（食品科学与工程专业论文）即食豆腐脑加工工艺的研究.pdf

摘要 豆腐脑是深受人们喜爱且营养丰富的传统豆制品。但传统工艺制作的豆腐脑j f i 以满足快捷方 便、卫生的生活要求，并难以实现工业化；迫切需要一种食用方便卫生，便于贮藏运输，并适于 大规模： 业化生产的新型豆腐脑制品即食豆腐脑。本文主要同绕即食豆腐脑的加工j 【艺展开 研究，主要成果如下： 1 为提高大豆蛋白的溶出率，优化了火豆的浸泡条件。大豆较佳的浸泡条件为：n a h c o ，溶 液浓度o 4 、料水比1 ：2 5 、浸泡1 0 h 。大豆浆料较合适的热处理条件为煮沸1 0 r a i n 。 2 通过研究不同乳化剂对大豆蛋白凝胶能力的不同影响发现：单甘酯、大豆磷脂和蔗糖脂肪 酸酯( h l b 5 ) 对大豆蛋白凝胶能力的阻碍作用较小，采用这三种乳化剂进行复配，提高了大豆 浆料的乳化稳定性。 3 采用四因素四水平正交试验，对速溶豆粉的喷雾条件进行了优化，并对喷雾干燥所得豆粉 进行附聚造粒，得到溶解性与速溶性较好的速溶豆粉。 4 对葡萄糖酸- 6 内酯( g d l ) 及氯化镁、硫酸镁、氯化钙三种盐类凝固剂短时间内的凝固 特性进行了研究，选用g d l 、氯化镁和氯化钙作为即食豆腐脑的复合凝固剂，经过研究确定了复 台凝固剂的较佳配方。 5 对复合凝固剂中盐类凝固剂的包埋进行了探索性的研究，盐类凝固剂：麦芽糊精为1 ：3 时，所得的产品较好。 关键词：即食豆腐脑，乳化，喷雾干燥，凝固剂包埋 a b s t r a c t s o y b e a nc u r d ，w i t hg r e a tb e n e f i t st oh u m a nh e a l t h ，w a se n j o y e db yc h i n e s ep e o p l ea s ak i n d o f t r a d i t i o n a ls o y b e a np r o d u c ti nc h i n a s o y b e a nc u r d ，m a d eb yt r a d i t i o n a lp r o c e s s ，c o u l d n tm e e tt h en e e d o fm o d e r nl i f e i nc o n v e n i e n c ea n dh y g i e n e ，a n dw a sh a r dt ob ei n d u s t r i a l i z e dt h u s ，an e wt y p es o y b e a n c u r dw a sn e e d e d ，w h i c hw a sc o n v e n i e n tt ob ee a t e n ，t r a n s p o r t e d ，a n di n d u s t r i a l i z e d t h ep r o c e s so f i n s t a n ts o y b e a nc u r dw a ss t u d i e di nt h i sp a p e r t h em a i nr e s u l t sw e r ef o l l o w i n g ： 1 t oi n c r e a s et h ee x t r a c t i o np e r c e n t a g eo fs o y b e a np r o t e i n ，t h es o a kc o n d i t i o no ft h es o y b e a nw a s o p t i m i z e d t h eb e r e ts o a kc o n d i t i o nw a s ：o 4 n a h c 0 3s o l u t i o n ，s o y b e a n ：n a