大豆蛋白仿肉中关于蛋白液粘度的研究.pdf

3 0 3 2 0 0 2 漳州职业大学学报 大豆蛋 白仿肉中关于蛋白液粘度的研究 陈莲 陈智宏 摘要 ： 研 究以分 离大豆蛋 白为原料， 制取人造仿 肉制品， 采用线性回归的分析方法， 得 出分 离大 豆蛋 白液 粘度 和 时 间， 温度 及 亚硫 酸钠含 量 的 关 系。 关键词 ： 粮食加工工业 豆制类食品 分离大豆蛋 白仿 肉制品 中图分类号 ： T S 2 1 4 2 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 8 2 9 1 3 ( 2 0 0 2 ) 0 3 0 0 3 00 4 1 、 引言 大豆是我 国七大粮食作物之一，也是我国四大油 料作物之一。 大豆原产于中国， 从周朝到秦汉， 大豆就 已成为松花江 、 黄河和长江诸流域的主要作物。我国 大豆品种资源极为丰富，共有 9 3 6个品种，产量居世 界第 4位，大豆里含有丰富的营养成分，主要含有大 约 4 0 的蛋白质，1 千克大豆蛋白质含量相当于 2 3 千克猪瘦肉或 2千克牛瘦肉，所以被人们誉为 “ 绿色 牛乳” 、 “ 植物 肉” 。 此外， 大豆还含有丰富的维生素、 氨 基酸等营养成分， 大豆蛋白是优质蛋 白，它的生产成本约为动物蛋 白质的 1 02 0 。大豆除直接食用外， 还可 以加工成 纤维蛋白、 组织蛋白和人造肉等产品。分离大豆蛋白 含 9 0 以上的蛋 白质，具有许多优 良的功能特性，其 应用研究 日益受到重视。 用分离大豆蛋白制造人造肉 引起人们 的兴趣， 因为它能够模拟出最昂贵 、 最短缺 、 生理价值高 、 美昧可 口的营养食品。 我 国虽然 是大 豆 的故 乡，但 组织 化大豆 蛋 白 的工 业化生产 是在 8 O年代 初发 展起来 的 。 主要 的 生产工 艺为挤 压膨化 法， 纺丝 粘结法 生产大 豆蛋 白的研 究， 我 国有 仍处 起步 阶段 。纺丝 粘结 法是 ： 将 高纯度 的大豆 分离 蛋 白溶解在碱 溶液 中，使许 多次级键 断裂，大 部 分次级单 元形 成 了具 有一定 粘度 的纺丝 液， 经有数 千个 小孔 的隔膜， 挤 入含 食 盐 的醋酸溶 液 中，使 蛋 白质凝 固析 出，形 成丝状 ， 同时使其 延伸 ， 并使蛋 白质分子 定 向排列 ， 形 成纤 维 。将这 种组 织蛋 白纤 维用 粘合 剂压 制， 即得 肉 状 组织化 大豆 蛋 白。本 文 主要研 究影 响大 豆蛋 白 液粘 度几个 因素 。 2 、 试验部分 2 1 材 料 大豆 、 分离大豆蛋白 ( 蛋白质含量 8 7 ) ； 结晶亚 硫酸钠 、 无水碳酸钠： ( 以上材料均为食用级 ) 2 2设备 L G1 02 4 A离心机， 转速： 01 0 0 0 0 r m i n ， 北京 医用离心机厂： L D 4 2低速离心机，转速： 0 4 0 0 0 r mi n ， 北京 医用离心机厂； H HS 型电热恒温水浴锅， 江苏红旗医疗器械厂； N A Dl 粘度仪， 上海天平仪器厂； H C T P 1 2 B一1 0架盘药物天平， 福州天平仪器厂； J B 5 0一D型增力电动搅拌机， 上海标本模型厂； 大豆磨浆机 ； 挤压机； 烧杯 、 玻璃棒 、 电炉 、 铝锅 、 试管、 移液管 、 吸耳球 、 滴管 、 温度计 2 3纺丝粘结生产工艺流程 维普资讯 大 豆蛋白仿 内中关于蛋 白液牯度 的研究 3 1 海藻酸钠一溶解 、 I 一混合一静置3 0 秒一钙化一 I静置3 0 秒一漂洗一沥水 一大豆蛋白仿 肉纤维一 l 加入香精、 着色剂和粘合剂 分离大豆蛋白 一溶解I 一大豆蛋白 仿肉 制品一调味 I烹制包装一成品 2 4实验方法 分别测定粘度与老化时间的关系 、 粘度与阻断剂 亚硫酸钠含量 的关系 ， 并做 出图表。