大豆蛋白

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(一) 大豆蛋白质的提取——豆浆
选豆→浸泡→ 磨浆→滤浆→ 煮浆 1 、 选豆:粒大皮薄、有光泽,含蛋白质高,
脐色浅。 2 、浸泡:豆粒吸水膨胀,使细胞壁纤维软化, 利于蛋白质的提取。豆:水 =1 : 2~3 水质用 纯水 / 软水较好 —— 蛋白质提取率高,浸泡 后表面光滑无皱皮,手掐易断无硬心。夏季 6h ,春秋季 12~18h ,冬季 24h ,加热水或食 用碱可缩短时间。
思考题
1、大豆中有哪些抗营养物质?
2、大豆蛋白加热变性后的性质会发生哪些 变化? 3、大豆蛋白的分级组分有哪些?对豆制品 加工有何影响? 4、大豆蛋白质具有哪些功能特性?
第二节 传统豆制品的加工
一、传统豆制品生产的基本原理
(1)就是制取不同性质的蛋白质胶体的过程。 ( 2 )大豆经过浸泡,蛋白体膜破坏以后,蛋白质即可分散于水中, 形成蛋白质溶液即生豆浆。生豆浆即大豆蛋白质溶胶。 ( 3 )生豆浆加热后,蛋白质分子热运动加剧,维持蛋白质分子的二、 三、四级结构的次级键断裂,蛋白质的空间结构改变,形成新的相对 稳定的体系-前凝胶体系,即熟豆浆。 ( 4 )前凝胶形成后必须借助无机盐、电解质的作用使蛋白质进一步 变性转变成凝胶。 蛋白质分子间通过-Mg-或-Ca-桥相互连接起来,形成立体网状结构, 并将水分子包容在网络中,形成豆腐脑。 (5) 豆腐脑形成较快,但是蛋白质主体网络形成需要一定时间,所 以在一定温度下保温静置一段时间使蛋白质凝胶网络进一步形成,就 是一个蹲脑的过程。将强化凝胶中水分加压排出,即可得到豆制品。
(2)大豆子粒破碎后,脂肪氧化酶使脂肪 氧化降解,产生豆腥味。 脂肪氧化酶对热不稳定,温度大于 84℃ 时,脂肪氧化酶很快失活,而且很彻底, 通过湿热处理或远红外处理或用半胱氨酸 和柠檬酸将其浸泡液pH值调至3.5左右钝 化酶活性。 2、 脲素酶(抗营养因子) 易受热失活,且容易准确测定,常作为豆 制品加热处理程度的指标。
(3)不皂化物:含 0.5~1.6%,主要是 甾醇类、类胡萝卜素、叶绿素以及生育酚。 3、碳水化合物 大豆中碳水化合物含量约为25%,可分 为可溶性与不溶性两大类。
主要成分为蔗糖 4% 、棉子糖 1% 、水苏糖 5% 、 毛芯花糖等低聚糖和阿拉伯半乳聚糖,除蔗糖外, 都难以被人体所消化,棉子糖和水苏糖是双歧杆 菌增殖因子。大豆中淀粉含量很低,几乎不含葡 糖糖。
3、与pH值的关系 (p286)
pH 0.5 2.0 4.2~4.3 6.5 12 NSI 50% 85% 10% 85% 90%
4、与盐浓度的关系 当pH值为7~10时,随着盐浓度增加,大豆蛋白 的溶解度降低,但当pH值为4~5时,添加食盐 可提高植物蛋白的溶解度,如在0.5mol/L的NaCl 溶液中,大豆蛋白质在pH4~5时的溶解指数由 原来的10%增至40%~50%。 盐溶液的种类不同,溶解度也不同 : 阴离子:F ﹤ C2O2﹤ Cl﹤ SO4﹤ Br﹤ I 阳离子:Ca ﹤ Mg﹤ Li ﹤ Na﹤ K
3.1 可溶性碳水化合物 蔗糖5%。水苏糖4%、棉子糖1%,称 为大豆低聚糖,是双歧杆菌的增殖因子。 成年人每日摄入2~3克大豆低聚糖(水苏 糖、棉籽糖),能使肠道内的双歧杆菌充 分增长,而产气夹膜杆菌和其它梭状芽孢 杆菌等有害细菌有所下降。 3.2 不溶性碳水化合物 包括果胶质、纤维素、淀粉(0.4-0.9%) 是一种优良的膳食纤维。
五、大豆蛋白质的功能特性
1、 凝胶性 大豆蛋白质分子之间依靠-S-S-键和共价 键等分子间相互作用,形成有持水能力 的网状结构。凝胶是水分散于蛋白质中 的分散体系,或多或少具有固体性质。
加热 冷却
溶胶
75-100 ℃
凝胶原
加热 过热125℃ 异溶胶
凝胶
影响因素:蛋白质溶胶的浓度、加热与冷 却温度及时间、pH值、有无盐类等。 (1)大豆蛋白质的浓度及其组成是凝胶形成 的决定性因素。浓度为8~16%的大豆蛋白 质溶胶,经70~80℃以上加热,冷却后即可 形成凝胶。 浓度越高,凝胶强度越大,浓 度低于8%时,仅用加热 的方法不能形成 凝胶,只有在加热后及时调节pH值或离子 强度,才能形成凝胶。 7s和11s成分才有凝胶性, 11s组分凝胶的 硬度、组织性高于7s组分凝胶 。