h c 0 3s o l u t i o n = l ：2 5 ， 1 0h o u r st h es u i t a b l eh e a tt r e a t m e n tc o n d i t i o nf o rs o y b e a ns l u r r yw a sb o i l i n g1 0m i n u t e s 2 m o n o g l y c a r i d e ，p h o s p h o l i p i da n ds u c r o s ee s t e r so ff a t t ya c i d ss h o w e ds m a l l e rc o u n t e r a c t i o n t h a no t h e re m u l s i f i e r s ，c o m p o u n de m u l s i f i e r s ，m a d eb yt h et h r e ee m u l s i f i e r s ，e n h a n c e dt h es t a b i l i t yo f s o y b e a ns h u r y 3 t oo b t a i nt h eb e t t e rc o n d i t i o no fs o y b c a np o w d e rs p r a y i n g ，a l lo r t h o g o n a lt e s tw a su s e d t h e r e s u l t so fp r i l l i n gt e s ts h o w e dt h a tt h ep r i l l i n gs o y b e a np o w d e rw a se a s i e rt ob es o l u b l et h a nt h e n o n p r i l l i n go n ei nt h es m i i cc o n d i t i o n ， 4 ，t h ee f f e c to fg d l ，m a g n e s i u mc h l o r i d e ，m a g n e s i u ms u l f a t ea n dc a l c i u mc h l o r i d eo ns o y b e a n c u r ds t r e n g t h ，w a t e r - h o l d i n gc a p a c i t ya n dp hw a ss t u d i e d c h o s eg d l ，m a g n e s i u mc h l o r i d e ，a n d c a l c i u mc h l o r i d ea sc o m p o u n dc o a g u l a n t so fi n s t a n ts o y b e a nc u r d t h eb e t t e rc o n c e n t r a t i o no fe a c h c o a g u l a n tw a sa l s os t u d i e d 5 s t u d i e do nt h ee m b e d m e n to f s a l t - c o a g u l a n t s w h e ns a l t c o a g u l a n t s ：m a l td e x t r i nw a s1 ：3 ，t h e q u a l i t yo f i n s t a n ts o y b e a nc u r dw a sb e t t e r k e yw o r d s ：i n s t a n ts o y b e a nc u r d ，e m u h i f i e a t i o n ，s p