醇法大豆浓缩蛋白的加工、性能与应用.pdf

2 O O 4年第 2 9 卷第 1 期 中 国油脂 6 5 文章编号 ： 1 0 0 3 7 9 6 9 ( 2 0 0 4 0 1 0 0 6 5 0 3 中图分类号 ： T Q 6 4 6 5 文献标识码 ： A 醇法大豆浓缩蛋 白的加工 、 性能与应用 华欲 飞 ， 顾 玉兴 ， 黄友 如 ( 江南大学食品学院， 2 1 4 0 3 6江苏省无锡市惠河路 1 7 0号) 摘要： 醇法大豆浓缩蛋白在大豆蛋白产品中占有重要地位 ， 但它在 国内的发展 水平还很低。为 了促进我国大豆浓缩蛋白的发展 ， 对其加工、 性 能和应用进行 了阐述。逆流浸 出法是 目前较常见的 醇法大豆浓缩蛋 白制备方法。醇法大豆浓缩蛋白的溶解度较低， 但是它有较强的持水性、 持 油性以 及较高的黏度 ， 通过改性可以进一步改善其功能性质。传统的醇法大豆浓缩蛋 白主要应用于 肉制 品加工， 大量的醇法大豆浓缩蛋白被加工成组织蛋白。经过改性 的醇法大豆浓缩蛋 白可以应用于 对乳化性及持油性要求较 高的高脂肪食品中。 关键词 ： 大豆浓缩蛋 白； 酒精浸 出； 功能性质 大豆浓缩蛋 白是在脱脂豆粕的基础上进一步去 除可溶性成分 ， 蛋白质含量在 6 5 以上的大豆蛋 白 产品。2 0 0 0年全世 界大豆浓缩蛋 白的总产量 约为 3 3万 t ， 其 中约 3 l万 t 为醇 法 大豆 浓缩 蛋 白， 占 9 4 ， 只有 2万 t 为采用酸法工艺生产 J 。由此可 见 ， 醇法工艺在大豆浓缩蛋 白生产 中占有举足轻重 的地位。醇法大豆浓缩蛋 白的风味较清淡 ， 生产过 程中不会产生大量废水， 蛋白质得率较高， 因此该工 艺的优越性非常明显。我国大豆浓缩蛋白的发展相 对滞后， 特别是醇法大豆浓缩蛋白的工艺及应用与 国外先进水平的差距较 大， 迫切需要加强这方面的 研究与开发 。本文将对醇法大豆浓缩蛋白的加工工 艺、 产品性能以及在食品中的应用作一介绍 。 1 醇 法大豆浓缩蛋白的加工工艺 醇法大豆浓缩蛋 白的基本工艺流程为： 脱脂大豆粕一酒精浸出一湿粕一真空干燥一大豆浓缩蛋白 酒精差 溶液一真空浓缩一糖蜜 该工艺是利用酒精溶液浸出脱脂豆粕中的可溶 性碳水化合物， 使浸出后的物料中蛋 白质含量( 干 基) 在 6 5 以上 ， 酒精 浓度 ( 重量浓度 ) 一般是 6 0 左右 2 l 。 不同大豆低聚糖在酒精溶液 中的溶解度差别很 大， 因此酒精浸出是多组分浸出过程 。与此相反 ， 油 脂在己烷 中的溶解度 基本相 同， 因此 己烷浸 出是单 收稿 日期 ： 2 0 0 3 0 6 2 0 作者简介 ： 华欲飞( 1 9 6 2 一) ， 男， 副教授 博士； 主要从事 油脂与植物蛋白的教学与科研工作。 组分浸出过程 。酒精浸 出与己烷浸出在浸出时问方 面也有很大差别 ： 前者需要 6 0 m i n 才能使蛋 白质含 量增加到 6 5 ， 而后者只需 1 0 m i n即可基本完成对 脂肪的浸出l ，3 J 。 酒精浸出工艺制取大豆浓缩蛋白的商业化生产 始于 2 O世纪 6 0年代初。最初采用浸没式工艺 ， 紧 接着 H a y e s 公司( 现为 S o l b a r 公司) 开发 了逆流浸 出 工艺l- l J 。目前 ， 醇法大豆浓缩蛋 白基本上都采用逆 流浸 出工艺。逆流浸出工艺 的优点是处理能力大 ， 适合于连续化生产， 并且酒精浸出溶液( 混合溶剂) 的固型物含量较高。实验表明， 采用逆流浸出工艺 混合溶剂中固型物含量可达 7 1 4 ， 大大高于浸没 式浸出工艺( 4 6 3 ) ， 显然大豆低聚糖在逆流浸出 工艺中能够溶解得更多E 3 。原因是含有溶质的混合 溶剂对大豆粕中可溶性成分的溶解能力大于新鲜溶 剂 ， 或许是因为逆流浸 出过程 中形成的含糖混合溶 剂反过来又能够增加 其他 糖在酒精溶 液 中的溶解 度。由此可见 ， 在逆流浸 出器 的进料阶段采取并流 浸出， 也就是说让部分浓混 合溶剂 随物料进入下一 级 ， 可以增加溶剂 中的糖浓度 ， 提高其浸出能力。 