大豆分離蛋白功能性報告

1、大豆分離蛋白功能性報告大豆 , 蛋白 , 功能性 , 脂肪 , 美國一 . 產(chǎn)品概述及國內(nèi)現(xiàn)狀大豆蛋白是優(yōu)質(zhì)的植物蛋白，其營養(yǎng)價值和保健價值為人們所認識。繼 1999 年 10月26日美國食品及藥品管理局（FDA批準了大豆蛋白的健康聲明，即“每天攝入包含 25克的大豆蛋白的低脂肪低膽固醇的食品，可以明顯地降低患心臟病的風險”以來，大豆蛋白及其制品成為眾多食品機構的研究及開發(fā)熱點。此外，大豆蛋白還有許多優(yōu)良的功能特性，因此它們廣泛應用于多種食品體系，其中用量最大的是肉制品，這基于三方面的原因：一是大豆營養(yǎng)價值高，可代替部分動物蛋白；二是多數(shù)大豆蛋白制品具有乳化性、持水性，通過結合脂肪和水分，減少

2、肉制品的蒸煮損失，防止脂肪析出；三是以蛋白質(zhì)含量計，大豆蛋白制品是最便宜的蛋白質(zhì)。所以，大豆蛋白應用在肉制品中能滿足消費者對產(chǎn)品價格和質(zhì)量的雙重要求。大豆分離蛋白（SPI）應用于肉制品，既可作為非功能性填充料，也可作為功能性添加劑，改善肉制品的質(zhì)構和增加風味，充分利用不理想或不完整的邊角原料肉。大豆分離蛋白本身價格較高，但應用到檔次較高的肉制品中，由于其功能性較強，即使使用量在2%-25炕間，就可以起到保水、保脂、防止肉汁分離、提高品質(zhì)、改善口感的作用，同時還可延長貨架期。大豆分離蛋白粘度隨濃度的增大而顯著增加，通常在 12 時就開始形成凝膠。雖近年來國內(nèi)大豆分離蛋白生產(chǎn)發(fā)展很快，但生產(chǎn)技術跟

3、國外相比仍有很大差距，產(chǎn)品品種少，一般只能用于肉糜狀肉制品，很難用于乳制品和肉制品注射過程中，乳制品和塊肉制品注射生產(chǎn)所需分離蛋白一直都依靠從國外進口。形成這種局面的原因主要是關鍵生產(chǎn)工藝技術沒有突破性進展，一些先進的改性工藝還沒有應用到生產(chǎn)中。依據(jù)原有的分離蛋白生產(chǎn)技術，通過采用不同的酸沉劑和中和劑、控制生產(chǎn)工藝參數(shù)，并運用蛋白酶對分離蛋白進行改性，生產(chǎn)出多功能、多品種、高質(zhì)量的大豆分離蛋白系列產(chǎn)品，以適應各應用領域的需要，滿足市場對功能性分離蛋白的需求，是我們今后的一個發(fā)展方向。二 . 本公司產(chǎn)品主要流程目前世界生產(chǎn)大豆分離蛋白以堿提酸沉法為主，有的已開始研究試用超濾膜法和離子交換法。谷神

4、集團生產(chǎn)的GS5200 A型大豆分離蛋白（SPI）采用目前國際上廣泛應用的堿提酸沉法。. 工藝原理低溫脫脂豆粉中的蛋白質(zhì)大部分能溶于稀堿溶液中。將低溫脫脂大豆粉用稀堿液浸提后，經(jīng)過濾或分離就可以除去豆粕中的不溶性物質(zhì)（主要是多糖或殘留蛋白）。當用酸把浸出液pH調(diào)到4.5左右時，蛋白質(zhì)處于等電狀態(tài)而凝集沉淀下來，經(jīng)分離可得蛋白沉淀物，再經(jīng)干燥即得分離大豆蛋白。水、堿I1廢渣酸原料-粉碎一一次浸提一二次浸提一粗濾一一次分離一酸沉一二次分離一打漿一回調(diào)一乳清改性-噴粉一成品三 大豆分離蛋白肉制品中的應用大豆蛋白是一種完全蛋白質(zhì)，含有人體所必須的各種氨基酸，加入大豆蛋白質(zhì)，可強化火腿腸的營養(yǎng)成分，提高