具体测量方法如 下 I 加 N a z C O ，亚硫酸钠 分离大豆蛋 白 +水一蛋 白质含量 1 03 0 叶老 化一测量粘度 2 4 1 测定分离大豆蛋 白液粘度与老化时间的关 系并绘制曲线 a 、 取出一定量分离大豆蛋白粉 ， 加水配成 6 悬 浮液 ； b 、在 2 5 室温下放置一定时间使大豆蛋 白液老 化 ， 放置的同时用增力 电动搅拌机不断地搅拌 ； e 、 测出不同老化时间下的分离大豆蛋白液粘度 ； d 、 以粘度为纵坐标， 时间为横坐标绘制 曲线图； e 、 由曲线的最高点确定最佳的老化时间。 表 1 、 分离大豆蛋白液粘度与老化时间的关系表 L 时间 9 1 8 2 8 4 6 5 6 5 8 6 8 7 8 粘度 2 5 5 2 8 2 2 9 6 3 3 O 3 3 9 3 4 O 3 3 8 3 3 0 图一、 6 分 离大豆蛋 白液粘度与老化时间的关 系曲线图 4 o 罾 3 0 2 0 羹l 0 0 _一 一 9 l 8 2 8 4 6 5 6 5 8 6 8 7 8 时间( 分钟 ) 由图中可以看出，在 0 6 0分这段时间内，分离 大豆蛋白液的粘度持续增加， 6 o分钟过后粘度又开始 下降，由实验经验知，即使再改变分离大豆蛋白液的 浓度， 也不会对此结果产生较大的影响。故初步确定 分离大豆蛋白液获得最佳粘度的时间为 6 0分钟 。 对分离大豆蛋 白液粘度 与老化时间的关系曲线 进行线性回归分析， 处理结果得 ： Y = 一0 0 0 29 X +0 3 6 3 6 X +2 2 3 42 R ：0 99 07 一R =0 9 9 5 33 91 查相关系数表， 得 =0 8 7 8 、 o 。 =0 9 1 7 ， 因 R) - o - 故有相关性 。 2 4 2测定分离大豆蛋白液粘度与温度的关系并 绘制 曲线 a 、取一定量分离大豆蛋 白粉，加水 配成 6 悬浊 液； b 、 不同温度下放置一定时间 ( 具体时间根据实验 3 1 1 确定 ) ，使大豆蛋 白液老化，放置的同时用增力 电动搅拌机不断地搅拌 ； e 、 测 出不 同温度下的分离大豆蛋 白液粘度； d 、 以粘度为纵坐标， 温度为横坐标绘制曲线图； e 、 由曲线的最高点确定最佳的温度。 表 2 、 分离大豆蛋白液粘度与老化温度的关 系表 老化的温度( o c) 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 粘度( m p a 8 ) 3 0 0 3 1 3 5 0 0 4 7 5 3 0 0 & 吕 葵 图二 、 6 分离大豆蛋白液粘度与温度 的曲线 老化温度( ) 由图中可以看出， 分离大豆蛋白液粘度随温度的 变化情况是 ： 从接近 2 5 o I = 开始，粘度随温度增加而增 加， 超过 2 7 时， 粘度反而下降。 这种变化 可能与蛋 白 质的解离一缔合反应有关。从图中曲线的最高点来 看。分离大豆蛋白液获得最佳粘度的温度为 2 7 左 右。 对分离大豆蛋 白液粘度与老化时 间的关系 曲线 进行线性 回归分析， 处理结果得 ： Y = 一2 7 X +2 O 1 X 一3 6 9 X +48 8 6 R ：0 9 2 9 5 一R =0 9 6 4 1 0 5 8 查相关系数表， 得 =0 8 7 8 、 o t = 0 9 1 7 ， 因 r t ) Re o t 故有相关性。 2 4 3测定分离大豆蛋 白液粘度与结 晶亚硫酸钠 添加量的关系并绘制曲线 a 、 取一定量分离大豆蛋白粉， 加水配成 6 悬浊 液 ； b 、 取一定含量的结晶亚硫酸钠， 添加到分离大豆 维普资讯 3 2 大豆蛋 白仿肉中关 于蛋 白液粘度 的研 究 蛋 白液 中 ； c 、 适宜的温度下 ( 具体温度根据 3 1 2确定 ) 放 置一定时间 ( 具体时间根据 3 1 1 确定 ) ， 使大豆蛋 白 液老化， 放置时用增力电动搅拌机不断地搅拌 ； d 、 测出不同结晶亚硫酸纳添加量条件下 的粘度 ； e 、 以粘度为纵坐标， 结晶亚硫酸钠的添加量为横 坐标绘制曲线图； f 、 由曲线的最高点确定最佳的结晶亚硫酸钠添加量。 