r a y i n g ，c o a g u l a n t s ，e m b e d m e n t f l 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名：龟携碳 研究生签名：f 彳愆张爱 时间：二彬年多月缈日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不周方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：了毒毋辕姥 导师签名： 麦巳 时间：口够年莎月矿日 时间：川，厂年多月哆日 第一章绪论 1 1 课题的研究意义 人豆是黄豆、青豆、黑豆等的统称是我国的主要粮食作物之一。由丁黄豆的产量为世界大 豆总产量的9 0 以上，将大豆约定俗成的专用于称呼黄豆。我国的大豆具有悠久的种植历史，是 植物油脂和蛋白质的主要来源，在自然资源、气候条件、种植规模等方面拥有丰富的产业优势。 我国拥有的大豆种质资源居世界之首。 世界大豆的生产主要集中在美国、巴西、中国、阿根廷和印度等国。1 9 9 8 年美国的火豆种植 面积为2 8 6 6 万h m 2 ，占世界的4 0 9 ；其次是巴西；中国排在第三位，为8 2 0 5 万h m 2 ，坷世界 的1l ，7 忆2 0 0 3 年世界大豆的种植面积为7 0 0 0 万h m 2 ，总产量大约为1 5 8 亿t ，5 大主产国大 豆收获面积达到6 0 5 4 万h m 2 ，占世界大豆种植面积的9 1 ，0 t 2 i 。预计2 0 0 5 年我国大豆产量将达 到1 7 2 9 6 5 万t i “。 大豆有很高的营养价值，含有丰富优质的蛋白质和油脂，国内外的研究者发现火豆还含有许 多有益的生物活性物质。 ( 1 ) 大豆蛋白质 大豆含有近4 0 的蛋白质，比任何一种粮食作物的蛋白质含量都高f 4 】。大豆蛋白易于被人体 消化吸收，在人体内的消化率为7 1 4 吼1 9 9 9 年l o 月2 6 日美国食品药物管理局( f o o d & d r u g a d m i n i s t r a t i o n ，f d a ) ，宣布了一个正式的健康声明：“每天食用2 5 9 黄豆蛋白，可以减少冠心病 的风险”。这是f d a 有史以来第十一个健康声明”。 ( 2 ) 大豆脂质 大豆脂肪酸以不饱和脂肪酸为主，必需脂肪酸中仅亚油酸的含量就为5 0 8 【b j ，具有阻止胆 固醇在血管中沉积，防止动脉粥样硬化的作用。大豆磷脂在保护细胞膜、延缓衰老、降血脂、预 防脂肪肝等方面有良好的作用p j 。 ( 3 ) 大豆低聚耱 大豆中可溶性的碳水化台物主要是大豆低聚糖，人体肠道内的有益的双歧杆菌可利用这些大 豆低聚糖，而有害菌则几乎都不能利用，因而有维护肠道茁群平衡的作用”】。此外，大豆低聚糖 还具有保护肝脏、降低血清胆固醇、降低血压的功能i 。 ( 4 ) 大豆维生素 大豆中禽有较多的维生素b 复合物，其中的叶酸有一定预防和治疗贫血的作用。脂溶性的p 胡萝b 索，在豆乳中的含量为7 5 0 pg 幢。约相当于牛奶中的半。另外，大豆脂肪中富含维 生素e ，维生素e 具有抗氧化、抗癌、预防心血管疾病等重要的生理功能。 ( 5 ) 大豆皂甙 大豆皂甙具有降脂狨肥、抗凝血、抗氧化，抗癌及免疫调节作用。同时还具有改善心肌缺氧 等药理学效应。 ( 6 ) 大豆异黄酮 人豆是唯一禽有异黄酮且含量在营养学上有意义的食物资源，其含黛的变化范围约为o 5 70 m g ( 以干重计) 1 。大豆异黄酮具有雌性激素样作用对乳腺癌、更年期综台症、骨质疏 松症及前列腺癌具有防治作用。 大豆食品在我国有很悠久的历史，大豆食品大致可以分为三大类，即传统豆制品、新兴豆制 品及保健食品。传统豆制品如酱油、腐乳、豆腐、豆腐脑等。