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文檔簡介
植物蛋白工藝學第一章緒論一、植物蛋白加工的意義二、國內(nèi)外植物蛋白生產(chǎn)與加工現(xiàn)狀三、發(fā)展我國植物蛋白產(chǎn)品的建議動物蛋白與植物蛋白自然界的蛋白質(zhì)分為植物蛋白和動物蛋白,二者各有利弊。動物蛋白,具有較多優(yōu)點,其原料富含較高的脂肪和膽固醇,不僅不能很好地被人體利用,還容易使人發(fā)胖、誘發(fā)心腦血管等疾病。植物蛋白,具有“低糖、低脂肪、低熱量、不含膽固醇”的特點,且在自然界存量豐富,在人們?nèi)找孀非蠼】档慕裉?,植物蛋白相對動物蛋白越來越體現(xiàn)出其優(yōu)勢。各類食物中蛋白質(zhì)含量(%)水分蛋白脂肪糖分纖維大豆1234.317.526.74.5小麥1313.02.267.82.4
精白面15.56.20.876.60.3瘦豬肉53.913.431.7肥豬肉42.912.044.30.1
瘦牛肉71.621.06.10.3
肥牛肉45.612.441.00.2
雞肉72.124.9170
雞蛋7512.711.20
牛奶88.62.93.34.5從成分看,在眾多植物蛋白和動物蛋白中,大豆是一種優(yōu)質(zhì)蛋白來源,是具代表性的植物蛋白品種。一、植物蛋白加工的意義(一)定義西方學術(shù)界把植物蛋白分為兩類,plantprotein,指花、草、樹木、灌木等植物中所含的蛋白質(zhì);
vegetableprotein,指大豆、花生等可食性果實或油料中所含的蛋白質(zhì)。中國的文獻將兩者統(tǒng)稱為植物蛋白質(zhì)。(二)植物蛋白開發(fā)加工的意義1.植物蛋白物美價廉2.植物蛋白生理功能抗腫瘤作用降低膽固醇的作用降低心血管疾病的發(fā)生對肝炎后進行性肝硬化的營養(yǎng)支持作用對腎臟病的有益作用容易被人體消化吸收,不含膽固醇,和動物蛋白在氨基酸的組成上具有互補性。良好的加工特性二、國內(nèi)外植物蛋白生產(chǎn)與加工現(xiàn)狀美國:最早進行SPI研究和工業(yè)化生產(chǎn)的國家日本:國內(nèi)60%-70%的食品不同程度利用了大豆蛋白,每年消耗大豆蛋白達60余萬噸。
我國:我國出口的大豆蛋白已經(jīng)占世界食品大豆蛋白50%的市場。
2007年,全國大豆加工銷售額上億元的只有7家,2008年有13家,2009年達到24家,加工國產(chǎn)大豆比2008年增長64%,銷售額相應增加40%。在全國首個“中國食品大豆蛋白產(chǎn)業(yè)加工基地”山東德州,擁有大豆加工企業(yè)達到60余家,大豆年加工能力220萬噸。
云夢蛋白有限公司杜邦漯河雙匯蛋白有限公司杜邦鄭州蛋白有限公司江蘇南通光合生物技術(shù)公司三江食品有限公司吉林不二蛋白有限公司寧波索寶食品有限公司甘肅天元植物蛋白有限責任公司哈高科大豆食品有限責任公司大慶日月星蛋白有限公司遼寧開原大豆蛋白有限公司天津?qū)嵃l(fā)冠華生物科技有限公司秦皇島金海食品工業(yè)有限公司天津不二蛋白有限公司益海(防城港)大豆工業(yè)有限公司山東萬得福實業(yè)集團山東谷神集團有限公司山東香馳集團有限公司德州大王集團蛋白食品有限公司臨沂山松生物制品有限公司山東三維大豆蛋白有限公司山東新嘉華集團有限公司山東禹王實業(yè)有限公司山東冠華蛋白有限公司禹城金冠蛋白食品有限公司二、國內(nèi)外植物蛋白生產(chǎn)與加工現(xiàn)狀(一)植物蛋白加工的特點加工原料來源豐富、營養(yǎng)豐富油料作物(大豆、花生、油菜)、谷物胚、干果、食用菌、螺旋藻加工產(chǎn)量不斷增大高新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)不斷發(fā)展應用領(lǐng)域不斷擴大、產(chǎn)品品種日漸豐富阿月混子二、國內(nèi)外植物蛋白生產(chǎn)與加工現(xiàn)狀(二)我國植物蛋白發(fā)展中存在的問題1.產(chǎn)量不足,資源利用率不高2.植物蛋白加工技術(shù)與裝備有待提高3.科技投入不足,科研深度不夠4.企業(yè)的生產(chǎn)水平?jīng)]有完全發(fā)揮出來5.科技成果推廣和宣傳力度不夠,應用范圍尚需擴大6.植物蛋白產(chǎn)品的市場格局尚未穩(wěn)定三、發(fā)展我國植物蛋白產(chǎn)品的建議1.提高植物蛋白單產(chǎn)、增加總產(chǎn)、充分利用國土資源2.大力提高加工技術(shù)水平3.加強科學研究,不斷推出新技術(shù)成果4.大力推廣植物蛋白的應用5.加強企業(yè)管理和質(zhì)量管理6.提倡多項聯(lián)合,走集團化發(fā)展的道路7.提高植物蛋白和貯藏和保鮮水平8.加強國際間的學術(shù)與信息交流第一章植物蛋白資源概述第一節(jié)主要油料蛋白資源一、大豆蛋白質(zhì)二、花生蛋白質(zhì)三、其他油料蛋白質(zhì)第二節(jié)主要谷物蛋白資源一、小麥蛋白質(zhì)二、米蛋白質(zhì)三、玉米蛋白質(zhì)四、其他谷類蛋白質(zhì)第三節(jié)新植物蛋白資源一、藻類蛋白質(zhì)二、葉蛋白質(zhì)本章重點:主要的油料、谷物蛋白資源及其在食品中的應用第一節(jié)主要油料蛋白資源一、大豆蛋白質(zhì)(一)營養(yǎng)價值分類:結(jié)構(gòu)、貯存、生物活性蛋白大豆球蛋白、白蛋白營養(yǎng):氨基酸比例較合理、氨基酸與動物蛋白相似含硫氨基酸含量較低限制性氨基酸:蛋氨酸、(半)胱氨酸和蘇氨酸。賴氨酸含量豐富消化率與抗營養(yǎng)因子、纖維含量、生熟程度、烹調(diào)方式等有關(guān)。變應原性(熱處理、超高壓、酶)(二)生物活性調(diào)節(jié)血脂、降低膽固醇和甘油三酯
美國食品藥品監(jiān)督局(FDA)發(fā)表聲明:每天攝入25克大豆蛋白,有減少患心腦血管疾病的風險。
抑制高血壓防止骨質(zhì)疏松減少中性脂肪、預防肥胖(三)大豆多肽“肽基大豆蛋白水解物”,是大豆蛋白質(zhì)經(jīng)蛋白酶作用,再經(jīng)特殊處理而得到的蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物。其必需氨基酸組成與大豆蛋白質(zhì)完全一樣,含量豐富而平衡,且多肽化合物易被人體消化吸收,并具有防病治病、調(diào)節(jié)人體生理機能的作用。平均肽鏈長度2-10aa,多數(shù)2-3aa,分子量低于1KD
溶解性、黏度、滲透壓、吸濕性、保濕性大豆多肽生物活性易吸收及營養(yǎng)價值降低血脂及膽固醇的作用低過敏性降低血壓大豆多肽在促進脂質(zhì)代謝的同時可抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)的活性。由于血管中的ACE能使血管緊張素x轉(zhuǎn)換成為y,而血管緊張素x能使末梢血管收縮,血壓升高。大豆多肽對正常血壓沒有降壓作用,所以它對有心血管疾病的患者療效顯著,而對正常人體又無害處,且安全可靠。增強肌肉運動力和加速肌紅蛋白恢復的能力促進脂肪代謝促進腸道雙歧桿菌、乳酸菌增值其他作用二、花生蛋白質(zhì)1.花生蛋白營養(yǎng)
花生仁含22%~36%蛋白質(zhì),蛋白含量僅次于大豆,高于芝麻和油菜。10%清蛋白,90%堿性蛋白,由花生球蛋白和伴花生球蛋白組成,其中約63%是球蛋白,33%是伴花生球蛋白.生物價(BV)為58,蛋白質(zhì)效價(PER)為1∶7,比面粉和玉米高。
花生蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值與動物蛋白相近,其蛋白質(zhì)含量比鯽魚、瘦豬肉、雞蛋都高,且不含膽固醇。
賴氨酸、蘇氨酸、含硫氨基酸為限制性氨基酸,氨基酸組成不均衡。2.花生蛋白活性肽二肽、三肽活性:抗衰老、抗氧化提高人體免疫力增強肌肉運動力、降低膽固醇3.影響品質(zhì)成分黃曲霉毒素(引起肝臟病變致癌)美國限量20mg/Kg胰蛋白酶抑制劑、血細胞凝集素、甲狀腺素脹氣因子三、其他油料蛋白芝麻蛋白質(zhì)棉籽蛋白(棉酚)棉酚游離態(tài):具有活性醛基和羥基結(jié)合態(tài):結(jié)合蛋白、糖脫毒:化學法(熱榨、混溶、硫酸亞鐵、氧化)、微生物法、物理法菜籽蛋白(硫代葡糖苷、植酸、粗纖維)葵花籽蛋白(綠原酸、咖啡酸)第二節(jié)主要谷物蛋白資源植物蛋白70%為谷物蛋白。谷物蛋白:從谷物的胚乳及胚中分離提取處理的蛋白質(zhì)一、小麥蛋白質(zhì)小麥蛋白質(zhì)含量是禾谷類中最高的。(一)小麥蛋白小麥蛋白是小麥淀粉生產(chǎn)的副產(chǎn)物,主要集中在胚乳,按其溶解特性可分為清蛋白(albumin)、球蛋白(globulin)、醇溶蛋白(gliadin)和谷蛋白(glutenin)。醇溶蛋白為單體蛋白,呈球形,約占蛋白質(zhì)總量的40%~50%,富有粘性、延展性和膨脹性。麥谷蛋白溶于稀酸或稀堿,但不溶于水、鹽及醇溶液。36~45%,纖維狀,由多個亞基通過分子間二硫鍵相互連接成的大分子物質(zhì)。麥谷蛋白在稀酸或稀堿溶液中的溶解性隨肽鏈上二硫鍵數(shù)目的增加而減小,富有彈性。