酒精浸 出湿粕 的含 溶量 相 当大， 可达 7 0 左 右， 通过压榨可将湿 粕含溶量 降低 到 4 5 5 0 。 一 方面减轻对脱溶工段的负荷 ， 同时也可 以将产品 的蛋 白质含量提高 0 5 1 O E 。 改性是醇法大豆浓缩蛋 白加工的一个重要组成 部分。 目前 ， 大约 2 5 的浓缩蛋 白都是经过了改性 处理以提高产品的溶解度 、 分 散稳定性 、 乳化性 、 吸 水性 、 持水性及持油性能等功能性质l l j 。改性的方 法多种多样 ， 最简单的方法是添加胶或其他添加剂 ， 维普资讯 中国油脂 2 0 0 4年第 2 9 卷第 1 期 得到一种“ 伪” 功能性大豆浓缩蛋 白l I 。其他改性方 法一般都需要将醇法大豆浓缩蛋白重新分散在水中 并用碱性剂调节 p H， 经过加热 、 均匀 处理后再 喷雾 干燥 4 j 。 据报道 ， 国外醇法大豆浓缩蛋 白的生产成本大 约为 4 5 06 0 0美元 ， 生产成本主要受原料大豆价格 的影响。大豆浓缩蛋 白的销售价取 决于产 品的形 态 、 等级 、 质量 、 用途 、 订购量 以及订货期等 因素的影 响。总之 ， 销售价 比生产成本高得多。一般的醇法 大豆浓缩蛋白售价在 1 1 0 01 5 0 0美元之 间； 组织 化或功能 性大 豆浓 缩蛋 白的销售 价 可达 1 4 0 0 2 8 0 0 美元 ； 特殊组织化处理 的醇法浓缩蛋 白的价格 更高 ； 饲 料用 大 豆浓 缩 蛋 白的价 格一 般 为 8 0 0 1 2 0 0 美元 I j 。 2 醇法大豆浓缩蛋 白的性能 2 1 化学组成 大豆浓缩蛋 白的蛋 白质 含量 ( 干基) 为 6 8 7 2 。大豆中的球蛋 白在酒精溶液 中基本不溶 ， 只 有很小一部 分蛋 白质 能够溶解。醇溶性蛋 白质 的 C y s 、 Me t 和 T r p 含量显著高于球蛋 白， C y s +M e t 在醇 溶性蛋白中的含量达 7 7 4 ， 几乎是原料蛋 白质的 3 倍。但由于醇溶蛋 白所占比例甚小( 3 5 ) ， 因此。 醇法大豆浓缩蛋白与原料豆粕之间在氨基酸 组成方面基本没有变化 ( 见表 1 ) 。 醇法大豆浓缩蛋 表 1 大豆浓缩蛋白、 大豆粕及醇溶 大豆蛋白的氨基酸组成( ) 白的另一个 重要成 分是 碳水 化合 物 ， 含量 大约 为 2 1 ( 干基 ) 。其中可溶性的低 聚糖 占大约 1 0 ， 剩 下的 9 o 为不溶性 的多糖 。醇法大豆浓缩 蛋 白的 灰分含量为 3 7 ， 主要是钾 和磷。醇法大豆浓 缩蛋 白的钠含量很低【 。 2 2 营养价值 醇法大豆浓缩蛋 白的营养价值较高。这是因为 大豆乳清蛋白在加工过程 中损失很少， 乙醇浸出对 必需氨基酸含量几乎没有影响 ， 同时对这些氨基酸 在蛋白质中的比率也没有影响 ； 大豆中的过敏原 、 抗 营养 因子以及蛋 白酶抑制因子等成分在酒精浸出时 被去除或失去活性 。这些成分对于 自身免疫系统还 很脆弱的幼小动物是非常有害的。因此醇法大豆浓 缩蛋 白在 欧美 国家被 大 量 用 于幼 畜 饲料 中。据 H a n c o c k 等【 j 的报道， 乙醇处理的大豆， 其活体消化 率提高了。原因是 乙醇处理后 ， 产品中的胰 蛋白酶 抑制剂的含量降低了 4 5 7 。 2 3功 能性 质 醇法大豆浓缩 蛋 白最明显的特点是溶解度低 ( N S I 5 1 0 ) ， 但是应用于 肉制 品时仍具有 较强 的持水性和持 油性 ， 以及较高 的黏度。与此形成鲜 明对照的是 ， 热处理大 豆粕不具备这些 功能性质。 这可能是因为热变性和醇变性对蛋 白质结构影响不 相同的缘故。尽管如此， 醇法大豆浓缩蛋白较低的 溶解度还是限制 了它在食 品中的广泛应用 ， 很多厂 家都对醇法大豆浓缩蛋白进一步加工以制备溶解和 乳化性能较强的功能性大豆浓缩蛋 白。