我国传统豆制品传入西方后，曾因 浓重的豆腥昧不受欢迎l ，现在不仅传统的东方豆制品受i 口欢迎，西方人还根据自己的饮食习惯 开发出新的大豆食品，如：豆腐三明治、大豆干酪、大豆通心粉等”“。新兴豆制品如豆奶、豆粉、 大豆分离蛋白、大豆色拉油等。随着对大豆中生物活性物质如大豆磷脂、大豆异黄酮、大豆皂甙 等研究的深入，一些人豆的保健食品也诞生了。近年来，许多国家除了对大豆进行食品、保健品、 添加剂等方面的研究开发外，还对大豆在环保、军事、医药等方面的应用技术进行了研究【i 。 1 9 8 4 年包装豆腐生产线的引进，改变了豆制品生产“手拉箱烧豆浆，石头压榨做豆腐”的古 老操作方式，： 人的劳动强度大大降低，生产效率大幅度提高【i ”。近年来，我国的大豆加工技术 在传统豆制品、蛋白制品、油脂、生理性物质的提取与加工技术等方面取得了一定的进展，但总 体上大豆食品加工企业深加u t 能力薄弱有8 0 以上的豆制品企业产品仍属初级或粗级加工，传 统、新兴和保健三大系列的大豆食品尚没有彤成合理规模和比例，急需采取有效措蘑促进我国大 豆产业的发展。1 9 9 9 年，国务院副总理李岚清同志对关于振兴我国大豆产业提高人民营养健康 水平的建议作了重要批示，指出要振兴大豆产业工程实行科技兴豆，加强科技攻关与先进技 术的应用i l ”a2 0 0 3 年1 月2 1 2 2 日在哈尔滨市召开了“大豆加工综合利用新技术及发展战略研 讨会”，研讨加入w t o 后我国大豆加工业存在的问题和对策【”1 。 豆腐脑是我国传统的大豆制品含有大豆蛋白、维生素、大豆磷脂、大豆异黄酮等营养成分。 豆腐脑以细腻、滑嫩的口感以及独特的口味获得大多数人的喜爱。但传统加工方法繁琐，全靠经 验手工操作，以手工作坊的形式现儆现卖，导致家庭食用不便，同时卫生状况让人攫忧；豆腐脑 属于低酸性食品，在常温下容易腐败变质，在冷藏条件下也只能保藏几天，只能新鲜食用，给工 业化带来不便，这使豆腐脑的消费量受到了一定的限制。 随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，迫切需要一种食用方便卫生，便于贮藏运输， 并适于大规模工业化生产的即食豆腐脑制品。这种即食豆腐脑制品用开水冲调就可以迅速溶解， 并在随后放置的较短时间内凝固成热的豆腐脑。本文主要就即食豆腐脑制品的加工工艺和加工中 存在的问题展开研究。希望通过研究解决即食豆腐脑加工中存在的问题，为我国传统大豆制品的 工业化生产提供可靠的理论和试验依据。 1 2 国内外研究现状 目前，国内的一些研究工作者针对即食豆腐脑的研究与开发作了许多研究工作1 9 - 2 2 1 。由于豆 腐脑是中国传统的豆制品，国外的研究报道比较少见，有少量关于豆粉中大豆蛋白的凝胶性质1 2 3 1 及用豆粉制作豆制品的研究b 4 嘲。 鉴于即食豆腐脑的研究与开发一般主要分为速溶豆耪的加工及凝周剂舶研究两犬方面，本文 分别从这两方面介绍国内外研究现状。 2 1 2 i 速溶豆粉3 d i 的研究现状 ( 1 ) 制浆 现有的速溶豆粉的制浆工艺可以分为三大类。第一类是用干法进行生产，即采用大功率： 业 射频技术，伎大豆在电磁效应、热效应的作_ ! ： f 灭酶干燥，然后粉碎成千粉，加水还原成豆浆。 宋国安”采用全干法生产豆粉，大豆经灭酶干燥后，再经过脱腥、脱脂和超微精磨等处理，得到 速溶豆奶粉。j u n gs up a r k ”j 用红外电磁场波对大豆进行干燥得到高品质的豆粉。 第二类是用p 湿法生产，般是将大豆干燥脱皮后，经蒸汽灭酶，加热水通过磨粗磨，然后 再经过胶体磨糈磨后分渣，制得浆料【2 8 l 【2 9 l 【3 0 l 。信维平川采用先磨浆，再经蒸汽处理的方法，同 样得到品质较好的豆粉。 第三类是用湿法生产，即将大豆浸泡后进行磨浆，然后浆渣分离，得到浆液。这种】：艺方法 较常见，与豆腐加工工艺的制浆方法类似。 ( 2 ) 煮浆 煮浆是豆粉生产中极为重要的环节，煮浆的作用有三个。 