着许多难以克服的不足，如可溶性成分除去不彻底、耗酸耗碱较多、产品纯度低氮溶解指数小、蛋白质得率低等。,超过滤法：超滤法的基本概念与理论 超过滤与常规的过滤相类似是一个简单的物理过程，它借助于特别的高分子半透膜，以压差为动力，使液体中的组分进行有效的分离,分离大豆蛋白的超滤处理分离大豆蛋白的超滤处理有两个作用，即浓缩与分离，由于超滤膜
8、的截留作用，经过超滤可以得到浓缩而低分子可溶性物质则可随超滤液进一步被滤出。,浓缩大豆蛋白与分离大豆大白，在使用和性质上当然以分离大豆蛋白为好，但价格比较昂贵，尤其是用他来做纺丝状大豆蛋白价格更贵，而浓缩大豆蛋白制成组织蛋白，却有可行性。,（三）组织状蛋白与纤维状蛋白的制取,1.组织状大豆蛋白 在脱脂大豆粉、浓缩蛋白、分离蛋白中，加入一定量的水分及添加剂，强行加温加压，使物料在水分、压力、热和机械剪切力的作用下而塑性化，使蛋白分子之间排列整齐具有同方向的组织结构，再经发热膨化并凝固形成具有空洞的组织状蛋白。生产方法：挤压成型法和水蒸气造粒法。,2.纤维状大豆蛋白 将大豆蛋白纺丝制成纤维状，制成
9、植物肉。首先用分离蛋白凝乳配成10%的水悬浮液，加氢氧化钠调节PH在值11以上，制成纺丝的原液。然后用泵将纺丝原液定量送入纺丝喷头中，在酸性凝固液中喷成丝状物。,第四节 大豆蛋白质的食用品质特性,一、大豆蛋白的功能性功能性质定义：是指在配制、加工、储藏和制取过程中对食品系统能产生影响的物理化学性质。蛋白质的功能性质由组成其的成分、氨基酸序列、形态结构三方面决定的。,（一）溶解度高溶解度蛋白质具有较好的功能性质表示：采用氮溶解指数（NSI）和蛋白质分散系数（PDI）。影响溶解度的因素：受电离度影响最大（pH）,（二）水化性质,即大豆蛋白与水的相互作用1.对水的吸附作用：水化蛋白，由松弛的多层水构
10、成的水化膜所包围的蛋白质。2.吸水性：是指干燥蛋白质在一定湿度环境中达到水分平衡时的水分含量，100g分离蛋白可吸水约35g3.持水性（与蛋白浓度、盐、温度、酸碱度等有关）定义：大豆蛋白在加工中受到外力还能保持水分的能力4.膨胀性（与温度、电离强度、酸碱度等有关）定义：大豆蛋白吸水后会膨胀起来，既蛋白质的扩张作用,（三）粘度,受温度、酸碱度、电离强度、加工方法、蛋白含量、自身状态影响。,（四）胶凝性,含义：胶体蛋白质由三维模型或者是缠结着的网状组织所组成,部分地和肽结合，俘获着水分特性：胶的特性是有较高的粘性塑性和弹性大豆蛋白的成胶性，以及通过胶体结构来维持水分，风味和糖分，这对食品制造有利真
11、实的胶体，可通过对大豆蛋白分散体的加热和冷却，通过渗析和碱处理（pH11)而制成，如从豆浆制豆腐，就是利用钙来引导加热过的蛋白质分散体凝结而成的胶状凝乳（豆腐）,大豆蛋白质的浓度及组成是凝胶能否形成的决定性因素。含量8.0-16.0%的大豆蛋白质溶胶，经过一定的加热过程，冷却后即可形成凝胶；低于8.0%时，紧用加热的方法是不能形成凝胶的，只有在加热后及时调节pH或离子强度，才能形成凝胶。,（五）蛋白质与油、水关系,1.蛋白质与脂质的相互作用形成脂络合物（豆浆加热时所形成的浆膜）影响因素：蛋白含量、酸碱度。2.乳化作用乳化特性影响因素：电离强度、酸碱度。3.发泡性：蛋白质的泡沫主要由许多空气小滴
