白新鹏博士工作室

大豆饼粕和花生饼粕中蛋白质的制取

用饼粕可以制取脱脂大豆粉、组织状蛋白、浓缩蛋白和分离蛋白等产品。目前，国内外研究最多、利用最有效的是大豆饼粕，其次是花生饼粕。

（一）大豆蛋白质的制取

大豆蛋白质含20种氨基酸组分，其中天门冬氨酸和谷氨酸含量最高，人体所需的8种氨基酸齐全，赖氨酸、色氨酸比谷物蛋白质含量高，但蛋氨酸含量稍低，但仍不失为一种优质的蛋白质资源。

1．大豆蛋白的特性

（1）溶解性 大豆蛋白的主要成分是球蛋白质，含量约为90%，少量清蛋白和谷蛋白、大豆蛋白质在不同pH下有不同的溶解度。

图2-1 大豆蛋白的溶解特性

从图2-1可见， 当pH为2时，约85%左右的蛋白质溶解；随pH的增加，蛋白质的溶解度下降，当pH为 4.2~4.6（大豆蛋白质的等电点范围），约10%左右的蛋白质溶解；而后，随pH的增加，蛋白质的溶解度再次迅速加大。适当提高温度，有助于溶解过程的进行。

（2）热变性 大豆蛋白质在受热后会热变性。热变性后的大豆蛋白质首先表现为溶解度发生改变，随着热变性程度的加深，溶解度下降。

因此，用来制取大豆蛋白的饼粕以低温浸出法脱溶剂的为好，其所含的蛋白质不会被破坏（如正已烷脱脂，低温烘干的饼粕）。

2．大豆蛋白的制取

大豆蛋白加工领域是大豆精加工中最有潜力、最有前途的领域，产品也大都是高技术含量、高附加值的产品，例如分离蛋白、组织蛋白、浓缩蛋白、水解蛋白、脱脂蛋白粉、磷酸化改性蛋白粉等，可应用于成品粮、主食品、糖果制品、肉制品、饮品、可食性包装材料、医药、精细化工、饲料、纺织品中。

以下介绍大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、大豆组织蛋白的制取。

（1）大豆浓缩蛋白的制取 大豆浓缩蛋白是以去杂脱脂后的低变性大豆饼粕为原料，除去其中的非蛋白成分后，制得的蛋白质含量（干基）在70%以上的大豆蛋白产品。

生产方法有溶剂浸出法、等电点法、湿热处理法。

① 溶剂浸出法：溶剂浸出法原理是利用低变性豆粕的大豆蛋白质在水中溶解度较高，但却难溶于某些有机溶剂（乙醇），而原料中的碳水化合物（糖类）及其它组分（氨基酸、色素、无机物）却能溶解于这些溶剂之中，通过溶剂的浸取，可使蛋白质含量提高到70%左右。

溶剂浸出法生产工艺如下：

                   乙醇溶液        乙醇溶液

                      ↓             ↓

    低变性脱脂豆粕→第一次洗涤→离心→第二次洗涤→离心→真空干燥→大豆浓缩蛋白

                             ↓             ↓

                  蒸馏回收←乙醇溶液←←← 乙醇溶液

溶剂浸出法所得的蛋白粉的色泽、风味较好，蛋白质损失也少。

此法的缺点：一是酒精的作用易使蛋白质变性；二是蛋白质中仍含0.25%~1%不易去除的酒精，使其食用价值受到影响。

    ② 等电点法：等电点法原理是利用蛋白质在等电点时的溶解度最低的特性，在等电点除掉部分非蛋白组分，提高蛋白质含量，得到浓缩大豆蛋白。

等电点法生产工艺如下：

                 水、盐酸溶液      

                      ↓            

    低变性脱脂大豆粕 → 混合 → 离心 → 干燥 → 大豆浓缩蛋白

                             ↓     

                         可溶性物质 

③ 温热处理法：温热处理法原理是利用大豆蛋白对热变性的特性，将豆粕用蒸汽加热或与水一同加热，蛋白质受热变性，溶解度大幅度下降，成为不溶性蛋白，然后用水洗去可溶性糖类、无机盐等非蛋白成分，干燥后得到浓缩蛋白成品。

温热处理法的缺点：a、蒸汽处理时，蛋白质与糖发生美拉德反应，产生少量色深、有异味的物质；b、加热使蛋白质受热变性后，失去一部分功能特性。因此，此方法在应用上受到一定的限制。

以上三种方法所得的产品的最明显区别是水溶性蛋白质含量不同，其中，以等电点法制得的蛋白质水溶性蛋白指数最高。

在食品中加入大豆浓缩蛋白，可提高多种食品的营养价值。例如用它可加工成类似香肠、猪肉香肠等的碎肉制品，可将其掺入面包、面条、糕点中，除了提高这些产品的营养价值外，还可以增大体积和白度，改善持水性和持盐性，提高产品质量。