表 3 、 分离大豆蛋白液 ( 6 ) 的粘度与亚硫酸钠浓度的关系表 r I 结晶亚硫酸钠的浓度 2 0 3 0 4 1) 5 0 6 1) 7 0 8 0 9 0 f( m g l O O g 蛋 白质) I 粘度( m l u 1 8 ) 2 5 0 3 0 8 3 2 5 3 8 0 4 1 ) 0 4 3 5 3 7 5 2 1 3 图三、 6 分离大豆蛋白液粘度与结晶亚硫酸钠添加量的关系曲线 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 结晶亚硫 酸钠 浓度 ( m g 1 0 0 g P r o ) 亚硫酸钠是作为二硫键阻断剂，由图三的分离大 豆蛋 白液粘度与结 晶亚硫酸钠添加量的关系 曲线可 以看出， 添加二硫键阻断剂后， 在存放的过程中， 大豆 蛋白液的粘度不仅不会降低，反而会提高。当添加适 量的二硫键阻断剂后，便可适 当地切断大豆蛋 白质的 二硫键，使大豆蛋白液的粘度控制在一定的范围内。 由图中曲线 的最高点可知此最适量 的亚硫酸钠 的添 加量为 7 0 m g 1 0 0 P r o 。 结晶亚 硫酸钠浓 度 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 ( rag 1 0 0 g ) 大豆分离蛋白液的粘度 4 0 0 4 2 O 4 3 5 4 2 O 3 7 5 3 0 O ( mp a 8 ) 上表是取 图五 中曲线 的一段最佳 的曲线进行分 析， 取点如上表所示。 对分离大 豆蛋 白液粘度 与老化时间 的关系曲线 进行线性回归分析， 处理结果得 ： Y= 一0 0 5 1 1 X 十 7 0 3 3 9 X一1 9 8 6 2 R。 =0 9 9 0 9 R ：0 9 95 4 3 9 6 查相关系数表， 得 R o o 6 = 0 8 7 8 、 R o o ， =0 9 1 7 ，因 R ) 。 故有相关性。 2 2 4确定分离大豆蛋 白液获得最佳粘度的方案 选正交表 表 4 、 因素水平表 、 、 因素 A B C 水 平 、 _、 老化时 间 老化温 度 结 晶亚硫 酸钠 添加量 ( mg ) l 4 5 2 4 6 0 2 6 0 2 7 7 0 3 7 5 3 0 8 0 操作过程 a 、 取一定量分离大豆蛋白粉，加水配成 6 悬浊 液 ； b 、 称取一定量的结晶亚硫酸钠， 添加到分离大豆 蛋白液中 ； c 、在一定温度下放置一定时间使大豆蛋白液老 化， 放置的同时用增力电动搅拌机不断地搅拌 ； d 、 测 出一定老化时间下的分离大豆蛋 白液粘度； e 、 对正交表进行数据处理。 计算结果列于下表中 A B C 蛋白液 的粘度 试 验 号 l 2 3 4 ( m p a s ) I I ( 4 5 7 I ( 2 4 7 1 ( 6 O ) I 3 O O 2 l 2 ( 2 7 7 2 ( 7 0 ) 2 4 0 3 3 l 3 3 ( 3 O ) 3 ( 8 o 7 2 7 5 4 2 ( 6 0 ) l 2 3 3 5 5 5 2 2 3 l 4 3 2 6 2 3 l 2 3 O 8 7 3 ( 7 5 ) l 3 2 2 8 4 8 3 2 I 3 3 7 4 9 3 3 2 l 2 6 8 Kl j 9 7 8 9 3 9 9 8 2 l 0 o O K2 i l 0 9 5 l 2 o 9 1 O 2 6 9 9 5 K 9 2 6 8 5 1 9 9 1 1 0 0 4 K I j 9 5 6 4 8 4 8 8 l 7 2l 9 6 4 3 2 4 l 0 o o 0 0 o K 2 J l l 9 9 0 2 5 l 4 61 6 8l 1 05 2 6 7 6 9 9 0 o 2 5 K 8 5 4 7 7 6 7 2 4 2 O l 98 2 0 8l l 0 o 8 O 1 6 s j ： l( ； 