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1、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。（二）大豆的营养成分1、蛋白质 大豆蛋白质约占总质量的3045%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1820%，在人体内的 消化吸收率
2、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。（3）不皂化物：含 0.51.6%，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
3、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。31 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23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。 32 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。（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
4、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78时，活性最高。（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、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20mi
5、n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。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、与pH值的关系
6、 （p286）4、与盐浓度的关系 当pH值为710时，随着盐浓度增加，大豆蛋白 的溶解度降低，但当pH值为45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pH45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 KpH0.52.04.24.3 6.512NSI 50% 85% 10%85%90%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
7、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，即使加热温度达到 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。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
8、充分舒展， 促使一些疏水基团暴露和分子体积增大的 缘故。 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 2、冷冻变性-5-1时，有1020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
9、到中性，变性过程也不会逆转。 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 凝胶原 凝胶 75100 加热 过热125 异溶胶 （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816%的大豆蛋白 质溶胶，经7080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、
10、组织性高于7s组分凝胶 。 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。(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。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
11、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。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
12、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。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
13、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
14、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。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。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. 1/2H2
15、O)，加35倍水调匀使用 （冲浆法),用量2.22.8/100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25/100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。（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 （一） 大豆蛋白质的提取豆浆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=1：23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1218h，冬季24h，加热水或食 用碱可缩短时间。选豆浸泡 磨浆滤浆 煮浆 3、磨浆100120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