清蛋白、球蛋白含量少,統(tǒng)稱可溶性蛋白。(二)面筋蛋白的化學改性原因:因面筋蛋白含有較多疏水性氨基酸,分子內(nèi)疏水作用區(qū)域較大,溶解性較低,限制其在食品中應用。因此,可利用物理、生物、化學手段以改善面筋蛋白某些生物化學性質(zhì),提高其功能特性,拓寬小麥面筋蛋白應用范圍,提高產(chǎn)品附加值,以期獲得較高經(jīng)濟效益。1物理改性物理方法是通過改變蛋白質(zhì)聚集體形態(tài)、蛋白質(zhì)構(gòu)象和多肽鏈松散度以改善功能性質(zhì)。物理改性主要包括蛋白質(zhì)超聲波、高壓處理、熱處理、擠壓、高溫處理、微波處理及γ-射線照射等。優(yōu)點:沒有人為添加雜質(zhì),安全性高;缺點:改善效果不明顯。2.化學改性主要是通過改變氨基酸殘基改善小麥面筋蛋白功能性質(zhì)。主要包括酸法、堿法、脫酰胺改性、磷酸化、糖基化、?;男缘?。化學方法由于引入化學試劑,對產(chǎn)品會造成一定程度污染,使產(chǎn)品安全性問題上升,且化學改性后處理工序較復雜,處理不當易造成環(huán)境污染。3.生物改性生物法現(xiàn)主要是酶改性法,酶改性是目前最安全、使用最廣泛技術(shù)。包括酶法水解改性、酶法去酰胺改性及酶法交聯(lián)改性等。經(jīng)不同酶改性后,其功能性質(zhì)均有很大程度改善。復合改性二、米蛋白含量低、營養(yǎng)價值高優(yōu)質(zhì)食用蛋白,氨基酸組成平衡合理,符合WHO/FAO推薦的理想模式,其中蛋氨酸含量較高,是其它植物蛋白所無法比擬的。米蛋白和米糠蛋白的生物價很高,它們的營養(yǎng)價值可與雞蛋、牛乳相媲美。保健作用能顯著降低血清中的膽固醇、甘油和磷脂的濃度。二甲基苯并蒽(DMBA)是乳腺癌的誘變劑。米蛋白能抵抗DMBA誘導的癌變作用。過敏性反應很低低抗原性蛋白,不會產(chǎn)生過敏反應,嬰幼兒大米蛋白營養(yǎng)粉(一)大米蛋白(大米含8%左右)貯藏性蛋白:醇溶蛋白、谷蛋白(稀酸、堿溶液)代謝活性蛋白:清蛋白、球蛋白(0.5MNaCl)(二)米糠蛋白(三)米蛋白的應用三、玉米蛋白質(zhì)(一)玉米蛋白的組成玉米醇溶蛋白(50-55%)、谷蛋白(30-35%)、球蛋白(10-20%)和清蛋白(2-10%)組成。玉米醇溶蛋白在90%-93%乙醇中溶解度最大,其它谷類醇溶蛋白僅溶于70%-80%乙醇。賴氨酸、蛋氨酸和色氨酸含量較低為其限制性氨基酸。(二)玉米蛋白的生理功能谷氨酸——健腦谷胱甘肽四、其他谷類蛋白高粱蛋白:消化率低,不完全蛋白大麥蛋白:不完全蛋白小米蛋白:不完全蛋白,亮、色氨酸高,賴氨酸含量低燕麥蛋白:必需氨基酸的含量高于、接近推薦值,營養(yǎng)價值高第三節(jié)新植物蛋白資源一、藻類蛋白質(zhì)二、葉蛋白(leafproteinconcentrate,LPC)苜蓿葉蛋白水生植物葉蛋白紫云葉蛋白由于植物葉蛋白的組成和結(jié)構(gòu)特點,使它帶有一種強烈的青草味。試驗表明當食品中葉蛋白的加入量超過10%時,使口感令人難以接受。葉蛋白的溶解度較低,消化率和生物效價遠不及牛奶、雞蛋等動物蛋白。葉蛋白在醫(yī)療方面尤其在抗衰老、抗腫瘤、治療關(guān)節(jié)炎、心腦血管病、肺氣腫、老年性白內(nèi)障等也有重要療效第二章植物蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與特征第一節(jié)蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)一、一級結(jié)構(gòu)二、維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的作用力三、二級結(jié)構(gòu)四、超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域五、三級結(jié)構(gòu)六、四級結(jié)構(gòu)七、蛋白質(zhì)變性
蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有多種結(jié)構(gòu)層次,包括一級結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu),空間結(jié)構(gòu)又稱為構(gòu)象??臻g結(jié)構(gòu)包括二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)。在二級與三級之間還存在超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域這兩個結(jié)構(gòu)層次。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)從N-端至C-端的氨基酸排列順序,主要以肽鍵結(jié)合
決定高級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)多肽鏈借助氫鍵排列成特有的α螺旋和β折疊股片段蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)多肽鏈借助非共價鍵彎曲、折疊成有特定走向緊密球狀結(jié)構(gòu)非共價鍵:疏水鍵、離子鍵、氫鍵、VanderWaals力蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)寡聚蛋白質(zhì)中各亞基在空間上的結(jié)合方式與相互關(guān)系氨基酸
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)
蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)(Primarystructure)又稱為共價結(jié)構(gòu)或化學結(jié)構(gòu)。它是指蛋白質(zhì)中的氨基酸按照特定的排列順序通過肽鍵連接起來的多肽鏈結(jié)構(gòu)。國際純化學與應用化學委員會(IUPAC)規(guī)定:蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽連中AA的排列順序,包括多肽鏈數(shù)目、位置、氨基酸順序,二硫鍵的位置、數(shù)目。其中最重要的是多肽鏈的氨基酸順序,它是蛋白質(zhì)生物功能的基礎。第一節(jié)蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)(一)肽鍵與肽鏈1.肽鍵:一個氨基酸的α-COOH和相鄰的另一個氨基酸的
α-NH2脫水形成共價鍵。如下圖:肽鍵和肽的結(jié)構(gòu)2.氨基酸借肽鍵連接起來叫肽,肽是一大類物質(zhì),即:
兩個氨基酸組成的肽叫二肽;三個氨基酸組成的肽叫三肽;多個氨基酸組成的肽叫多肽;氨基酸借肽鍵連成長鏈,稱為肽鏈,肽鏈兩端有自由-NH2和-COOH,自由-NH2端稱為N-末端(氨基末端),自由-COOH端稱為C-末端(羧基末端);構(gòu)成肽鏈的氨基酸已殘缺不全,稱為氨基酸殘基;肽鏈中的氨基酸的排列順序,一般-NH2端開始,由N指向C,即多肽鏈有方向性,N端為頭,C端為尾。二、維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的作用力1、構(gòu)型(configuration):立體異構(gòu)中,取代原子或基團在空間的取向,其改變涉及到共價鍵的斷裂和生成。2、構(gòu)象(conformation):蛋白質(zhì)分子中原子和基團在三維空間上的排列、分布及肽鏈的走向。單鍵旋轉(zhuǎn)時,導致分子中的基團或原子可能形成不同的空間排列,其改變不涉及到共價鍵的斷裂和生成。作用力
破壞因子氫鍵:
α-螺旋,β-折疊
尿素,鹽酸胍VanderWaals力:穩(wěn)定緊密堆積的基團和原子疏水作用:
形成球蛋白的核心
去垢劑,有機溶劑鹽鍵:穩(wěn)定α-螺旋,三、四級結(jié)構(gòu)酸、堿*二硫鍵(共價鍵):穩(wěn)定三、四級結(jié)構(gòu)
還原劑配位鍵:與金屬離子的結(jié)合螯合劑EDTA二、穩(wěn)定蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的作用力三、二級結(jié)構(gòu)
多肽鏈的主鏈在空間的排列、或規(guī)則的幾何走向、旋轉(zhuǎn)和折疊。
蛋白質(zhì)主鏈折疊產(chǎn)生的由氫鍵維系的有規(guī)則的空間構(gòu)象。即多肽鏈的主鏈骨架中若干肽單位,各自沿一定的軸盤旋或折疊,形成有一定程度規(guī)則的氫鍵結(jié)構(gòu)的構(gòu)象。
α-螺旋(α-helix)β-折疊(β-pleatedsheet)β-轉(zhuǎn)角(β-turn)
無規(guī)則卷曲(nonregularcoil)(一)多肽鏈折疊的空間限制肽平面與
-碳原子的二面角(
和
)肽平面:是由肽鍵和相鄰兩
-碳原子構(gòu)成的剛性平面。