一 C T CT= 1 2 = 吉 2 9 9 9 ： = 9 9 9 3 3 3 s ： s t = 号 ( + t + K 2 I 7 一 C T = ( 9 5 6 4 8 4 + 1 1 9 9 0 2 5 +8 5 7 4 7 6 7 9 9 9 3 3 3=4 9 9 5 S u = s 2 = 了 1( 8 8 1 7 2 1+1 4 61 6 8 1+7 2 4 2 0 1 7 9 9 9 3 3 3=2 3 2 O 1 s c = s 3 = ( 9 6 4 3 2 4 + 1 0 5 2 6 7 6 + 9 8 2 0 8 1 7 9 9 9 3 3 3 = 3 6 1 s ： s = 了 t( 1 0 0 0 0 0 0+9 9 0 0 2 5+1 0 0 8 0 1 6 )一9 9 9 3 3 3=o 1 4 f =f u：f f=f ：3 1=2 v ： ： ：2 4 9 7 5 1 H 二 V = 百S tl = -1 1 6 0 0 5 V c = 鲁 ： ： t- s o s V = 鲁 = - o _ 0 7 育 薯 分 析 嘉 方差来源 偏差平方和 自由度 方差 F 值 F a 显著性 A 4 9 9 5 2 2 4 9 7 5 3 5 6 7 9 F a ( 2 ， 2 )=1 9 0 D B 2 3 2 O 1 2 l l 6 0 o 5 l 6 5 7 2 F a _ _ I =( 2 ， 2 J=9 9 0 0 误差 e 3 6 l 2 1 8 0 5 2 5 7 9 总和 2 8 5 7 l 8 维普资讯 大豆蛋 白仿肉中关 于蛋 白液粘度的研究 3 3 由上表可见，因素 A和因素 B高度显著，因素 c 显著， 因此因素作用的主次顺序是： A 、 B 、 c 。通过比较 K t j 、 K 2 j 和 K ， j 的大小， 确定三者的最优水平分别为 A 、 B ： 、c ： 所以大豆分离蛋 白液处理 的最佳水平组合为 A2 B2 C2 o 3 、 结果与讨 论 一 般认为，大豆蛋白分离液的粘度受蛋 白质组分 的流动力学性质的影响。这些性质又都受到下列因素 的影响： 老化时间、 温度、 作为阻断剂 的亚硫酸钠的添 加量 、 P H值 、 电离强度以及那些能影响分子结构 、 聚 集状态、水化性的加工方法。本实验主要研究其中起 主要作用的老化时间、温度及亚硫酸钠的添加量与分 离大豆蛋白液粘度的关系。 4 、 结论 本实验对 与大豆蛋白纺丝液粘 度有关 的几个 因 素一老化时 间、温度和亚硫酸钠 的添加量进行 了分 析，采用正交实验法得出了获得大豆蛋 白纺丝液最佳 粘度的方案 ： 老化时间 6 0分钟， 温度 2 7 ( 3 ， 亚硫酸钠 f ； 名 人 名 言 曼 富 石 ； 、 的添加量为 7 0 m g 。 此法获得最佳 的大豆分离蛋白纺丝 液粘度并且采用线性回归 的分析 方法分析 了影响大 豆分离蛋白纺丝液粘度 的几个因素与粘度的关系式， 确定了它们之间的关系。 参 考文 献 I 1 】陈大 淦 倪 培德 植 物蛋 白的加 工和 利 用 M】 北京： 中国食品 出版社， 1 9 8 8 2 】 ( 苏) B 托斯托古佐夫著 王树桐译 人造营养食 品 M】 北 京： 农 业 出版 社， 1 9 8 5 3 】 李碧睛 浅论组织化大豆蛋白的研制 J 】 食品科 学， 1 9 9 7 ( 6 ) 4 】 印韵芝 毕光扬 大豆蛋白仿 肉制品的研制 J 】 适 用技 术 市场， 1 9 9 7 ( 1 1 ) 5 】 李远德 人造牛肉的研究【 J 】 食品科学， 1 9 9 3 ( 2 ) 6 】无锡轻工大学 天津轻工业学院合编 食品分析 M】 北京： 中国轻工业 出版社， 1 9 9 8 7 】 林雏 宣 试验设计方法 M】 大连： 大连海事大学 出版社 。 1 9 9 5 8 】 周奇文等 实用食品加 工新技术精选( 13 ) M】 北京： 中国轻工业 出版社， 2 0 0 0