5、了蛋白質(zhì)的互補作用。 =大豆蛋白的強保水和保油性，使得瘦肉的用量減少，水和脂肪的用量增加，提高了產(chǎn)品的出品率，改善了火腿腸的組織狀態(tài)和口感，降低了生產(chǎn)成本。 gO*添加大豆蛋白質(zhì)后，使得火腿腸的蒸煮時間縮短，因此，降低了蒸煮損耗，減少了火腿腸的收縮程度，改善了組織結構，提高了火腿腸的質(zhì)量。在火腿腸中添加大豆蛋白必須在腌制之前進行，以防止大豆蛋白的抗鹽特性，可通過預水合作用添加在肉糜中，以增加大豆蛋白的功效。 C四 大豆分離蛋白在肉制品中應用的一些性能指標4 1 保水性大豆分離蛋白除了對水有吸附作用外，在加工時還有保持水分的能力。其保水性與粘度、pH電離強度和溫度有關。鹽類能增強蛋白質(zhì)的吸水性，

6、但它卻削弱了保水性。最高水分保持能力在pH7、3555c條件下達14g水/g蛋白質(zhì)。4 2 乳化性乳化性是指將油和水混合在一起形成乳狀液的性能。脂肪和水的乳膠體，因為界面上的張力產(chǎn)生正的自由能，而不易穩(wěn)定。蛋白質(zhì)具有乳化劑的特征結構，即兩親結構，在蛋白質(zhì)分子中同時含有親水基團和親油基團。在油、水混合液中，分散蛋白質(zhì)有擴散到油一水界面的趨勢。并且使疏水性多肽部分展開朝向脂質(zhì)，極性部分朝向水相。因此，大豆蛋白質(zhì)用于食品加工時，聚集于油一水界面，使其表面張力降低，促進形成油一水乳化液。形成乳化液后。乳化的油滴被聚集在其表面的蛋白質(zhì)所穩(wěn)定，形成一種保護層。這個保護層可以防止油滴聚積和乳化狀態(tài)破壞。這就

7、說明大豆蛋白質(zhì)不僅具有乳化性，而且穩(wěn)定性也很強。（大豆分離蛋白是表面活性劑，它既能降低水和油的表面張力，又能降低水和空氣的表面張力，所以容易形成較穩(wěn)定的乳狀液，而乳化的油滴被聚集在油滴表面的蛋白質(zhì)所穩(wěn)定，從而形成一種保護 層。）在烤制食品、冷凍食品以及湯類食品的制作中， 已見大量加入大豆分離蛋白作乳化劑使制品狀態(tài)穩(wěn)定的研究報道。4 3 吸油性大豆分離蛋白的吸油性表現(xiàn)在2 個方面：（ 1）促進脂肪吸收作用。大豆分離蛋白吸收脂肪的作用是乳化作用，當分離蛋白加入肉制品中時，能形成乳狀液和凝膠基質(zhì)，防止脂肪向表面移動，因而起著促進脂肪吸收和脂肪結合的作用，從而減少肉制品加工過程中脂肪和汁液的損失，有助

8、于維持外形的穩(wěn)定。吸油性隨蛋白質(zhì)含量增加而增加，隨pH 增大而減少。（ 2）控制脂肪吸收作用。大豆分離蛋白在不同的加工條件下也可以起到控制脂肪吸收的作用，如能防止在煎炸時過多的吸收油脂，這是因為蛋白質(zhì)遇熱變性，在油炸面食的表面形成油層。4 4 起泡性發(fā)泡性是指大豆蛋白質(zhì)在加工中體積的增加率，可起到酥松作用。泡沫是空氣分散在液相或半固相而成， 由許多空氣小滴為一層液態(tài)表面活化的可溶性蛋白薄膜所包裹著的群體所組成， 降低了空氣和水的表面張力。氣泡是由于彈性的液態(tài)膜或半固體膜分開防止氣泡的合并。利用大豆蛋白質(zhì)的發(fā)泡性，可以賦予食品以疏松的結構和良好的口感。提高發(fā)泡性可用降解劑把大豆蛋白降解到一定程度

