白新鹏博士工作室

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大豆饼粕|花生饼粕|蛋白质|制取

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。

从图2-1可见, pH2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 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。

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。

    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 

                                                             

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。

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。

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pH8~980min40~45℃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pH7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。

 

 

 

 

 

 

 

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。

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

 

国内

ADM

公司()

日清

公司()

国内参考标准

总蛋白含量/%

51

52

51

卫生标准

 

水分含量/%

10

6

7

磁性金属含量

0.003g/kg

脂肪含量/%

1

1

1

残留溶剂含量

50mg/kg

糖类含量/%

31

31.5

32

脲素酶含量

合格(pH0.2

纤维含量/%

3

-

-

感观指标

色泽:浅黄(褐)色。气味略有豆味,无霉焦异味。脆而无硬心,吸水呈海棉状,吸水量为干重的1.5~2.5倍。无沙子,咬感好

灰分含量/%

6~7

6

6

胆固醇含量/%

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。

近年,我国大豆的应用研究开始起步,并已取得了一批成果,例如广西粮油保管技术研究室将脱脂豆粕用于制造大豆果露、速食米糊、营养面条;吉林农业大学研制成的全蛋白香肠(以25%~30%大豆蛋白肉代替猪肉)口感不油腻,肠味浓厚。据初步统计,我国应用大豆开发的食品已有100余种。

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