肽鍵肽平面肽鍵平面肽鏈中的肽平面肽鏈中的肽平面兩個肽平面以一個Cα為中心發(fā)生旋轉(zhuǎn)
或:是單鍵,C和N之間亦是單鍵,均可自由旋轉(zhuǎn),從而兩肽平面間可旋轉(zhuǎn),當和旋轉(zhuǎn)鍵所在肽平面取向另一肽平面H-C-R二等分,且該旋轉(zhuǎn)鍵兩側(cè)主鏈處于順式構(gòu)型時,規(guī)定或為00
1.α-螺旋(α-helix)α-螺旋的特征:⑴螺旋的方向為右手螺旋,每3.6個氨基酸旋轉(zhuǎn)一周,螺距為0.54nm,每個氨基酸殘基的高度為0.15nm,肽鍵平面與螺旋長軸平行;⑵氫鍵是α-螺旋穩(wěn)定的次級鍵,相鄰的螺旋間形成鏈內(nèi)氫鍵,即從N端開始,每個氨基酸殘基上的
C=O與它后面第四個殘基的N-H上的H形成氫鍵;⑶α-螺旋中,氨基酸殘基的側(cè)鏈分布在螺旋的外側(cè),它的形狀、大小及電荷均影響螺旋的形成和穩(wěn)定。⑷α-螺旋也叫3.613螺旋,13表示氫鍵封閉的環(huán)內(nèi)含有13個原子。α-螺旋的偶極矩2.β-折疊片β-折疊片的結(jié)構(gòu)特征:⑴肽鏈主鏈上的-NH-和相鄰肽鏈上的-CO-之間形成有規(guī)律的氫鍵;⑵肽鏈有平行和反平行兩種排列方式,反平行式中形成氫鍵的各原子呈直線排列,所以更穩(wěn)定;⑶反平行式中,兩個氨基酸之間的距離為0.35nm,平行式中為0.325nm;⑷肽鏈上的R基分布在折疊片的兩側(cè),正反交錯,而肽平面幾乎在同一平面上;
-轉(zhuǎn)角(
-turn)特點:1、主鏈骨架180
返折;2、在
-轉(zhuǎn)角部分,由四個氨基酸殘基組成;3、彎曲處的第一個氨基酸殘基的-C=O和第四個殘基的–N-H之間形成氫鍵,形成一個不很穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。3.β-轉(zhuǎn)角
這類結(jié)構(gòu)主要存在于球狀蛋白分子中,使肽鏈具有彎曲,回折和能力,以便生成結(jié)實,球狀結(jié)構(gòu)。4.無規(guī)則卷曲無規(guī)卷曲是一種無定規(guī)律的結(jié)構(gòu),主要指那些不能被歸入明確的二級結(jié)構(gòu),其本身也具有一定的穩(wěn)定性。這些部位往往是蛋白質(zhì)分子功能實施和構(gòu)象的重要區(qū)域。四、超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域超二級結(jié)構(gòu):由若干相鄰的二級結(jié)構(gòu)元件組合在一起,彼此相互作用,形成的有規(guī)則的二級結(jié)構(gòu)組合。
αα
βαβ
ββ
一、復繞α-螺旋:(αα型):由兩股平行或反平行的右手螺旋段相互纏繞而成的左手卷曲螺旋或稱超螺旋。
二、βxβ:由兩段平行β-折疊股和一段x結(jié)構(gòu)連接組成。如:βαβ
兩組βαβ-單元組合在一起,生成更復雜的超二級結(jié)構(gòu)——Rossmann折疊。
αα螺旋束示意圖
βαβ的兩種連接方式
在二級結(jié)構(gòu)和超二級結(jié)構(gòu)的基礎上形成并相對獨立的三級結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū)稱為結(jié)構(gòu)域。它是球狀蛋白質(zhì)的折疊單位,通常也是功能域。五、三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)定義:P51是由由二級結(jié)構(gòu)元件(螺旋,折疊,轉(zhuǎn)角,無規(guī)卷曲等)構(gòu)成的總?cè)S結(jié)構(gòu)。包括一級結(jié)構(gòu)中相距遠的肽段之間的幾何關(guān)系和側(cè)鏈在三維空間中彼此間的相互關(guān)系。簡言之,是指蛋白質(zhì)多肽鏈所有原子在空間上的排列。對多球狀蛋白:三級結(jié)構(gòu)形成→分子內(nèi)疏水、分子表面親水R基團分類氨基酸的R基團不帶電荷或極性極微弱的屬于非極性氨基酸,如:甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸、胱氨酸和半胱氨酸。氨基酸的R基團帶電荷或有極性的屬于極性氨基酸,它們又可分為:
(1)極性中性氨基酸:R基團有極性,但不解離,或僅極弱地解離,它們的R基團有親水性。如:絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、天門冬酰胺。
(2)酸性氨基酸:R基團有極性,且解離,在中性溶液中顯酸性,親水性強。如天門冬氨酸、谷氨酸。
(3)堿性氨基酸:R基團有極性,且解離,在中性溶液中顯堿性,親水性強。如組氨酸、賴氨酸、精氨酸。維持三級結(jié)構(gòu)的作用力有:
⑴疏水相互作用
⑵離子鍵⑶氫鍵⑷范德華力⑸二硫鍵
球狀蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的特征:(1)一種分子可含有多個二級結(jié)構(gòu)元件;
(2)具有明顯而豐富的折疊層次;(3)緊密折疊成球狀或橢圓狀;(4)疏水側(cè)鏈埋藏在分子內(nèi)部而親水基團暴露在分子表面;(5)分子表面往往有一個罅縫(空穴)。六、四級結(jié)構(gòu)(quaternarystructure)
是指亞基間的空間排布、亞基間相互作用與接觸部位的布局,不包括亞基本身的空間結(jié)構(gòu)。亞基間以次級鍵相連,絕無共價鍵1.概念蛋白質(zhì)分子由兩條或兩條以上肽鏈組成,每條肽鏈各自形成了獨立的三級結(jié)構(gòu),分子中的每一個具有獨立三級結(jié)構(gòu)肽鏈,稱為亞基
亞基(subunit).維持蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的作用力主要是疏水作用次級鍵鹽鍵、氫鍵環(huán)境物化條件改變-結(jié)構(gòu)變化-蛋白質(zhì)性質(zhì)變化變性后高級結(jié)構(gòu)破壞,一級結(jié)構(gòu)不變七、蛋白質(zhì)變性蛋白質(zhì)的變性
熱、紫外線照射、高壓和表面張力、有機溶劑、脲、胍、酸堿
蛋白質(zhì)變性的的化學本質(zhì):維持高級結(jié)構(gòu)的次級鍵(氫鍵,離子鍵,疏水相互作用,范德華力等)被破壞(一級結(jié)構(gòu)不被破壞),特別是氫鍵的破壞,從而具有活性的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象被破壞。多肽鏈特有的有規(guī)則排列發(fā)生了變化。變性是指蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,而肽鍵不斷裂。
蛋白質(zhì)變性機理變性后的蛋白質(zhì)某些性質(zhì)發(fā)生變化,主要包括:①疏水性基團暴露,水中溶解性降低;②某些蛋白質(zhì)的生物活性喪失;③肽鍵暴露出,易被酶攻擊而水解;④蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力發(fā)生了變化;⑤溶液粘度發(fā)生了變化;⑥蛋白質(zhì)結(jié)晶能力喪失。因此可以通過測定蛋白質(zhì)的一些性質(zhì)如沉降性質(zhì)、粘度、電泳性質(zhì)、熱力學性質(zhì)等了解其變性程度。蛋白質(zhì)的變性
正常結(jié)構(gòu)
randam結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)變性的因素(一)物理因素
1.加熱:
加熱是引起蛋白質(zhì)變性的最常見因素,蛋白質(zhì)熱變性后結(jié)構(gòu)伸展變形,次級鍵(氫鍵)破壞,氨基酸有序排列被解除。
變性程度與時間、溫度、含水量有關(guān)。2.冷凍:
低溫處理可導致某些蛋白質(zhì)的變性。
分子間二硫鍵的形成。應用:凍豆腐3.機械處理:
有些機械處理如揉捏、攪打等,由于剪切力的作用使蛋白質(zhì)分子伸展,破壞了其中的α一螺旋,使蛋白質(zhì)網(wǎng)絡發(fā)生改變而導致變性。面團的揉制就是典型的例子。4.其它因素:
如高壓、輻射等處理均能導致蛋白的變性。(二)化學因素
1.酸、堿因素:大多數(shù)在特定的pH值范圍內(nèi)是穩(wěn)定的,但在極端pH條下,Pr分子內(nèi)部的可離解基團受強烈的靜電排斥作用而使分子伸展、變性。
3.有機溶劑:
親水性有機溶劑可通過降低Pr溶液的介電常數(shù),降低Pr分子間的靜電斥,導致其變性;或是進入蛋白質(zhì)的疏水性區(qū)域,破壞蛋白質(zhì)分子的疏水相互作用。這些作用力的改變均導致了蛋白質(zhì)構(gòu)象的改變,從而產(chǎn)生了變性。
4.有機化合物:
高濃度的尿素和胍鹽(4~8mol/L)會導致蛋白質(zhì)分子中氫鍵的斷裂,因而導致蛋白質(zhì)的變性;而表面活性劑如十二烷基磺酸鈉(SDS)能在蛋白質(zhì)的疏水區(qū)和親水區(qū)間起作用,不僅破壞疏水相互作用,還能促使天然蛋白分子伸展,所以是一種很強的變性劑。5.還原劑:
巰基乙醇、半胱氨酸、二硫蘇糖醇等還原劑能使Pr分子中存在的二硫鍵還原,從而改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象。總的說來,蛋白質(zhì)的變性—般來講是有利的,但在某些情況下是必須避免的,如酶的分離、牛乳的濃縮等過程蛋白正變性會導致酶的失活或沉淀生成。第二節(jié)油料蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與特征一、大豆蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與特征根據(jù)溶解性,大豆蛋白可分為兩大類:清蛋白(非酸沉蛋白)和球蛋白(酸沉蛋白)。
結(jié)合蛋白(糖蛋白)蛋白體:5-20μm(5-8μm)大豆球蛋白、伴大豆球蛋白分子量測定方法:超離心沉降法、凝膠電泳法、光散色法用超離心沉降法分為四個組分,即:2S,7S,11S,15S(S為沉降系數(shù)),每一組分是一些重量接近的分子混合物。主要成分是7S和11S,占70%以上。80%的分子量在10萬以上。
(1)2S組分:含胰蛋白酶抑制素、細胞色素C和兩種局部檢定的球蛋白等,在N-末端結(jié)合有天冬氨酸。2S球蛋白為а-伴大豆球蛋白。這些低相對分子量的蛋白通常存在于乳清中,常常需要進行加熱以消除不良作用而有利于消化。
(2)7S組分(42%):四種不同種類的蛋白質(zhì),即:血球凝集素、脂肪氧化酶、β-淀粉酶和7S球蛋白,其中7S球蛋白所占的比例最大。占7S組分的1/3,占大豆蛋白總量的1/4。
7S球蛋白(β-伴大豆球蛋白)是一種糖蛋白,由3個亞基(а、а’、β
)組成三聚體。
(3)11S組分:組分比較單一,到目前為止只發(fā)現(xiàn)一種11S球蛋白。
糖蛋白,糖含量比7S少得多,11S組分有一個特性,即冷沉性。脫脂大豆的水浸出蛋白液在0-2℃水中放置后,約有86%的11S組分沉淀出來,利用這一特征可分離濃縮11S組分。
6個A亞基,酸性亞基
4個B亞基,堿性亞基
AB亞基
7S和11S的比較?(營養(yǎng)、功能特性)11S和7S加工性質(zhì)有很大不同。二者加熱后均能形成凝膠或鈣質(zhì)誘導凝膠,但從11S部分形成的凝膠呈乳酪狀,有較高的拉力和剪力以及較強的吸水能力,而從7S球朊和分離的蛋白質(zhì)形成的均較低。此外從11S部分制得的堿性亞基在酸性飲料中的PH范圍內(nèi)甚易溶解。
(4)15S組分:15S組分并不是單純蛋白質(zhì),而是有多種分子構(gòu)成的,在酶沉淀、透析沉淀時,15S首先沉淀。目前對這一組分的研究還很不透徹,未能單獨提取其組成。二、其他油料蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與特征花生蛋白菜籽蛋白芝麻蛋白第三節(jié)谷物蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與特征以小麥蛋白質(zhì)為例按生物功能:代謝活性的蛋白質(zhì)(清、球)、貯藏蛋白(醇溶、谷)谷類作物形態(tài):胚乳蛋白、糊粉層蛋白、胚蛋白溶解度:麥膠蛋白、麥谷蛋白、清蛋白、球蛋白發(fā)酵面團形成的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡面筋蛋白模型面團形成過程谷蛋白→先吸水膨脹→同時吸收醇溶蛋白、清蛋白、球蛋白→疏水基交聯(lián),谷蛋白分子內(nèi)二硫鍵轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿娱g二硫鍵→形成巨大的立體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)骨架→填充淀粉、脂肪、水、糖和無機鹽等→良好黏彈性和延伸性的面團。面團形成與面筋蛋白質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系蛋白質(zhì)中含有較少的可解離氨基酸,在水溶液中難以溶解;含有大量谷氨酰胺和羥基氨基酸,具有良好親水性和粘著性;蛋白質(zhì)中的疏水氨基酸集中形成肽段,易與脂蛋白和脂類發(fā)生疏水結(jié)合作用;蛋白質(zhì)中具有大量分子內(nèi)和分子間的二硫鍵,從而產(chǎn)生堅韌而連續(xù)的結(jié)構(gòu)。面團性質(zhì)的影響因素“水化面筋模型”認為,面筋是蛋白質(zhì)組成的片狀結(jié)構(gòu),中間有脂蛋白隔離。面筋蛋白吸水后,蛋白質(zhì)水化,適度伸展、定向排列,組合形成三維立體網(wǎng)絡,可阻留其他成分如淀粉、糖、脂等。滿意的面團形成需要谷蛋白與醇溶蛋白的適當配合:面團的強度和彈性主要與谷蛋白有關(guān),而其流動性、延展性和膨脹性主要與醇溶蛋白有關(guān)。還原劑如半胱氨酸、二硫蘇糖醇等破壞二硫鍵的連接而使面團弱化;反之氧化劑如溴酸鉀、碘酸鉀等可使面團強化。面團的結(jié)構(gòu)不同處理的面包體積第四章植物蛋白的功能特性第一節(jié)概述一、溶解性二、水化作用三、蛋白質(zhì)與油、水之間的關(guān)系四、凝膠性五、黏度蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)是指除營養(yǎng)價值外,對食品需宜特性有利的蛋白質(zhì)的物理化學性質(zhì),如凝膠、溶解、泡沫、乳化、粘度等在食品中起著十分重要作用的性質(zhì)。蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)影響著食品感官質(zhì)量、食品質(zhì)地,也對食品或成分在制備、加工或貯存過程中的物理特性起著主要作用。受本身物化性質(zhì)、并存成分及環(huán)境影響<1>水合性質(zhì):取決于蛋白質(zhì)與水之間的相互作用,包括水的吸附與保留、濕潤性、膨脹性、粘合、分散性、溶解性等。<2>與蛋白質(zhì)之間的相互作用有關(guān)的性質(zhì),如沉淀、膠凝、組織化、面團的形成等。<3>蛋白質(zhì)的表面性質(zhì):蛋白質(zhì)的起泡、乳化等方面的性質(zhì)。食品蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)可以分為三大類:
食品
功能性質(zhì)飲料湯沙司不同PH下的溶解度,熱穩(wěn)定性,粘度,乳化性質(zhì),水保留性燒烤食品(面包、蛋糕等)的面團形成形成基質(zhì)和具有粘彈性的薄膜粘合性,熱變性,膠凝性,水的吸附,乳化作用,發(fā)泡性,褐變。乳制品(干酪、冰淇淋等)乳化作用,脂肪保留性,粘度,發(fā)泡性,膠凝作用,凝結(jié)作用。肉制品(香腸等)乳化作用,膠凝作用,內(nèi)聚力,水和脂肪的吸附與保留肉的替代物(組織化蛋白)水和脂肪的吸附與保持,不溶性,硬度,嘴嚼性,內(nèi)聚力,熱變性食品涂膜內(nèi)聚力,粘附性糖果制品(巧克力等)分散性,乳化性質(zhì)雞蛋代用品發(fā)泡性,膠凝作用表3.1各種食品中蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)
一、溶解性Pr的溶解性即Pr在水中的溶解能力。Pr溶解度對天然蛋白質(zhì)的提取、分離提純及評價蛋白質(zhì)變性程度非常有用,蛋白質(zhì)在飲料中的應用也與其溶解度有關(guān)。NSIPDI影響Pr溶解度的因素:pH值、離子強度、溫度、溶劑類型等。
二、水化性質(zhì)1.水化作用:
多數(shù)食品是水合體系,食品中各成分的物理化學性質(zhì)和流變學性質(zhì)受體系中水活度的影響,Pr的構(gòu)象在很大程度上和它與水的作用有關(guān)。濃縮物或離析物在應用于食品中時都涉及水合,因此研究Pr水化性質(zhì)在食品加工中是非常有用的。蛋白質(zhì)從干燥狀態(tài)逐漸水合時有如下的過程:
干燥蛋白→極性部位吸附水→多層水吸附→液態(tài)水凝聚→蛋白質(zhì)溶脹水化作用:Pr通過直接吸附和松散結(jié)合,被水分子層層包圍起來。2.吸水性和保水性吸水性:干燥Pr在一定濕度中達到水分平衡時的水分含量。保水性:離心后,蛋白質(zhì)殘留的水分含量。3.膨脹性4.影響Pr水化作用的因素:
Pr濃度、pH值、溫度、離子強度、其它成分的存在均能影響Pr-Pr和Pr-水。蛋白質(zhì)吸附水、保留水的能力對各類食品尤其是碎肉和面團等的質(zhì)地起重要的作用,其它的功能性質(zhì)如膠凝、乳化也與蛋白質(zhì)的水合有十分重要的關(guān)系。三、Pr與油、水之間的關(guān)系1.乳化性Pr幫助油滴在水中形成乳化液,并使之保持穩(wěn)定的狀態(tài)。良好乳化性對蛋白質(zhì)的要求:快速吸附到界面上分子柔性好,能夠快速展開并在界面上定向在界面上能夠與相鄰分子相互作用形成強度和韌性足夠的薄膜。乳化性質(zhì)的影響因素結(jié)構(gòu)特點:分子溶解性好親水/疏水部位相對集中分子容易變形打開疏水作用與靜電力的平衡乳化性質(zhì)的影響因素影響到蛋白質(zhì)狀態(tài)的因素,也會對乳化性質(zhì)發(fā)生影響。pI時乳化性能下降。加熱妨礙乳化穩(wěn)定性,但部分變性有利乳化。小分子表面活性劑降低蛋白質(zhì)的乳化性能。蛋白質(zhì)濃度需要達到一定程度方具良好乳化性。大豆蛋白質(zhì)的乳化作用需要蛋白質(zhì)乳化作用的食品蛋白質(zhì)飲料色拉醬冰淇淋蛋糕肉鹵低脂肪肉腸2.吸油性吸收自由脂肪和結(jié)合脂肪,形成脂朊絡合物。應用:肉制品油炸制品3.發(fā)泡性