二、传统豆制品生产的原辅料
1、凝固剂 (1)石膏:生石膏(CaSO4.2H2O)、熟石膏 (CaSO4. 1/2H2O),加3~5倍水调匀使用 (冲浆法 ), 用量 2.2~2.8㎏/100㎏大豆。 豆腐光滑细嫩,保水性好。 (2)卤水:固体卤块含MgCl2 46%,添加 量2~5㎏/100㎏大豆,使用时1㎏卤块兑4 ㎏清水。凝固速度快、保水性差,口味较 好。
2、冷冻变性
-5~-1℃时,有10%-20%的水未被冻 结,大豆蛋白质被浓缩在未冻结的水中, 促进了蛋白质分子间的相互作用和-S-S的形成。 3、酸碱变性 在较温和的酸碱条件下,植物蛋白发生 可逆变性;在pH值为1或14的极端情况 下,极端pH能使球蛋白结构破坏,即使 再调节到中性,变性过程也不会逆转。
(三)酶及抗营养成分
1、脂肪氧化酶 (1)在焙烤食品生产中,能够改善面粉 的色泽和质量。 在面粉中加入1%活性豆粉后,脂肪经脂 肪氧化酶的作用所生成的氢过氧化物, 对胡萝卜素有漂白作用,使制品增白; 将面筋蛋白质的巯基-SH氧化成-S-S-, 从而改善面团的工艺性能和产品质量。 pH值7~8时,活性最高。
二、大豆蛋白质的溶解性
1、 氮溶解指数 NSI=水溶氮/样品中的总氮×100% 2、 蛋白质分散指数 PDI= 水中分散的蛋白质 / 样品中总蛋白质 ×100% 二者的测定原理相同,由于测定PDI的搅拌 速度快,通常PDI值的测定结果略大于NSI 值,我国一般测NSI。 大豆水溶性蛋白质的测定(GB/T5511-85)
3、磨浆
100~120目,砂轮磨,小厂采用浆渣分 离磨,大厂采用砂轮磨+卧式离心筛分 离豆浆。 4、煮浆 蛋白质热变性,杀菌,钝化抗营养因子, 减轻异味,蛋白质与少量脂肪结合形成 脂蛋白,产生香气。 浆温升到92℃,皂素破坏,泡沫自然回 落,防止“假沸”溢锅。95℃以上,煮 4min以上。
1、大豆蛋白的热变性
大豆蛋白经80℃以上的加热处理而 发生热变性。常用溶解度来确定热 变性程度。 大豆粉经过热处理后其水溶性蛋白 质含量的变化:干热处理后,大豆 中水溶性蛋白质的含量变化不大; 若湿热处理,即使时间短,大豆蛋 白变性也显著。
热处理对大豆粉中水溶性蛋白的影响
处理条件 未处理 干 热 喷蒸汽 喷蒸汽 喷蒸汽 喷蒸汽 喷蒸汽 喷蒸汽 煮熟 121 121 121 121 121 121 110 100 60 5 10 30 60 120 60 60 温度 /℃ 时间 /min 水溶性蛋白质含量 /% 75.6 61.4 49.6 8.8 6.1 7.5 8.6 6.1 15.2
豆浆中蛋白质的凝固必须具备两个条件: 1、热变性改变蛋白质的构型,使多肽链展 开,若不发生热变性,即使加凝固剂,只 能使蛋白质沉淀; 2、添加凝固剂,压缩水电层,破坏水化膜, 蛋白质分子间相互吸引,先构成线型结构, 再相互交织在一起形成网络结构。
豆浆加热还能消除大豆中的有害因子,且 蛋白质与脂肪结合形成少量脂蛋白,使豆浆 产生香气。
4、吸油性
大豆蛋白对肉类制品的吸油性,表现在 促进脂肪吸收,促进脂肪结合,从而减 少蒸煮时脂肪的损失。 大豆蛋白制品的吸油率为 65%~130%, 与蛋白含量有密切关系,大豆粉、浓缩 蛋白和分离蛋白的吸油率分别是84%、 133%、154%。 大豆蛋白的粒度越小,吸油率越高。
5、吸水性
大豆蛋白的肽链结构中,含有许多极性 基团,能够吸收并保留水分。 在焙烤食品和糖果生产中,添加一些大 豆蛋白,有助于保持产品中的水分,延 长产品的保鲜期。 6、组织化作用 在高温强力搅拌下,使大豆蛋白定向凝 聚,形成纤维状的结构和类似肉类的组 织,称为组织化作用。 7、形成薄膜。
(2)蛋白质浓度增加后,需提高加热温度(如 浓度从8%增加到16%,温度需要从75℃ 提高到100℃),才能达到最高的凝胶性能。 (3)凝胶的硬度在等电点附近最低,而在酸 性( pH2-3 )和碱性 (pH11-12) 和条件下加 热形成的凝胶较硬,有较强的凝胶强度。 (4)增加离子强度一般会减少凝胶强度。 (5)加入盐、特别是钙离子,在蛋白质分子 之间形成钙桥,可促进凝胶化作用,提高 凝胶强度。