9、，聚合度愈低，發(fā)泡性愈好。此外，大豆蛋白的發(fā)泡性還與浸出溶劑、溶液濃度、溫度及pH 值有關51。低脂肪、高濃度、3035C、pH10以上時，發(fā)泡性能最好。4 5 粘性蛋白質(zhì)的粘性是指液體流動時表現(xiàn)出來的內(nèi)摩擦，又稱流動性。在調(diào)整食品的物性方面是重要的。蛋白質(zhì)溶液的粘度受蛋白質(zhì)的分子量、摩擦系數(shù)、溫度、 pH離子強度、處理條件等各種因素的綜合影響 。這些因素可改變蛋白質(zhì)分子的形態(tài)結構、締結狀態(tài)、水合度、膨潤度及粘度。大豆分離蛋白經(jīng)堿、酸或熱處理后，其膨潤度升高，而且粘度增加。大豆蛋白溶液的表觀粘度隨蛋白濃度增加而指數(shù)升高，并與試樣的膨潤度相關。加熱蛋白到80時，蛋白質(zhì)發(fā)生離解或析解，分子比容增大

10、，粘度增加，超過90C以上粘度反而減小。pH在68時，蛋白質(zhì)結構最穩(wěn)定，粘度 最大；超過ll 時粘度急劇減小，這是因為蛋白質(zhì)締合遭到破壞。4 6 溶解性大豆蛋白分子中的極性部位有些是可以電離的，如氨基和羥基，這樣通過 pH值的改 變，改變其極性和溶解性。當 pH 值為 0.5 時 ， 50左右的蛋白質(zhì)被溶解 ；當體系 的pH值達2. 0時，約80%的蛋白質(zhì)被溶解.隨著pH的增加，蛋白質(zhì)的溶解度降低，直至pH值為45的等電點范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)溶解度趨于最小值，約為10%。而后，隨著pH值的逐漸增加，蛋白質(zhì)的溶解度再次迅速增加。pH值為5. 6時蛋白質(zhì) 溶解度可達80%以上，在pH值為12時溶解度最大

11、量可達90%以上。根據(jù)大豆蛋白 這一溶解特性，可以在腌制鹽水中添加分離大豆蛋白通過注射和滾揉，使鹽水均勻 擴散到肌肉組織中并與鹽溶性肉蛋白配合，保持如火腿、咸牛肉等大塊肉制品的完整性，提高出品率。大豆分離蛋白 (SPI) 在食品加工領域有著廣泛的應用前景。大豆分離蛋白的主要成分為 7S 和 11S 球蛋白。因而，大豆分離蛋白的溶解度很低 ，尤其是在大豆蛋白的等電點區(qū)域pH45之間，這樣就限制了大豆分離蛋白的使用范圍，所以，改善大豆 分離蛋白的溶解性，成了大豆分離蛋白實際應用亟需解決的問題。4 7 凝膠性在加熱時，大豆分離蛋白有形成凝膠的能力，凝膠形成能力是大豆分離蛋白功能特性之一。凝膠性是指蛋

12、白質(zhì)形成肢體狀結構的性能。它使大豆分離蛋白具有較高的粘度、可塑性和彈性，既可做水的載體也可做風味物、糖及其它配合物的載體，此特性對食品加工極為有利。大豆蛋白質(zhì)的分散物質(zhì)經(jīng)加熱、冷卻、滲析和堿處理可得到凝膠。其形成受固形物濃度、溫度和加熱時間、制冷情況、有無鹽類、巰基化合物、亞硫酸鹽或脂類的影響，蛋白含量愈高，愈易制成結實強韌性的、有彈性的硬質(zhì)凝膠，而蛋白含量小于 7 的，只能制成軟質(zhì)脆弱的凝膠。蛋白質(zhì)分散物至少高于8%才能形成凝膠。11S球蛋白制成的凝膠比7s球蛋白制成的凝膠更為堅實， 更易恢復原狀，這是因為它們的球朊對加熱變性的敏感度不同。4 8 附水性大豆蛋白沿著它的肽鏈骨架，含有許多極性