中央大豆、 A D M和S o lb a r 公司的大豆浓缩蛋白都是具有不同性 能的系列产品( 见表 2 ) 。 3 醇法大豆浓缩蛋白的应用 大约 7 0 的大 豆浓缩 蛋 白作为食 品加工 原料 而添加到各种食 品中， 其余 的作为幼畜代乳 品和宠 物饲料 ， 另有少量用 于除食 品或饲料以外 的其他领 域 1 。在欧洲 ， 大豆浓缩蛋 白的年销售量达 81 0 万 t ， 其中 S O G I P占大约 1 5 的市场份额 ， 中央大豆 占大约 3 0 ， 余下 的市 场份额归 A D M 占有。在饲 料领域 A D M大豆浓缩蛋 白所 占的比例更大 。 大豆浓缩蛋 白的产 品形式有很多种 ， 最普通 的 大豆浓缩蛋白是将酒精浸出豆粕通过机械粉碎加工 成颗粒状和粉状产品。欧美 国家一般将粒度较大的 浓缩蛋白应用于 肉类食 品加工 中， 粉碎得很细的浓 缩蛋 白几乎没有颗粒感 ， 可以用在焙烤食 品中。虽 然常温下醇法大豆浓缩蛋 白的溶解度很低 ， 但 是它 能在热水 中溶胀。水化后的蛋 白质颗粒在一定条件 下可 以形成稳定 的悬浮液。因此 ， 国外一些厂家甚 维普资讯 2 0 0 4年第 2 9卷第 1 期 中 国油脂 6 7 至将醇法大豆浓缩蛋白用在蛋白质饮料中。 表 2 主 要大 豆浓缩蛋 白生产厂家的产品性能 公司 产 品 性 能 用 途 中央大豆 R e s p o n s e P r砌 i r Ie S o wi c h B S o y r i c hI S o v r i c h T P m ma x P l u e o n 组织化浓缩蛋白 肉 类、 小吃、 谷物等 功能性浓缩蛋白 肉类及水 产食品 营养强 化功能性浓 缩蛋白 饮料及乳制品 异黄酮含量较高 营 养及 保健食品 组织化浓缩蛋白 营养、 保健及素食食品 功能性浓缩蛋白 肉 类、 小吃、 谷物 粉状浓缩蛋白 肉 类、 小吃、 谷物 P l u e o n 2 O O O 颗粒状浓缩蛋白 部分肉 类食品 S o lb a r C o n te x 组织化， 吸水4 倍 馅饼、 热狗、 比 撒饼 S o l c o n F 粒径小于6 3 t u n 注射肉制品、 饮料 S o l c o n 2 0 6 0 大颗粒型 肉 制品 S o l c o n N P 矿物质及维生素强化 学生午餐 S o l c o n H V S 高黏度、 吸水6 倍 肉、 禽及鱼制品 S o l c o n H V S N P 矿物质及维生素强化 学生午餐 s o lp m 吸水5 倍 香 肠、 火腿等 S o lc a f 粉末或颗粒状 幼畜饲料 注： 生产工艺均为醇法。 组织化大豆浓缩蛋 白是非常重要 的一类浓缩蛋 白产品， 在 肉制品中的应用非常广泛。一般来说 ， 组 织化浓缩蛋 白的吸水能力大于组织化大豆粉 ， 一份 组织化大豆浓缩蛋 白可 以结合 3 03 5份水 。最 常见的组织蛋白是采用膨化工艺所生产 的产品 ， 其 中有很多小孔 ， 密度 比较低。如采用特殊的组 织化 工艺 ， 将被加热的物料冷却到水的沸点以下 ， 则可以 防止挤出时物料 中水分急剧蒸发而膨化 ， 从 而能够 得到一种密度较大的组织蛋 白。据报道 ， 大豆浓缩 蛋白特别适合于采用这种方式进行组织化产品 的质地非常均匀 ， 外观有光泽 ， 复水后与天然食品的 质构非常接近 ， 。 改性后 喷雾 干燥 的浓缩蛋 白具有最小 的颗粒 度 ， 良好的持水 、 持油性及乳化性能 ， 一般应用于对 原料的脂肪结合能力要求较高 的场合 ， 例如 肉制品 或粉末油脂 。另外 ， 它也可以用于冰淇淋 、 饮料以及 其他奶油食品中。 