食品泡沫:食品泡沫通常是氣泡在連續(xù)的液相或含可溶性表面活性劑的半固相中形成的分散體系。如蛋白質(zhì)酥皮、蛋糕、棉花糖、冰淇淋、蛋奶酥、啤酒泡沫、奶油凍等。
分布均勻的細微氣泡可以使食品產(chǎn)生稠性、細膩和松軟性,提高分散性和風味感。發(fā)泡性:需要分子具備柔韌性和疏水性泡沫穩(wěn)定性:需良好水合作用和蛋白質(zhì)分子間相互作用起泡作用的指標:膨脹率、起泡力、泡沫穩(wěn)定性、泡沫強度氣-液界面的自由能高于油-水界面。故而蛋白質(zhì)需要在界面上展開以降低表面張力。糖類通常能抑制泡沫膨脹,但可提高泡沫的穩(wěn)定性。后者是因為糖類物質(zhì)能增大體相粘度,降低了薄片流體的脫水速率。由于糖類提高了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,使蛋白質(zhì)不能夠在界面吸附和伸長,因此,在攪打時蛋白質(zhì)就很難產(chǎn)生大的界面面積和大的泡沫體積。所以制作蛋白酥皮和其它含糖泡沫甜食,最好在泡沫膨脹后再加入糖。脂類會嚴重損害蛋白質(zhì)的起泡性能,因此,無磷脂的大豆蛋白質(zhì)制品、不含蛋黃的蛋白質(zhì)、“澄清的”乳清蛋白或低脂乳清蛋白離析物與它們的含脂對應物相比,其起泡性能更好。這可能是由于具有表面活性的脂類化合物占據(jù)了空氣-水界面,對吸附蛋白質(zhì)膜的最適宜構(gòu)象產(chǎn)生干擾,從而抑制了蛋白質(zhì)在界面的吸附,使泡沫的內(nèi)聚力和粘彈性降低,最終造成攪打過程中泡沫破裂。蛋白質(zhì)加熱部分變性,可改善泡沫的起泡性。因此在產(chǎn)生泡沫前,適當加熱處理可提高大豆蛋白(70-~80℃)、乳清蛋白(40~60℃)、卵清蛋白(卵清蛋白和溶菌酶)等蛋白質(zhì)的起泡性能,熱處理雖然能增加膨脹量,但會使泡沫穩(wěn)定性降低。若用比上述更劇烈的條件熱處理則會損害起泡能力。要想形成足夠量的泡沫,必須使攪動的持續(xù)時間和強度適合于蛋白質(zhì)的充分伸展和吸附。過度強烈攪拌會降低膨脹量和泡沫的穩(wěn)定性,卵清對過度攪拌特別敏感,攪打卵清蛋白超過6~8min可引起蛋白質(zhì)在空氣-水界面發(fā)生聚集-絮凝。這些不溶解的蛋白質(zhì)在界面不能被完全吸附,使液體薄片的粘性不能滿足泡沫高度穩(wěn)定性的要求。大多數(shù)蛋白質(zhì)是一種復合蛋白,因此,它們的起泡性質(zhì)受吸附在界面上的蛋白質(zhì)組分之間的相互作用影響。例如,蛋清之所以具有優(yōu)良的起泡性能,是與它的蛋白質(zhì)組成有關(guān)。酸性蛋白質(zhì)如果適當與堿性蛋白結(jié)合,則可提高起泡性,蛋白質(zhì)的乳化能力和起泡能力之間不存在緊密的相關(guān)性。意大利咖啡卡布奇諾(cappuccino)意大利特濃(Espresso)等的調(diào)制中常用到奶沫,而奶沫是用攪打熱牛奶來制作的。雞蛋糕的制作中就利用了蛋白質(zhì)的起泡性發(fā)泡作用的影響因素pI時泡沫穩(wěn)定性最佳鹽溶作用妨礙起泡,二價離子有利起泡攪打前加糖妨礙蛋白質(zhì)展開,后加糖增加粘度穩(wěn)定泡沫表面活性劑具有消泡作用低溫加強氫鍵力,不利泡沫形成蛋白質(zhì)濃度高有利起泡部分變性有利起泡但高溫妨礙蛋白質(zhì)吸附于界面剪切力有利起泡但過度攪打引起凝沉發(fā)泡性和疏水性的關(guān)系需要蛋白質(zhì)發(fā)泡作用的食品攪打奶油蛋糕面包冰淇淋四、凝膠性1.定義:變性的Pr分子聚集并形成有序的Pr空間網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),其中含有大量的水。蛋白質(zhì)的膠凝與蛋白質(zhì)的締合、聚集、聚合、沉淀、絮凝和凝結(jié)等有區(qū)別:
Pr的締合是指在亞基或分子水平上發(fā)生的變化;
聚合或聚集是指由于溶解度部分或全部喪失而引起的一切聚集反應;
絮凝是指沒有蛋白質(zhì)變性時的無序聚集反應;凝結(jié)是變性蛋白質(zhì)的無序聚集反應。2.凝膠形成的特性和凝膠結(jié)構(gòu):
在凝膠中,Pr的網(wǎng)絡是由于Pr-Pr、Pr-H2O
之間的相互作用及鄰近肽鏈之間的吸引力和排斥力達到平衡時形成的。即靜電引力、Pr-Pr的作用有利于肽鏈的靠近;靜電斥力、Pr-H2O的作用有利于肽鏈的分離。
3.形成凝膠的條件:
(1)在多數(shù)情況下熱處理是凝膠形成的必需條件,然后再冷卻。有時加入少量的酸或Ca2+鹽可提高膠凝速度和膠凝強度;(2)有時不需要加熱也可以形成凝膠,如有些蛋白質(zhì)只需要加入Ca2+鹽,或適當?shù)拿附?,或加入堿使之堿化后再調(diào)PH值至等電點,就可發(fā)生膠凝作用。4.凝膠的分類:
(1)熱可逆凝膠:在加熱時融解,冷卻后又可重新通過氫鍵形成凝膠;(2)熱不可逆凝膠:這類凝膠一旦形成就通過二硫鍵維持其穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài),不易受加熱等因素的影響。5.凝膠的特性:由于凝膠是一種有序的空間網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),它高度水合(每克蛋白質(zhì)可結(jié)合水10g以上),且其它成分也存在于該網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中,它們都不易被擠壓出來。水的保留可能與網(wǎng)絡的微毛細孔結(jié)構(gòu)有關(guān),也可能與肽鏈上羰基和氨基的極化有關(guān)。五、組織化(一)概念:蛋白質(zhì)是食品質(zhì)地或結(jié)構(gòu)的構(gòu)成基礎,例如肉、魚的肌原纖維、干酪的酪蛋白等。
蛋白質(zhì)的組織化是使可溶性植物蛋白或乳蛋白形成具嘴嚼性和良好持水性的薄膜或纖維狀產(chǎn)品,且在以后的水合或加熱處理中能保持良好的性能。組織化的蛋白質(zhì)可以作為肉的代用品或替代物,還可以用于對動物蛋白進行重組織化(例如對牛肉或禽肉的重整加工)。
五、粘度
Pr溶液的粘度反映出它流動的阻力.蛋白質(zhì)溶液與多數(shù)溶液如懸浮液、乳濁液一樣,是非牛頓流體,粘度系數(shù)隨其流速的增加而降低,這種現(xiàn)象稱之為“剪切稀釋”.原因如下:<1>分子朝著流動方向逐漸取向,使得摩擦阻力降低;<2>蛋白質(zhì)的水合環(huán)境朝著流動方向變形;<3>氫鍵和其它弱鍵的斷裂使得蛋白質(zhì)很快分散。
影響蛋白質(zhì)流體粘度的主要因素<1>蛋白質(zhì)分子的固有特性,例如分子大小、體積、結(jié)構(gòu)、電荷數(shù)及濃度的大小等;
<2>蛋白質(zhì)和溶劑間的相互作用;
<3>蛋白質(zhì)分子之間的相互作用。
Pr的粘度、稠度是流體食品如飲料、肉湯、湯汁等的主要功能性質(zhì),對蛋白質(zhì)食品的輸送、混合、加熱、冷卻等加工過程也有實際意義。第二節(jié)大豆蛋白制品的功能特性及應用一、功能性1.乳化作用2.吸油性3.吸水性和保水性4.黏度5.凝膠性6.起泡性7.調(diào)色性:漂白、增色二、影響大豆蛋白品質(zhì)的成分大豆中存在的酶類與抗營養(yǎng)因子影響產(chǎn)品的質(zhì)量、營養(yǎng)、加工工藝。大豆中已發(fā)現(xiàn)的酶類有近30種,其中脂肪氧化酶、脲酶對產(chǎn)品質(zhì)量影響最大。大豆抗營養(yǎng)因子6種,其中胰蛋白酶阻礙因子、凝血素和皂甙對產(chǎn)品質(zhì)量影響最大。1.胰蛋白酶抑制素
Kunitz和Bowman-Birk(穩(wěn)定性和抑制作用強于前者)
蒸汽滅活胰蛋白酶抑制因子可抑制胰臟分泌的胰蛋白酶的活性,影響消化吸收,降低蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值。耐熱性強,不易被破壞。大豆胰蛋白酶抑制物的熱穩(wěn)定性是豆奶加工中最為重要的問題之一。胰蛋白酶抑制物溫度高于100℃,30min,酶活性可下降90%。海城豆奶事件