（2）大豆分离蛋白的制取

大豆分离蛋白的制取是以低变性大豆饼粕为原料，经酸碱处理，除去大部分的碳水化合物及其它杂质后制得蛋白质产品，其蛋白质含量达90%以上。

① 原理：依据大豆蛋白质的溶解特性，用碱液萃取大豆粕中的蛋白质，而多糖则不溶，经分离除去多糖。然后用酸调节蛋白质溶液pH到蛋白质等电点，蛋白质沉淀析出，这样可与可溶的碳水化合物、有机物等非氮物质分离。最后经水洗、中和、干燥等工序制得大豆分离蛋白。

② 工艺：

大豆粕→碱溶→酸沉淀→中和→加热改质→干燥→大豆分离蛋白

原料应选用除杂、低温脱溶豆粕（蛋白质含量48%以上）。

a、碱溶：在pH8~9，80min，40~45℃下，离心分离除去不溶的渣，提取时豆粕：碱液=1:8~12。

b、酸沉淀：在pH4.2~4.5左右，50℃下，蛋白质沉淀析出，离心分离除去清液。

c、水洗：加适量水水洗，以除去灰分及其它物质。

d、中和：蛋白加碱中和，调节pH至7左右。

e、加热改质：为改善成品的胶体性，温度为140℃，处理约20S（采用直接蒸汽或间接蒸汽均可）。

f、干燥：蛋白凝乳可采用喷雾干燥，得到白色粉末状大豆蛋白。

用此法制得的大豆分离蛋白，对原料的得率为30%~40%，蛋白质的含量89%~90%，水溶性氮含量在80%以上，水分含量为5%左右，粗纤维0.25%，灰分4%。

大豆分离蛋白营养丰富，具有良好的功能性，其功能性有亲水性、乳化性、吸油性、组织性、起泡性等，可广泛用于食品工业中。如将大豆分离蛋白添加到西式火腿肠、红肠等肉制品中，能持水保油，改善组织形态和结构，使肌肉组织细腻、筋道，增加口感和风味。

（3）大豆组织蛋白的制取 组织蛋白又叫膨化蛋白或植物蛋白肉，是在蛋白原料中添加其它辅料，采用机械或化学的方法进行组织化处理，得到的具有瘦肉组织特性和咀嚼感的蛋白食品。

蛋白原料可用低变性豆粕粉、浓缩大豆蛋白和大豆分离蛋白。

辅料有食用油脂、碳水化合物、稳定剂、粘加剂、香料、色素、氨基酸、矿物质、调味剂等，辅料的添加有利于改善产品色、味，提高产品的营养价值。

目前大豆组织蛋白的生产方法主要有挤压膨化法、水蒸汽膨化法、纺丝法等，但普遍采用是挤压膨化法。

下面以挤压膨化法为例说明大豆组织蛋白的生产。

挤压膨化法原理：含一定水分的原料，在膨化机中，受温度、压力、机械剪切力的联合作用，蛋白质分子内部空间排列发生变化，蛋白质粒状分子的次级键被破坏，蛋白质分子被拉开或延伸。在蛋白质变性的凝固过程中，由于受挤压的定向力的作用，形成蛋白质分子同方向排列整齐均匀的组织结构，原料中的水分在高温高压下呈过热状态，当物料挤出机体时，所受压力突然降低，水分瞬间汽化，使物料体积膨胀，形成多孔的组织结构。

用于生产大豆组织蛋白的设备最普遍的是单螺杆变温型膨化机，即采用高温短时

膨化型设备。图2-2为其典型结构。

图2-2 典型膨化组织机配套示意图

1．     活动底喂料斗；2.变速定量搅龙；3.拌料混合器；4.螺旋轴；5.机膛；

6．加热（或冷却）部位；7.模头；8.变速切割刀；9.切割传动部件；10.主动传动部件

挤压膨化法工艺：以低温脱溶豆粕为原料生产组织蛋白的工艺流程如下：

原料→粉碎→混合→挤压膨化→干燥冷却→包装

大豆组织蛋白是新型食品，目前尚无国家标准，，现列表2-3仅供参考。

表2-3                                       大豆组织蛋白的参考标准

用此纤维状蛋白，加上肉味素、色素以及其它辅料做成的的人造肉在外形、口感上与猪肉一模一样。

组织状大豆蛋白常用来生产各种食品，这样在不影响食品营养价值的前提下，既降低了食品的脂肪含量，又降低了食品的价格，组织状蛋白还可被用到所有的碎肉产品，如制作小馅饼、肉酱、香肠，可代替部分猪肉、牛肉、羊肉、鱼肉掺入包子，饺子馅中而不改变其应有的风味，因而，组织状大豆蛋白的应用前景很广阔。