12、为一层液态表面活化的可溶蛋白薄膜所包裹着的群体组成。影响因素：蛋白含量、脂质、酒精处理。,第五节水豆腐的加工工艺,大豆清理浸泡磨浆成品成型凝固煮浆,理论基础,生豆浆:未变性蛋白质水化作用 亚稳定状态双电层熟豆浆:变性蛋白质 前凝胶体系豆腐脑:用电解质增加蛋白质的变性,结构不够稳定,凝固剂,石膏:一般采用熟石膏（CaSO4 1/2H2O）每100kg大豆约需凝固剂2.2-2.8kg，用石膏做凝固剂，产品中有残留，有苦涩味。卤水:有固体和液体两种，无论液体或固体，使用时均需调成含量为13-15%的溶液,100kg大豆约需卤水（以固体计)2-5kg。-葡萄糖酸内酯:一种新型的酸类凝固剂，是一种白色结
13、晶体，易溶于水，溶于水变成葡萄糖酸，使用量一般为0.25-0.35%（以豆浆计）。复合凝固剂:人为地用两种或两种以上的的成分加工成的凝固剂。,消泡剂,在制浆的过程中，会产生大量的气泡，对后续加工影响较大，煮浆容易造成假沸,点脑时影响凝固剂分散.以前使用过的消泡剂有：油脚油脚膏硅有机树脂脂肪酸甘油酯等，目前国标(GB2760-1996)允许在豆制品中的消泡剂只有高碳醇脂肪酸酯复合物(DSA-5)，最大使用量为1.6g/kg。,其他,防腐剂：丙烯酸硝基呋喃系化合物水：大量的生产实践证明，软水制豆腐比硬水好得多，pH最好为中性或微碱性，要尽量避免使用酸性或碱性较强的水。,1 清理,豆制品生产中大豆除
14、杂方法可分为湿选法和干选法两种，豆制品主要是湿选法。湿选法的原理是根据大豆与杂物相对密度的差异，先用水漂洗出相对密度较小的草屑，霉豆等，再用淌槽或旋风分离器,震动式水洗机等除去泥土和相对密度较大的砂石等。,2 浸泡,目的是使大豆吸水膨胀，有利于大豆粉碎后提取蛋白质。大豆的吸水量为1：(1-1.2)，既大豆增重至原来的2.0-2.2倍浸泡后的大豆表面圆滑豆皮轻易不脱落，手感有劲。,3 制浆(磨浆 滤浆 煮浆),(1)磨浆从蛋白质溶出量角度看，大豆破碎的越彻底,蛋白质就越容易溶出，但磨的过细，大豆的纤维素会随着蛋白质进入豆浆中，使产品变得粗糙，色泽深而且不利于浆渣分离。注意磨浆时要一边加水一边加豆
15、子。,3 制浆,(2)滤浆 目的是把豆糊中的豆渣除去 工艺有两种:一种是把豆糊先煮沸,然后过滤,称为熟浆法，特点是灭菌及时，产品韧性好，但黏度大,难过滤；另外一种先过滤再煮沸,称为生浆法，特点是易受污染，易过滤，产品保水性好。,3 制浆,(3)煮浆煮浆是通过加热使豆浆中的蛋白质发生热变性的过程。一方面为后续点浆创造必要条件，另一方面消除豆浆中的抗营养成分，杀菌，减轻异味，提高营养价值,延长保质期。,4 凝固(点脑 蹲脑),凝固：就是大豆蛋白质在热变性的基础上，在凝固剂的作用下，由溶胶转变为凝胶的过程。点脑：就是将凝固剂以一定的比例和方法加入熟豆浆使大豆蛋白溶胶转变成凝胶，形成豆腐脑。蹲脑：经过