13、基團，由于這些極性基團同水分子之間的吸引力，致使蛋白質(zhì)分子與水分子接觸時，很容易發(fā)生水化作用。蛋白質(zhì)分子的形態(tài)并非規(guī)則的，極性基團在表面的分布也很難均一，因此蛋白質(zhì)分子表面的水化膜也不是均一的，在極性基團較集中的表面吸附著較多的水分子；反之吸附水分子就少。當向肉制品中添加大豆分離蛋白時，蛋白質(zhì)的吸水性和保水性變成了一個重要的問題。即使加熱也能保持水分，這對肉制品來說是至關重要的。由于大豆分離蛋白的這些特性， 目前被廣泛應用于肉制品生產(chǎn)中。乳化產(chǎn)品制造依其機械組合不同，可分為三種情況：斬拌機法、斬拌機和乳化機法、攪拌機和乳化機法。分離蛋白在以上各種組合使用方法中，已被大多數(shù)廠家廣泛接受，尤其是斬

14、拌機法最受歡迎，主要原因是其功能多，且制造過程較具伸縮性。今就其應用，比較以下幾種應用方法的優(yōu)缺點。(1)附水法：先將大豆分離蛋白同45倍的冰水在斬拌機里用高速斬拌12min,然后，再加入瘦肉、冰水、多聚磷酸鹽和食鹽，以高速斬拌2min,以抽取鹽溶性肉蛋白，此時溫度剛好控制在24c ,因為此溫度下是鹽溶性蛋白抽取之最適當溫度，鹽溶性蛋白抽取后，再加肥膘和冰水，繼續(xù)斬拌2min,此時溫度應在68 c左右，這是最普遍的方法。(2) 凝膠法：此法先將大豆分離蛋白用 4 倍水，以高速斬拌機先附水后待用，再視其需要量和瘦肉一同加入斬拌，其他步驟和上述附水法相同，另外凝膠法可儲藏在冷藏庫備用，雖然分離蛋白

15、在冷藏室可存放 23d,但是，容易產(chǎn)生酸敗和容易滋長細菌，建議盡快用完。(3) 乳化油法：利用分離蛋白生產(chǎn)乳化油之原料，除了肥膘以外，也可以利用雞皮、牛油、大豆油和豬皮等作原料。制造乳化油之方法，最主要是用斬拌機將分離蛋白附水后再加入油，繼續(xù)斬拌成乳化油后再備用。在乳化產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，乳化油在鹽溶性肉蛋白被抽取后加入，較凝膠法復雜些，但是乳化油加工及添加適當，不僅可以降低產(chǎn)品成本，還可增加產(chǎn)品香度和柔韌性。(4) 干加法： 此法使用方法簡單， 先將分離蛋白加入瘦肉里， 稍做斬拌， 再加 4 倍水，斬拌12min再加入多聚磷酸鹽、冰水和食鹽，繼續(xù)斬拌 2min,其步驟與上相同。但也有直接將分離蛋

16、白與淀粉等干物質(zhì)最后加入斬拌的方法。此法固然便捷，但因大豆分離蛋白未能完全附水，功能也未能完全發(fā)揮，所做產(chǎn)品在配方相同條件下會較軟，吸水性和保油性都會較差，因此不建議采用此法。又例如：將分離大豆蛋白和瘦肉一起加，但沒有附水，此效果既不能將大豆分離蛋白有適當附水，又影響鹽溶性蛋白的抽取，所制造產(chǎn)品會更軟。因此，附水和添加步驟也影響最終產(chǎn)品的品質(zhì)。由于分離蛋白本身性能的影響，遇鹽會發(fā)生一定的可逆反應，減弱其乳化特性、保油性、持水性的性能。故不論使用何種方法來生產(chǎn)乳化肉制品，要使大豆分離蛋白能發(fā)揮最大的功能性，必須將大豆分離蛋白完全附水。4 9 其它功能特性在食品加工中，大豆分離蛋白作為食品添加劑，可起到氨基酸互補作用，是一種功能性食品?？商岣呷藗兘】邓剑哂泻芨呦寐?。與其他食品混合時，可顯著改善提高原有食品的營養(yǎng)價值。完全可以替代動物性蛋白質(zhì)，其8 種氨基酸的含量與人體需要比較僅蛋氨酸略顯不足，與肉、魚、蛋、奶相近似，屬全價蛋白，且沒有動物蛋白的副作用，如誘發(fā)肥胖癥、心血管病、高膽固醇癥等疾病，是減少骨鈣損失的良好蛋白來源，并具有安全可靠和含微生物較少的特點。大豆分離蛋白的保水性、乳化性、彈性和粘結