参考文献 ： l 1 j C h a j u s s D S o y p r o t e i n c o n c e n t r a t e ： p r o c e s s i n g p ro xies a n d p ros p e c t s J i n f o r m， 2 0 0 1 ， ( 1 2 ) ： 1 1 7 6 1 1 8 0 C a m p b e l l MF Soy p rot e i n c o n c e n t r a t e A A h s c h u l AM， Wil c k e H L N e w p rot e i n f o o d s V o 1 5 M O r l and o ： A c a d e m i c P r e s s ， I N C ， 1 9 8 5 3 0 23 3 8 Ka mo f s k y G D e s i g n o f o i l s e e d e x t r a c t o r s ： mu h i c o mp o n e n t e x t r a c t i o n J J A m O i l C h e m SOc ， 1 9 8 5 ， 6 3 ： 1 0 1 5 1 0 1 6 H o w a r d P A Wa t e r s o l u b l e v e g e t a b l e p ro t e i n a g g r e g a t es P US ： 4 2 3 4 6 2 0， l 9 8 0 Hanc o c k J D E ff e c ts o f a l c o h o l e x t r a c t i o n and h e a t t r e a t me n t o n t h e u ti l i s a fi o n o f 8 0 y a 1 ) e a I l p rot e i n b y g r o w i ng r a ts an d p i g s l J j J S c i F o o d A c ， 1 9 9 0 ， 5 2 ： 1 9 3 205 S a i r L ， Q u a s sDW S t r u c t u r e d p r o d u c ts h a v i ng c o n t r o ll e d g a s - g e n e r a t ed c e l l s the r ei nandm e th o d s o f m a k i ng t h e m P U S 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an p rot e i n c o n c e n t r a t e s i n C h i n a ， the p r o c e s s i n g ， p rop e r t i e s an d u s e s we r e d e s c rib e d C o u n t e r - c u ne n t e x t r a c t i o n i s mo r e c o mmo n l y u s ed t o d a y i n the ma n u f a c t u r i n g o f soy be an p rot e i n c o n c e rtr a t e T h e alc o h o l i c wash i n g o f soy be an ma t e r i al i s a mu l t i c o mpo n e n t e x t r a c t i o n p r o c e s s i n g be c a u s e the c a r b o h y d r a t e s i n soy be a n s v a r i e s c o n s i d e r a b l y A l tho u g h th e sol u b i l i t y o f al c o h o l w ash e d s o y b e a n p ro t e i n c o n c e n t r a t e i s l o w， i t h as h i gh w a t e r and f a t h o l d c a p a c i t i e s