16、点脑后蛋白质网络结构还不牢固，只有经过一段时间静止凝固才能完成，蹲脑时间一般控制在10-30min。,5 成型,成型既把凝固好的豆腐脑放入特定的模具内，施加一定的压力，压榨出多余的黄浆水，是豆腐脑密集地结合在一起，成为具有一定含水量和弹性，韧性的豆制品。,第六节、大豆制品中抗营养物质作用机理及其处理,（一）胰蛋白酶抑制素特性：抑制胰蛋白酶或其他蛋白酶的活性。大豆中含有5.2%，饲喂动物时，引起胰腺肿大，生长障碍。PER：蛋白质吸收效率=增重量/蛋白质消耗量消除措施：100水蒸气加热10min。（与pH值有关）,（二）血球凝聚素,特性：是一种红血球细胞凝结剂，对动物有毒性，或者抑制生长。去除方法
17、：HCL（P1.6）或Pepsin可以破坏血球凝聚素的作用。,（三）植酸,特性：有植酸存在，易于蛋白质、锌形成络合物，从而降低锌在人和动物营养中的生物功能。,（四）尿素酶,特性：对尿素转化为氨及二氧化碳的反应起催化作用。去除：100蒸气,大豆蛋白质制品中气味的产生及防止,（一）大豆蛋白质制品中的不良气味1.可挥发性的味道的组分：正己醛、异戊醛、正庚醛散发青草豆腥味 正己酸、异己酸、正辛酸略有青豆气味2.不挥发性的气味3.氧化不饱和酸带来的气味 大豆中亚麻酸、亚油酸经脂肪氧化酶促进氧化形成氢氧化物及其分裂物有都豆腥味,（二）大豆蛋白制品中不良气味的改善取决于两个因素：亚麻酸、脂肪氧化酶。1.钝化
18、脂肪氧化酶改善品质直接蒸气，100，钝化3min即可使酶活力下降0.12.酸碱钝化脂肪氧化酶,大豆蛋白质制品在食品中的应用,（一）水产熟制品：日本鱼丸、炸鱼肉（二）香肠类制品：加入大豆蛋白（三）碎肉调理食品（四）面包和点心制品；加大豆粉（五）面条：切面（六）乳制品：婴儿食品、豆乳、发酵乳,我省著名的大豆蛋白企业,1哈高科大豆食品有限责任公司 哈高科集团投资3.3亿元，引进国外先进技术和设备，于2000年7月建成投产的现代化大豆精深加工企业，具有年处理大豆10万吨的能力，可生产油脂、豆粕、分离蛋白、组织蛋白、低聚糖、食用纤维、卵磷脂、蛋白肽、异黄酮、大豆营养品等11个系列100多种产品。全面达产
19、可实现年销售收入2.5亿元，创利税6000万元。,2 国家大豆工程技术研究中心,国家大豆工程技术研究中心是经国家科学技术部批准，以黑龙江省大豆技术开发研究中心和黑龙江省农科院大豆研究所为主体，依托东北农业大学和三江食品公司联合组建的，并在吉林省设立分中心。,图为大豆粉状制品生产线。,图为深受市场欢迎的日日红牌“天源速食豆腐脑”,。,国家大豆工程技术研究中心研制成的大豆卵磷脂胶囊和高纯度卵磷脂,国家大豆工程技术研究中心实验厂生产的新产品黑五王、黑豆粉和豆奶粉,3 大庆日月星有限公司,作为大型综合性国际企业集团，公司总部设在首都北京，生产基地位于黑龙江省大庆市，那里有辽阔的黑土地，有中国最丰富的大豆资源。公司在大庆高新技术产业开发区（国家级开发区）建设的大庆日月星大豆高新工业园，是目前中国乃至世界最大的大豆工业园。公司生产的产品以“日月星”为品牌，共分为两大类，一类是饮食产品，有蛋白质粉、蛋白饮料、高蛋白饼干、豆奶粉、卵磷脂胶囊、大豆色拉油等；一类是工业用产品，有大豆分离蛋白、大豆功能性蛋白、大豆浓缩蛋白、大豆脱脂蛋白、磷脂、低温豆粕、生化饲料等。“日月星”品牌有很高的知名度和美誉度，产品畅销海内外。,
