国内大豆分离蛋白生产的现状

国内大豆分离蛋白生产的现状、差距及建议

1、现状

大豆分离蛋白(SoyProteinIsolate, 简称SPI) 是以大豆为原料, 采用先进的加工技术制取的一种蛋白质含量高达90% 以上的功能性食品的添加剂由于它具有良好的溶解性,乳化性、起泡性、持水性和粘弹性等特性, 又兼有蛋白质含量高的

营养性,所以被广泛地应用于肉制品(例如西式火腿、火腿肠午餐肉,三文治、灌肠、香肠及肉馅等), 冷饮制品(例如冰淇淋、

奶油、雪糕、布丁等), 烘焙食品(例如面包、糕点等)。目前世界大豆分离蛋白的年产量约40~50 万t,增长势头十分强劲。

早在50 年代初, 美国已研究开发出大豆分离蛋白, 但是由于技术难度大, 直到70 年代其生产技术才趋于完善和成熟。目前,国际上居垄断地位的大豆分离蛋白生产厂商主要有美国,日本、巴西生产的大豆分离蛋白在国际市场上也占有一定

份额。

我国80 年代初开始生产大豆分离蛋白,迄今为止, 已建、自建、合资和独资的大豆分离蛋白生产厂已有10 多家, 年生产能力约 3 万t,主要在黑龙江、吉林，在哈尔滨,开封,山东、河南等地已建和正在筹建的生产厂。我国大豆分离蛋白的

生产与发展是和食品工业,尤其是肉食品(例如西式火腿)等的迅速发展,需求量大增密切相关。由于国内生产的大豆分离蛋白

的质量与国外相比有较大差距,所以每年大约进口大豆分离蛋白达 2 万t 左右,给国内大豆分离蛋白市场造成严重冲击,给企业

带来很大压力。当前,如何提高大豆分离蛋白的功能特性, 使之达到国际上同类产品的质量指标要求,乃是急待解决的任务。

2 、大豆分离蛋白的功能特性

大豆籽粒中约含蛋白质38%~42%, 碳水化合物(包括粗纤维)25%~27%, 脂肪16%~20%, 水分10%~12%, 灰分3%~5% 。可将大豆籽粒加工成大豆蛋白粉(含蛋白质50%), 浓缩蛋白( 含蛋白质70%), 分离蛋白(含蛋白质90%) 以及组织蛋白,纤维蛋白等产品。大豆蛋白经修饰!改性制取的高纯度大豆分离蛋白具有良好的溶解性、乳化性、起泡性、持水性和粘弹性等功能性乃是大豆分离蛋白非常重要的性质, 而大豆蛋白的组成和结构是决定大豆分离蛋白功能特性的重要因素。

大豆蛋白质是由一系列氨基酸通过肽键结合而成的高分子有机聚合物,它主要由清蛋白和球蛋白组成,其中清蛋白约占5%, 球蛋白约占90% 。由于大豆球蛋白是椭园球形, 故此命名。球蛋白溶于水或碱溶液,加酸调pH 值的等电点4、5, 则沉淀析出,故又称酸沉蛋白, 而清蛋白无此特性, 故又称为非酸沉蛋白。球蛋白中主要为11S 和7S 蛋白,约占总蛋白的70%, 其余为2S 和15S 等,11S 球蛋白的分子量

为17~35 万, 为疏水性聚合体。7S 球蛋白的分子量为14~17 万,为疏水性聚合体。7S 和11S 球蛋白对大豆蛋白的功能特性起着十分重要

的主导作用。国外对7S 和11S 球蛋白的分子结构!功能特性,蛋白质修饰技术以及高品质多功能系列大豆分离蛋白产品的生产工艺进行了

大量深入细致的研究,并取得了重大成果,属于绝密高科技。球蛋白和清蛋白均属于贮藏蛋白,它与大豆加工性能关系密切,而大豆生物活性蛋白,例如胰蛋白酶抑制剂、血球凝集素,脂肪氧化酶等,在总蛋白中所占比例虽然很少,但对大豆制品的质量却关系重大。