(二)大豆的营养成分
1、蛋白质 大豆蛋白质约占总质量的30~45% 完全蛋白质,蛋氨酸、半胱氨酸略低 清蛋白 5% 属非酸沉蛋白 球蛋白(长轴与短轴之比小于10:1) 90% 酸沉蛋白(pH4.5沉淀析出) 2、脂肪 大豆脂肪含量约为18~20%,在人体内的 消化吸收率达97.5%。
(1)甘油酸酯 (脂肪酸甘油酯) 大豆脂肪以不饱和脂肪酸为主,约占总脂 肪酸量的60%以上,如油酸、亚油酸、亚 麻酸等,具有阻止胆固醇在血管中沉积的 作用,被美国FDA称为健康食品。 (2)磷脂 大豆油中含有1.1%~3.2% 的磷脂,主 要有卵磷脂、脑磷脂和肌醇磷脂,是人体 大脑和肝脏所必需的物质。 卵磷脂在食品工业中广泛用作乳化剂、抗 氧化剂和营养添加剂。 脑磷脂具有加速血液凝固的作用。
第六章 大豆蛋白制品加工
第一节 大豆的化学组成与蛋白质特性
一、大豆的结构与化学组成(营养特性 ) (一)大豆的结构 1、种皮:由纤维素、半纤维素、果胶质等 构成, 约占大豆籽粒质量的8%。 2、胚:约占大豆籽粒质量的2%。 3、子叶:约占大豆籽粒质量的90%。显微结构: 散在白色袋状细胞内的黑色团块为蛋白体,白 色的细小颗粒圆球体内为脂肪。
5、大豆蛋白溶解性与温度及加水量的关系
在蛋白质变性温度80 ℃以下 ,适当提高浸提
温度,有助于提高大豆蛋白的溶解度。当温度 到达变性温度区域后,植物蛋白的溶解度随着 温度升高和加热时间的延长而迅速下降。 加水量也是影响植物蛋白溶解性的一个重要因 素,如果加水量在 5 倍以下蛋白质的浸出率会 急剧下降。 当加水量大、液固比高时,即使Baidu Nhomakorabea热温度达到 100℃左右,大豆蛋白的溶解性也不会下降。 其关键是氮的浓度会影响热变性。
(3)GDL :60℃以上分解成葡萄糖 酸,添加量为0.25%~0.35%(以豆 浆计),适合做原浆豆腐。
2、 消泡剂 油脚、单甘酯、硅有机树脂 3、 防腐剂 丙烯酸,用量为 5mg/kg 豆浆,对产品 色泽稍有影响,对产品硬度、弹性、保 水性和味道,几乎无不良影响。主要用 于包装豆腐。
三、传统豆制品生产工艺
四、大豆蛋白的变性
由于物理、化学条件的改变而引起大豆蛋 白内部结构的改变,从而导致蛋白质的物 理、化学和功能特性的改变,这种现象称 为蛋白变性。如湿热、极端pH、高浓度酒 精等,都会使蛋白质变性。 大豆蛋白发生变性作用后,溶解度下降、 粘度增加、生物活性散失,变性后的蛋白 质易被蛋白酶水解,这是由于变性时蛋白 质分子空间构象破坏、多肽链充分舒展, 促使一些疏水基团暴露和分子体积增大的 缘故。
2、乳化性
大豆蛋白质分子是较好的表面活性物质 , 能形成水包油(O/W)的乳浊液 。7s比 11s组分的乳化特性好。 在等电点附近,乳化性最小,反之,乳化 性增加; 蛋白质轻度水解,乳化性增强,尔后下降。
3、发泡性
大豆蛋白的发泡性类似于乳化,蛋白质在 气泡表面形成了薄膜。
大豆蛋白质浓度为 9% 时,发泡效果最 好,但泡沫稳定性差。 将大豆蛋白进行适当的水解,其发泡性 和泡沫稳定性会大大提高。 等电点时,起泡性最差,即有利于蛋白 质溶解的pH值,大多也就是有利于发泡 的pH值,以偏碱性的pH值最为有利。 最佳发泡温度一般为30℃左右。 脂肪具有消泡性;糖类可以提高粘度, 可增加泡沫的稳定性。
3、胰蛋白酶抑制素(抗营养因子) 其毒性是可引起胰脏肿大。在湿热条件下易失 去活性,通常在 100℃处理 20min 或 120℃处理 3min均可使其活性丧失90%以上。 4、血球凝集素(抗营养因子) 引起红血球凝聚,加热很快失去活性。 5、皂苷(抗营养因子) 具有溶血和毒性作用,起泡性强,对热稳定。 但具有抗氧化、抗炎、抗溃疡、抗过敏等功效。 6、异黄酮(功能性因子):具抗氧化作用。
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