2003年3月19日遼寧省海城市鐵西區(qū)的8所小學近3000名小學生中毒、1人死亡的“遼寧海城豆奶事件”本次事件是飲用中美合資鞍山寶潤乳業(yè)有限公司生產(chǎn)的“高乳營養(yǎng)學生豆奶”造成的豆奶食物中毒。造成中毒的原因是活性豆粉中的胰蛋白酶抑制素等抗營養(yǎng)因子未徹底滅活。由于部分人群對此類物質(zhì)較為敏感,飲用含有這類物質(zhì)的豆奶后會引起以上消化道為主的刺激癥狀。2.脂肪氧化酶底物:亞油酸、亞麻酸漂白面粉、氧化面筋脂肪氧化酶氧化不飽和脂肪酸的產(chǎn)物造成豆腥味。脂肪氧化酶的耐熱性較低,80℃是其存活界限。加熱滅活、半胱氨酸和檸檬酸聯(lián)用3.血細胞凝集素糖蛋白(甘露糖、葡糖氨)有凝固動物體內(nèi)紅血球作用。耐熱性低于胰蛋白酶抑制劑,蛋白水解酶和加熱均可使其失活。4.尿素酶催化尿素水解生成碳酸和兩分子氨的含鎳酶。是大豆各種酶中活性最強的酶動物飼料中添加尿素濕熱處理國內(nèi)外均將脲酶作為大豆抗營養(yǎng)因子活力的一種指標酶。5.植酸影響微量元素的吸收絡合6.脹氣因子是指大豆中存在的棉子糖和水蘇糖,其含量分別占全豆的1.1%和3.7%;由于棉子糖和水蘇糖在人體小腸中不能消化,經(jīng)過大腸時,被細菌發(fā)酵而產(chǎn)氣,引起脹氣、腹瀉等;7.大豆皂甙大豆中約含0.56%的皂甙,溶于水后能生成膠體溶液,攪動時像肥皂一樣產(chǎn)生泡沫。大豆皂甙有溶血作用,提取后可治療心血管病。還有抗癌作用,抑制HIV病毒的效果很好。但有一定毒性,一般低于50mg/kg體重時安全。三、大豆蛋白質(zhì)制品中氣味的產(chǎn)生及防止(一)氣味根源1.大豆本身含有的不良氣味成分揮發(fā)性呈味物質(zhì)主要有甲醛、乙醛、正己醛、異戊醛、正庚醛、丙酮、乙庚酮、正己醇、正庚醇、醋酸、丙酸、戊酸、己酸、辛酸、甲胺、二甲胺、硫化氫等。不揮發(fā)呈味物質(zhì)主要是酚酸、綠原酸和大豆磷脂酰膽堿。這些不良氣味成分與大豆蛋白質(zhì)結(jié)合在一起,使整粒大豆具有青臭氣和豆腥味。2.氧化大豆脂肪的自動氧化反應大豆脂肪的酶促氧化反應
(二)氣味的改善及防治鈍化脂肪氧化酶還原劑離子交換氣味掩蓋四、大豆蛋白制品的應用1.肉制品。大豆蛋白用量最大的是肉制品。香腸中加入大豆蛋白,可提高肉類中水分和脂肪的固著力,并與淀粉凝在一起穩(wěn)定劑存在于脂肪乳化液中。午餐肉里把大豆蛋白加入肉末中與其他成分能較好的混合,并膨脹成一個完整的塊裝。在肉末制品中加放的大豆蛋白使肉汁不至于很快失去水分和脂肪。在熟火腿中使用大豆蛋白作熏烤液,不僅可增加蛋白質(zhì)含量,而且還改進了持水能力,使產(chǎn)品含汁、鮮嫩。從營養(yǎng)學角度看,大豆蛋白的氨基酸含量低,添加到肉制品中,可以起互補作用,成為更為理想的高級蛋白質(zhì)。
2.焙烤制品。適量的將脫脂大豆蛋白添加到面粉中去,加工成營養(yǎng)面包、營養(yǎng)餅干等,可提高制品風味,減少脂肪、提高蛋白質(zhì)含量和改善烘烤的質(zhì)量,并有助于調(diào)節(jié)面團性質(zhì)、改善皮色和面包心質(zhì)構(gòu)和蛋糕彈性。大豆蛋白作為食品的添加劑,有較好的保濕性、抗衰老性和延長產(chǎn)品的貨架期。3.大豆蛋白飲料4.乳品。豆乳類、發(fā)酵豆乳、速溶豆粉、嬰幼兒配方食品、其他含大豆蛋白乳制品(大豆煉乳、植物性干酪、大豆冰淇淋)等牛奶蛋白過敏和乳糖不耐癥的嬰兒5.水產(chǎn)制品。大豆蛋白用于水產(chǎn)制品,可提高其蛋白質(zhì)含量,改善產(chǎn)品的品質(zhì)和口感,降低成本,延長保存期。6.面制品及其他食品中的應用。在面制品中添加大豆蛋白,可增加產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)含量,并可利用蛋白質(zhì)的互補作用,提高蛋白質(zhì)的生物價(BV),從而提高面制品的營養(yǎng)價值。其黏度要小,分散度快,不易結(jié)團的特點,更適用于烘焙食品、方便面、掛面等。7.糖果。利用大豆蛋白粉生產(chǎn)糖果,如生產(chǎn)砂性奶糖,可全部代替奶粉。如生產(chǎn)膠質(zhì)奶糖,可代替50%的奶粉。8.大豆蛋白在其他食品中的應用。方便食品(大豆蛋白膨化食品,大豆蛋白涂抹食品等等);仿生食品(大豆蛋白杏仁,大豆蛋白核桃仁,大豆蛋白羊羹等等)。大豆蛋白產(chǎn)品的用途大豆蛋白產(chǎn)品可用于工業(yè)和直接食用用途,可應用范圍廣泛:大豆分離蛋白大豆?jié)饪s蛋白大豆組織蛋白脫脂蛋白粉注射肌肉制品、滾揉、低溫肉制品*乳化斬伴肉制品:香腸、紅腸、臘腸、午餐肉****蛋白飲料*素食、休閑食品***兒童食品、奶粉、營養(yǎng)粉*面食制品:面包、餅干、方便面等***鉸肉類制品:肉餡、肉丸****人造海產(chǎn)品*醬類食品:炸醬**冷飲***風味結(jié)合性蛋白質(zhì)通過疏水相互作用與各種風味物質(zhì)相結(jié)合有利增強疏水性的條件都會促進風味結(jié)合2.熱塑性擠壓:
植物蛋白通過熱塑性擠壓得到干燥的纖維多孔狀顆?;蛐K,復水后嘴嚼性好。用此法可制作肉丸、漢堡包的肉糜、肉的替代物、填充物等,還可以用于血液、魚肉及其它農(nóng)副產(chǎn)品的組織化。
3.纖維的形成:在PH>10的條件下,高濃度的蛋白溶液通過靜電斥力而分子離解并充分伸展。
制作方法:將該溶液在高壓下通過一個有許多小孔的噴頭
六、面團的形成(Doughformation)1.面團的形成:小麥胚乳中面筋蛋白質(zhì)在有水存在下室溫混和、揉捏能夠形成強內(nèi)聚力和粘彈性糊狀物,這是小麥面粉轉(zhuǎn)化為面包面團,并經(jīng)發(fā)酵烘烤形成面包的基礎。2.面團形成的本質(zhì):面筋蛋白主要由麥谷蛋白和麥醇溶蛋白組成,面團的特性與它們密切相關(guān)。影響面團的因素:(1)在面包制作過程中麥谷蛋白和麥醇溶蛋白的平衡非常重要。大分子的麥谷蛋白與面包的強度有關(guān),它的含量過高會抑制發(fā)酵過程中殘留CO2的膨脹,抑制面團的鼓起;麥醇溶蛋白含量過高會導致過度的膨脹,產(chǎn)生的面筋膜易破裂和易滲透,面團塌陷。(2)在面團中加入極性脂類、變性球蛋白有利于麥谷蛋白和麥醇溶蛋白的相互作用,提高面筋的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),而中性脂肪、球蛋白則不利面團網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的形成。
(3)面筋蛋白的組成:面筋蛋白中大量的谷氨酰胺與羥基氨基酸易形成氫鍵,使面筋具有吸水能力和粘聚性質(zhì),含有一SH的面筋蛋白能形成雙硫鍵,在面團中它們緊密連在一起。當面粉被揉捏時分子伸展,二硫鍵形成,疏水作用增強,面筋蛋白轉(zhuǎn)化形成了立體的具有粘彈性的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡。加入還原劑能破壞-S-S-,則可破壞面團的內(nèi)聚結(jié)構(gòu),但加入KBrO3氧化劑則有利于面團的彈性和韌性。
蘭州拉面的制作巧妙運用了面粉的物理性能,即面筋蛋白質(zhì)的延伸性和彈性。用新鮮的高筋面粉加適量堿,和面的水溫30℃,因如此面中的蛋白質(zhì)吸水性高,面筋多,面的延伸性和彈性最好醒面,可使蛋白質(zhì)有充分的吸水時間溜條,將面反復搗、揉、抻、摔,增加面筋的強度七、乳化性質(zhì)(Emulsifyingproperties)
1.蛋白質(zhì)在食品乳膠體中的穩(wěn)定作用:許多食品(如牛乳、冰淇淋)屬于乳膠體,蛋白質(zhì)對穩(wěn)定這些乳膠體起著重要作用??扇苄訮r的乳化特性是由于Pr具有親水基團和疏水基團,它們濃集在油-水表面,降低體系的表面張力和減少形成乳濁液所需的能量。一般認為蛋白質(zhì)的疏水性越大,界面上吸附的蛋白質(zhì)濃度越大,界面張力越小,乳濁液因而也就更穩(wěn)定。2.影響乳化作用的因素:
(1)Pr的種類:球蛋白(如血清蛋白、乳清蛋白)具有很穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和很強的親水性,故不是很好的乳化劑;酪蛋白由于其無規(guī)則卷曲的結(jié)構(gòu)特點及肽鏈上的高度親水區(qū)域和高度疏水區(qū)域是很好的乳化劑。大豆蛋白離析物、肉和魚肉蛋白質(zhì)等也是很好的乳化劑。(2)蛋白質(zhì)的溶解度:與其乳化性質(zhì)呈正相關(guān)。一般來講,蛋白質(zhì)的溶解性有利于蛋白質(zhì)的乳化性,如肉糜中有NaCl存在時(0.5~1M)可提高蛋白質(zhì)的乳化容量。不過一旦乳濁液形成,不溶蛋白質(zhì)對其穩(wěn)定性起促進作用。(3)pH對乳化作用的影響:因蛋白質(zhì)種類的不同而不同,如明膠、卵清蛋白在pI時具有良好的乳化性,而大多蛋白質(zhì)如大豆蛋白、花生蛋白、酪蛋白、肌原纖維蛋白、乳清蛋白等在非PI時的乳化性更好,因為此時氨基酸側(cè)鏈的離解,產(chǎn)生了有利于乳濁液穩(wěn)定的靜電斥力,避免了液滴的聚集同時還有利于蛋白質(zhì)的溶解。(4)加熱:加熱會降低吸附在界面上蛋白質(zhì)膜的粘度,因而降低乳濁液的穩(wěn)定性,但是如果加熱蛋白質(zhì)產(chǎn)生了膠凝作用就能提高其粘度和硬度,提高乳濁液的穩(wěn)定性,例如肌原纖維蛋白的膠凝作用對灌腸等食品的乳濁穩(wěn)定性十分有益,它提高了保水性和脂肪的穩(wěn)定性,還增強了粘結(jié)性。