3 、大豆分离蛋白的生产工艺

目前,大豆分离蛋白的生产工艺基本上可分为全湿法和半干半湿法。从大豆蛋白浆液中分离提纯制取蛋白质的方法主要有碱提

酸沉法和膜分离浓缩法两种。目的是既要从低温豆粕中除去低分子可溶性非蛋白质部分,又要去掉不溶性高分子成分,最终获得高纯度的分

离大蛋白。

4 差距

当前我国生产的大豆分离蛋白的功能特性与国外有较大差距,主要表现在:

⑴对大豆原料加工处理不重视

目前国内的低变性豆粕主要存在两个问题,一是脱皮不好;二是NSI( 氮溶解指数)低,原料中豆皮含量越多,就愈影响最终产品的

质量(色泽、风味等)。原料的NSI 值对产品的得率以及产品的功能性有很大的影响,所以如何得到豆皮少,NSI 值高的豆粕原料是生产SPI 的重要前提。因为不论何种脱皮工艺, 其原理都是利用豆皮和豆仁的温差产生不同的收缩膨胀效应,以达到壳仁分离目的。目前国内大豆脱

皮工艺基本上采用两种方法: 热脱皮和冷脱皮。不论是热脱皮还是冷脱皮,事先都要对大豆进行预热(50~55 ℃), 热脱皮工艺则是在原料预热

的基础上使豆皮急剧升温,达到壳仁分离;而冷脱皮工艺则是将预热的大豆送到缓苏仓内慢慢冷却,使壳仁分离。具体采用的工艺设备形式

很多,国产设备的脱皮率大都在80% 左右,个别的甚至在60%~70%, 而国外技术先进的工厂则对豆皮控制较严格,要求在95% 以上,甚至达

到99% 。应重视低变性豆粕的研究,生产分离蛋白除了要求低变性豆粕的蛋白质含量高外,NSI 值也是一个非常重要的指标,它对产品的得

率以及产品的内在质量有很大的影响,所以如何生产出NSI 高值的豆粕是一个重要的课题。我国目前的低变性豆粕的NSI 值基本上都在

75 以下,而日、美等国均在85 以上,甚至超过了90, 所以国内在生产低变性豆粕的工艺和设备上还需加大力度进行研究。在生产过程中引

起蛋白质变性的因素主要有加热温度、时间和水分含量, 为了脱除豆粕中的残留溶剂就要使豆粕具有一定温度,并保持一定的时间是必须的, 而温度和时间对NSI 的负作用很大,所以实际生产中则是寻求其最佳组合。生产低变性豆粕的方法比较多,采用闪蒸气流技术和低温真空脱

溶工艺相结合乃是最佳的工艺。

产品的功能差

所谓蛋白质的功能性(Functionality) 是指蛋白质在贮藏、加工、销售以及在食品体系中发生作用的一系列物理化学特性。其中

包括在水中,在盐性、碱性、酸性介质中的溶解度,不均一性,同其他组分的相溶性,稳定悬浮液、乳状液、泡沫的本领,当分散体被加热时形

成凝胶体的本领,具有较强粘结性、持水性和其他一些特性,以及对最终食品的颜色、气味的影响等。所以功能性这个概念具有极广泛的性

质,包含溶液、分散性、凝胶体和其他蛋白质形态的各种物理化学特性。国内SPI 的功能性差主要表现在两个方面:一是具体功能性指标的

差距,例如ProminD 在12% 时,其粘度为38000CP, 而相同浓度的国内产品其粘度只有350CP 。Supro590 的持水性为7.08ml/g, 而国内产

品仅为 4.86ml/g. 在分散稳定性方面,国内产品就更差了。二是在使用产品时,对它在最终产品中将要起的作用不清楚, 例如,同样应用于肉制品, 当用于午餐肉时,要求产品具有良好的乳化性和凝胶性, 而用于盐水注射的西式火腿肠时, 则要求SPI 具有良好的分散稳定性和低的粘

性。大豆分离蛋白还不是最终食品,还要和其他食品组分组合在一起,即进行二次加工才能转变为最终消费的产品。所以大豆蛋白质和传统

的以及新兴的食品有个接合点问题,这个接合点不单单是蛋白质的营养价值,更重要的是它的功能性,换句话说决定蛋白质经济价值的主要因素是它的功能性, 而不是它的营养生理价值"应克服只注重产品的生产,得率以及它的营养价值,而忽视了产品功能性的研究。

⑶综合效益差