(5)表面活性劑:低分子表面活性劑不利于蛋白質(zhì)乳濁液的穩(wěn)定性,它們會降低蛋白膜的硬度,減弱了蛋白質(zhì)吸附于界面的作用力,從而降低乳液的穩(wěn)定性。(二)常見的蛋白質(zhì)組織化方法:1.熱凝固和簿膜形成:
大豆蛋白的濃溶液在平滑的金屬表面熱凝結(jié),生成水合蛋白薄膜,或?qū)⑵湓?5℃加熱數(shù)小時,此時由于水分蒸發(fā)和熱凝結(jié)也能在表面形成一層薄的蛋白膜,腐竹就是采用上述方法加工而成的。第四章植物蛋白加工工藝
第一節(jié)原料的預處理第二節(jié)大豆粉的生產(chǎn)第三節(jié)新型大豆制品第四節(jié)其他植物蛋白的生產(chǎn)大豆蛋白的國際消費概況近年來世界各國都在開發(fā)研制和生產(chǎn)植物蛋白,以保證國民健康需要。美國、日本、泰國、中國臺灣都制定了大豆蛋白計劃,俄羅斯提出“蛋白質(zhì)戰(zhàn)略”計劃。大豆作為高營養(yǎng)食品在日本受到高度重視,一年消費的大豆蛋白達十幾萬噸;日本還制定了有關(guān)法規(guī),以法規(guī)形式規(guī)定國民每天必須攝入的大豆蛋白質(zhì)數(shù)量。在美國,大豆蛋白制品有1200多種,廣泛應用于食品、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域,僅添加大豆蛋白的食品就達2500種。美國的50個州中,已有40個州將大豆分離蛋白添加于中小學生的營養(yǎng)餐中。大豆蛋白產(chǎn)品的來源與分類各類大豆蛋白產(chǎn)品來源于整粒大豆(全脂豆粉、膨化全脂豆粉)或大豆經(jīng)壓榨后剩余的豆粕,豆粕的蛋白質(zhì)含量很高,基本未在壓榨過程中損失。豆粕經(jīng)加工后產(chǎn)出的蛋白產(chǎn)品主要有大豆分離蛋白、大豆?jié)饪s蛋白、大豆組織蛋白和脫脂蛋白粉等。一、全脂大豆粉酶活性全脂大豆粉淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、脂肪氧化酶、尿素酶烘焙業(yè):漂白、改善質(zhì)構(gòu)、乳化劑和穩(wěn)定劑大豆→清選去雜→干燥至水分8%-10%→破碎脫皮→粉碎→分級
熱處理全脂豆粉鈍化抗營養(yǎng)因子、滅脂肪氧化酶-營養(yǎng)提高、豆腥味改善冰淇淋、糕點、嬰幼兒食品、健康食品大豆→清選→調(diào)濕→滅酶→冷卻→脫皮→粗磨→精磨→熱處理→全脂豆粉二、速溶全脂脫腥豆粉大豆→精選→干炸→脫皮→破碎→磨粉→豆粉斗調(diào)漿→研磨→均質(zhì)→脫腥→殺菌→濃縮→噴霧干燥→晾粉→篩粉→包裝速溶、無豆腥、不除渣、不脫脂沖調(diào)性好、無豆腥、不分層、不沉淀、不接塊、不上浮
抗營養(yǎng)因子的處理豆腥味與苦澀味脫臭法掩蓋法破壞法抑制法脂肪上浮及纖維素沉淀:超微粉碎、勻漿蛋白熱變性及水溶性:溫度、時間、pH、阻合劑及表面活性劑提高沖調(diào)性及速溶性:粉的顆粒度、疏粉性和濕潤性
三、膨化全脂豆粉大豆在膨化過程中,蛋白和維生素幾乎沒有損失,蛋白質(zhì)和脂肪的消化率明顯提高,有害物質(zhì)因濕熱處理被除去。大豆→清理→烘干→粗碎去皮→粉碎→混合→擠出膨化→烘干冷卻→粉碎分級→膨化全脂大豆四、脫脂大豆粉高變性:與谷物混合-通心粉低變性:功能性、酶活-烘焙粉碎粒度分級五、豆乳及豆乳粉豆乳:選料→去皮→大豆浸泡→加水研磨→用蒸汽鈍化酶→脫臭→均質(zhì)→豆乳萃取→配料→超高溫處理→無菌包裝→成品豆乳粉:豆乳制備、配料、粉體制造分類:淡豆乳粉、甜豆乳粉、花色豆乳粉、強化豆乳粉、冰淇淋豆乳粉、混合豆乳粉工藝要點浸泡目的是為了軟化大豆組織,以利于蛋白質(zhì)有效成分的提取。浸泡水面上有少量泡沫出現(xiàn),豆皮平滑緊張,用手搓豆較易分成兩半,且面光滑平整,中心部位與邊緣色澤一致,表明浸泡時間已夠。一般加入0.5%的碳酸氫鈉浸泡,可有效軟化組織結(jié)構(gòu),利于浸泡和去腥。工藝要點脫皮脫皮可減輕豆腥味,提高產(chǎn)品白度,從而提高豆乳品質(zhì)。脫皮方法有干法脫皮和濕法脫皮。脫皮大豆脂肪易發(fā)生酶促氧化,產(chǎn)生豆腥味,所以脫皮大豆需及時加工。磨漿與分離漿體通常采用離心操作進行漿渣分離。注意:磨漿前應采取抑酶措施。工藝要點調(diào)配目的:有助于改善豆乳穩(wěn)定性和質(zhì)量方法:添加穩(wěn)定劑添加乳化劑:蔗糖酯、單甘酯和卵磷脂。添加增稠劑:海藻酸鈉添加賦香劑常用香味物質(zhì)有:奶粉、鮮奶、奶油香精等。添加營養(yǎng)強化劑
工藝要點均質(zhì)均質(zhì)可提高豆乳的口感和穩(wěn)定性,增加產(chǎn)品的白度。均質(zhì)效果取決于均質(zhì)壓力、物料溫度和均質(zhì)次數(shù)。殺菌以肉毒梭狀芽孢桿菌為殺菌對象。包裝無菌包裝是今年來發(fā)展迅速的包裝方式。工藝要點高溫瞬時滅菌(UHT)與脫臭滅菌目的:破壞抗營養(yǎng)因子,鈍化殘存酶的活性殺滅部分微生物;可提高豆乳溫度,有助于脫臭。滅菌后泵入真空脫臭器脫臭。豆乳粉生產(chǎn)工藝及操作要點配料:濃縮后加糖(黏度)殺菌均質(zhì)真空濃縮:條件、影響因素及優(yōu)點噴霧干燥包裝提高豆乳溶解度和速溶性的措施加抑制劑抑制二硫鍵的形成調(diào)節(jié)pH6.4-6.6加入蛋白分解酶質(zhì)量控制(加熱)NSI80%,避免強烈加熱脲酶活性胰蛋白酶抑制素活性第三節(jié)新型大豆制品一、大豆?jié)饪s蛋白
1.濃縮蛋白質(zhì)(SPC,soyproteinconcentrate)主要是指以脫皮脫脂豆粕為原料,除去其中的可溶性糖分、灰分以及其他可溶性的微量成分,制得的蛋白質(zhì)含量在70%(干基)以上的大豆蛋白制品。Pr對濕熱的敏感性很強,溶解性從原來的80%降低到20-25%利用這一性質(zhì),使蛋白質(zhì)受熱變性,成為非溶性物質(zhì)。然后再用水把低分子的物質(zhì)浸洗出來。得率低,色澤深,豆腥味重,功能性差(2)稀酸浸提法pH4.5左右溶解度最低。利用這一原理制備濃縮蛋白。蛋白含量高、溶解性高、廢水處理濕熱和酒精處理引起蛋白質(zhì)變性。SPC應用肉制品面制品飼料大豆?jié)饪s蛋白加工肉制品:利用其加工香腸、火腿等產(chǎn)品,可以提高蛋白質(zhì)含量,降低產(chǎn)品脂肪及膽固醇。且有改善產(chǎn)品品質(zhì)、口感、風味等作用。加工水產(chǎn)品:利用其加工魚肉香腸、魚丸等產(chǎn)品,可以改善產(chǎn)品的風味及口感,降低生產(chǎn)成本。加工焙烤食品:利用其加工面包、糕點、快餐面等,提高產(chǎn)品蛋白質(zhì)的含量,改善口感,降低生產(chǎn)成本加工乳制品:主要用于奶粉、咖啡伴侶、豆奶粉中,提高奶粉中蛋白質(zhì)的含量,增加其營養(yǎng)價值。加工飲料:作為添加劑制作檸檬酸飲料、咖啡、果汁、豆奶等。加工冰淇淋:利用其代替脫脂乳粉,可以改善冰淇淋乳化性,推遲冰淇淋中乳糖的結(jié)晶,防止其超沙現(xiàn)象,提高產(chǎn)品質(zhì)量。二、大豆分離蛋白分離蛋白質(zhì)(SPI,soyproteinisolate)是指指除去大豆中的油脂、可溶性及不可溶性碳水化合物、灰分等的可溶性大豆蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)含量一般在90%以上,蛋白質(zhì)的分散度在80%-90%之間,具有較好的功能性質(zhì)。提取過程比較復雜,主要包括浸提、除渣、酸沉、分離、解碎、中和、殺菌及噴霧干燥等工藝。傳統(tǒng)工藝:脫脂豆粉→用稀堿浸提→分離出殘渣后溶液→酸化至等電點→沉淀→中和→干燥→大豆分離蛋白堿提酸沉膜分離離子交換堿提酸沉生產(chǎn)原理用弱堿溶液浸泡低溫脫溶豆粕,使可溶性蛋白質(zhì)、碳水化合物等溶解出來,利用離心機除去溶液中不能溶解的纖維及殘渣。在已經(jīng)溶解的蛋白質(zhì)溶液中,加入適量的酸液,調(diào)節(jié)溶液的pH值達到4.5,使大部分的蛋白質(zhì)從溶液中沉析出來,這時只有大約10%的少量蛋白質(zhì)仍留在溶液中,這部分溶液稱為乳清。然后將用酸沉析出的蛋白質(zhì)凝聚體進行破碎、水洗,送入中和罐內(nèi),加堿中和溶解成溶液狀態(tài)。將蛋白質(zhì)溶液調(diào)節(jié)到合適濃度,由高壓泵送人加熱器中經(jīng)閃蒸器快速滅菌后,再送入噴霧干燥塔中脫除水分,制成分離蛋白質(zhì)。3.離子交換法原理與堿溶酸沉相同,采用離子交換調(diào)pH,從豆粕中分離蛋白豆粕→粉碎→加水調(diào)勻→陰離子交換樹脂提取→固液分離→陽離子交換樹脂處理→酸沉→分離→打漿→回調(diào)→噴粉→分離大豆蛋白SPI在食品中的應用面制品肉制品飲料SPC與SPI的不同點蛋白質(zhì)含量生產(chǎn)方法能耗技術(shù)指標三、大豆組織化蛋白四、大豆多肽生產(chǎn)方法直接提取化學或酶法降解合成微生物發(fā)酵酶法降解:脫脂→提取蛋白→預處理→水解→分離→脫苦→脫鹽→干燥大豆多肽是大豆蛋白的酶水解產(chǎn)品大豆多肽通常是由3-6個氨基酸組成的低肽混合物相對分子質(zhì)量分布以低于1000的為主主要出峰位置在相對分子質(zhì)量300-700的范圍內(nèi)其氨基酸組成與大豆球蛋白十分相似必需氨基酸平衡良好大豆多肽的生理功能1易于消化吸收2促進脂肪代謝降低血清膽固醇3增強肌肉運動力加速肌肉消除疲勞4低過敏性
大豆多肽的生產(chǎn)肽苦味的產(chǎn)生及消除多肽的苦味是由其中的疏水性氨基酸引起。與蛋白質(zhì)的氨基酸結(jié)構(gòu)組成有關(guān),多肽疏水度、氨基酸序列及空間結(jié)構(gòu)是重要的影響因素。一般天然蛋白質(zhì)的疏水性基團都包含在分子結(jié)構(gòu)內(nèi)部,從而不會呈現(xiàn)苦味。當?shù)鞍踪|(zhì)水解成小分子多肽時,就會曝露出其疏水性氨基酸殘基,此類氨基酸殘基刺激味蕾,即呈現(xiàn)苦味。疏水度較大的氨基酸殘基有賴氨酸、亮氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸等在多肽中的比例越高,則該多肽的苦味可能越強。疏水性氨基酸殘基位于C
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端會導致苦加味強之外,還發(fā)現(xiàn)堿性氨基酸殘基也會加強多肽的苦味。另外苦肽的苦味還與特定的分子構(gòu)象相關(guān),即多肽鏈兩端較近形成回轉(zhuǎn)構(gòu)象,時苦味更強。相對分子質(zhì)量大于5000D的大豆多肽沒有苦味,相對分子質(zhì)量在500~1000D的大豆多肽苦味最強。隨著分子質(zhì)量的減小,苦味逐漸減弱。
肽產(chǎn)品的苦味控制方法主要包括以下幾種:加工工藝的改良及分離、提取、吸附、掩蓋、酶法及微生物脫苦等方法。
第四節(jié)其他植物蛋白的生產(chǎn)以面筋蛋白的生產(chǎn)為例濕法:蛋白與淀粉密度不同干法溶劑法馬丁法馬丁法(Martin)又叫面團法。最常用在加工中使用的原料是面粉而不是麥粒。加工過程:和面、清洗淀粉、干燥面筋、淀粉提純和淀粉干燥。第五章傳統(tǒng)大豆制品加工第一節(jié)非發(fā)酵大豆制品一、理論基礎及輔料中國傳統(tǒng)豆制品種類繁多,生產(chǎn)工藝也各有特色,但是就其實質(zhì)來講,生產(chǎn)就是制取不同性質(zhì)的蛋白質(zhì)膠體的過程。(一)理論基礎大豆蛋白質(zhì)存在于大豆子葉的蛋白體中,大豆經(jīng)過浸泡,蛋白體膜破壞以后,蛋白質(zhì)即可分散于水中,形成蛋白質(zhì)溶液即生豆?jié){。生豆?jié){即大豆蛋白質(zhì)溶膠,由于蛋白質(zhì)膠粒的水化作用和蛋白質(zhì)膠粒表面的雙電層,使大豆蛋白質(zhì)溶膠保持相對穩(wěn)定。
生豆?jié){加熱后,蛋白質(zhì)分子熱運動加劇,維持蛋白質(zhì)分子的二、三、四級結(jié)構(gòu)的次級鍵斷裂,蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變,多肽鏈舒展,分子內(nèi)部的某些疏水基團(如-SH)疏水性氨基酸側(cè)鏈趨向分子表面。使蛋白質(zhì)的水化作用減弱,溶解度降低,分子之間容易接近而形成聚集體,形成新的相對穩(wěn)定的體系--前凝膠體系,即熟豆?jié){。(一)理論基礎在熟豆?jié){形成過程中蛋白質(zhì)發(fā)生了一定的變性,在形成前凝膠的同時,還能與少量脂肪結(jié)合形成脂蛋白,脂蛋白的形成使豆?jié){產(chǎn)生香氣。脂蛋白的形成隨煮沸時間的延長而增加。同時借助煮漿,還能消除大豆中的胰蛋白酶抑制素、血球凝集素、皂苷等對人體有害的因素,減少生豆?jié){的豆腥昧,使豆?jié){特有的香氣顯示出來,還可以達到消毒滅菌、提高風味和衛(wèi)生質(zhì)量的作用。(一)理論基礎前凝膠形成后必須借助無機鹽、電解質(zhì)的作用使蛋白質(zhì)進一步變性轉(zhuǎn)變成凝膠。常見的電解質(zhì)有石膏、鹵水、6—葡萄糖酸內(nèi)酯及氯化鈣等鹽類。它們在豆?jié){中解離出Ca2+、Mg2+,Ca2+、Mg2+不但可以破壞蛋白質(zhì)的水化膜和雙電層,而且有“搭橋”作用,蛋白質(zhì)分子間通過-Mg-或-Ca-橋相互連接起來,形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),并將水分子包容在網(wǎng)絡中,形成豆腐腦。(一)理論基礎
豆腐腦形成較快,但是蛋白質(zhì)主體網(wǎng)絡形成需要一定時間,所以在一定溫度下保溫靜置一段時間使蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)絡進一步形成,就是一個蹲腦的過程。將強化凝膠中水分加壓排出,即可得到豆制品。(一)理論基礎(二)輔料1.凝固劑(1)石膏實際生產(chǎn)中通常采用熟石膏,控制豆?jié){溫度85℃左右,添加量為大豆蛋白質(zhì)的0.04%(按硫酸鈣計算)左右。合理使用可以生產(chǎn)出保水性好、光滑細嫩的豆腐。(2)鹵水(鹽鹵)鹵水的主要成分為氯化鎂,用它作凝固劑,由于蛋白質(zhì)凝固快,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)容易收縮,因而產(chǎn)品的保水性差。鹵水適合于做豆腐干、干豆腐等低水分的產(chǎn)品。(3)δ-葡萄糖酸內(nèi)酯δ-葡萄糖酸內(nèi)酯(簡稱GDL)是一種新型的酸類凝固劑,易溶于水,在水中分解為葡萄糖酸,在加熱條件下分解速度加快,PH值增加時分解速度也加快。加入內(nèi)酯的熟豆?jié){,當溫度達到60℃時,大豆蛋白質(zhì)開始凝固,在80-90℃凝固成的蛋白質(zhì)凝膠持水性最佳,制成的豆腐彈性大,質(zhì)地滑潤爽口。添加量一般為0.25%-0.35%(以豆?jié){計)。用葡萄糖酸內(nèi)酯作凝固劑制得的豆腐,口味平淡而且略帶酸味。若添加一定量的保護劑,不但可以改善風味,而且還能改變凝固質(zhì)量。常用的保護劑有磷酸氫二鈉、磷破二氫鈉、酒石酸鈉及復合磷酸鹽(含焦磷酸鈉41%,偏磷酸鈉29%,碳酸鈉1%,聚磷酸鈉29%)等,用量為0.2%(以豆?jié){計)左右。(3)復合凝固劑所謂復合凝固劑是將2種或2種以上的成分加工成的凝固劑。如一種帶有涂覆膜的有機酸顆粒凝固劑,常溫下它不溶于豆?jié){,但是一旦經(jīng)過加熱涂覆膜就熔化,內(nèi)部的有機酸就發(fā)揮凝固作用。常用的有機酸有檸檬酸、異檸檬酸、山梨酸、富馬酸、乳酸、琥珀酸、葡萄糖酸及它們的內(nèi)酯或酐。涂覆劑要滿足常溫下完全呈固態(tài),而稍經(jīng)加熱就完全熔化的條件,因此其熔點一般在40-70℃之間。有動物脂肪、植物油、各種甘油酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、動物膠等。2消泡劑豆制品生產(chǎn)的制漿工序中會產(chǎn)生大量的泡沫,泡沫的存在對后續(xù)操作極為不利,因此必須使用消泡劑消泡。(1)油腳它是油炸食品的廢油,含雜質(zhì)多,色澤暗,但是價格低廉,適合于作坊式生產(chǎn)使用。(2)油腳膏它是由酸敗油脂與氫氧化鈣混合制成的膏狀物(3)硅有機樹脂它是一種較新的消泡劑,它的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性高,表面張力低,消泡能力強。(4)脂肪酸甘油酯它分為蒸餾品(純度達90%以上)和未蒸餾品(純度為40%-50%)3.水軟水:提高Pr利用率中性、微堿性世界第一水豆腐重6噸,長3.49米X寬3.45米X高0.38米。2011年2月15日誕生于廣東佛岡高崗鎮(zhèn)社崗下村,已載入吉尼斯世界紀錄大全三、非發(fā)酵大豆制品加工工藝生產(chǎn)工藝過程一般為關(guān)鍵工序1清理選擇品質(zhì)優(yōu)良的大豆,除去所含的雜質(zhì)。2浸泡浸泡的目的是使豆粒吸水膨脹,有利于大豆粉碎后提取其中的蛋白質(zhì)。浸泡好的大豆吸水量為1:(1-1.2),即大豆增重至原來的2.0-2.2倍。浸泡后大豆表面光滑,無皺皮,豆皮輕易不脫落,手感有勁。關(guān)鍵工序3磨漿經(jīng)過浸泡的大豆,蛋白體膜變得松脆,但是要使蛋白質(zhì)溶出,必須進行適當?shù)臋C械破碎。一般控制磨碎細為100-120目。實際生產(chǎn)時應根據(jù)豆腐品種適當調(diào)整粗細度,并控制豆渣中殘存的蛋白質(zhì)低于2.6%為宜。4濾漿關(guān)鍵工序5煮漿煮漿是通過加熱使豆?jié){中的蛋白質(zhì)發(fā)生熱變性的過程。一方面為后序點漿創(chuàng)造必要條件,另一方面消除豆?jié){中的抗營養(yǎng)成分,殺菌,減輕異味,提高營養(yǎng)價值,延長產(chǎn)品的保鮮期。關(guān)鍵工序6凝固凝固就是大豆蛋白質(zhì)在熱變性的基礎上.在凝固劑的作用下,由溶膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變
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