首先是煮浆造成了大豆蛋白的热变性，大豆蛋白发生变性是形成凝胶的前提条件。钟芳h z j 通过测定预处理温度及时间对大豆分离蛋白、喷雾干燥豆粉速凝特性的影响，确定了适宜的浆料 热处理条件为9 0 c 预热处理4 0 m i n 。 其次是煮浆可在定程度上消除豆腥味。对于尿素酶、脂肪氧合酶、胰蛋白酶阻碍因子、血 球凝集素等具有生理活性的蛋自质，变性以后主要表现为活性的降低，从而能破坏这些抗生理活 性物质和产生豆腥味的物质。整粒大豆中不含豆腥昧，豆腥味是在破碎a n 工过程中，由于脂肪氧 台酶的催化作用，豆油中的多烯脂肪酸被氧化成月目肪酸的氢过氧化物，这种氢过氧化物很不稳定， 一经形成便很快分解生成某些醒、醇、酮等低分子化合物，其中乙醛是造成豆腥味的主要成分， 因此，钝化脂肪氧台酶是消除豆腥味的主要手段。脂肪氧合酶的耐热性较低经轻度的热处理就 可以达到钝化，温度大于8 0 c ，1 0 m i n 即可钝化哪l 。吴玉营等f 3 4 j 经过研究得出结论：浸泡过的 大豆在9 0 热烫5 m i n ，并用9 0 c 热水磨浆可使所得豆粉基本无豆腥味。还可以在浸泡液中加 入n a h c o j 等脱腥物质进行预脱腥，或采用酶法处理胱除豆疆昧。 煮浆的第三个作用是杀菌。煮浆可以减少大豆浆料中的致病微生物及腐败苗延长大豆浆料 的存放时间。为后续的加工工艺提供方便。 ( 3 ) 调配及均质 因为大豆浆料中含油脂较多，在水中乳化性能不好，影响产品的速溶性所以常要加入一定 量的乳化剂。虽然大豆蛋白本身有一定的乳化作用，但为了使大豆虽白在加入凝固剂后，更好的 形成凝胶，在调配时需加入一些比大豆蛋白表面活性强的小分子乳化剂。乳化剂除有乳化作用外， 还有一定的勘溶、增溶、分散及增稠作用彤j 。通常使用两种以上的乳化剂，其效果比角一种方法 好，因为复合乳化剂有增效作用。另外，为了改替产品的品质，还祷加入一定量的品质改良剂， 如n m h p 0 4 和n a h 2 p 0 4 等。 均质是将预热井净化的混合料在均质机的高压泵作用f 强制通过均质阀，料液中的各种成 分和脂肪球在高压的作用下通过微小的阀孔，被粉碎成很小的质点。均匀的分布在料液中，使乳 化液的稳定性提商，最终确保产品获得良好的冲调性和稳定性。一般均质的压力为2 0 2 5 m p a t 压力太小均质效果差压力过大设备的稳定性受影响。 ( 4 ) 干燥 生产速溶豆粉的干燥方式目前主要有两种。一种是真空干燥。江仁明p ”用真空干燥的方法对 含水量3 2 的豆糊进行干燥，真空度0 0 3 0 0 6 m p a 。 另一种是喷雾干燥。生产速溶豆粉的干燥工艺，大多数都在喷雾于燥塔中进行。决定 豆粉溶解性能的内在因素主要有：豆粉的物质组成及其存在状态、耪体的颗粒、粉体的容重、颗 粒的相对密度、粉体的流散性等，第一个因素是基本的，它决定了溶解的最终效果其余四个影 响溶解速度。喷雾干燥与上述因素相关的主要有：雾化器类型、喷盘转速、喷孔直径、浆料浓度 及黏度、进口温度、出口温度。前两项在选定设备后就固定了，浆料的浓度越高，喷头喷出的液 滴越大，粉体团粒也越大，粉体的容重及流散性越好，溶解性越好。但浆料浓度高会给输送和雾 化带来困难，尤其对于大豆浆料这样的高蛋白样品，应选用低的浆料浓度，一般浆料浓度在1 2 2 0 1 ”j 。一般进口温度控制在1 5 0 1 6 0 为宣，出口温度为8 0 9 0 u 。 大多数生产豆粉的厂家，都是利用原来生产奶粉的干燥塔生产豆粉。在生产中往往出现潮粉 现象，降低了产品的质量。影响生产效率，根据多年的生产实践和干燥理论，发现加大进风和排 风的风量，可以改善干燥效果。周明涵等m i 采用世界上先进的意大利帕玛拉特技术改造老式干燥 塔，将原来的单喷枪改造成三喷枪；自然凉粉改造成三段式流化床二次干燥，并喷涂卵磷脂，强 制凉粉，使无塘豆耢的生产达至速溶效果。国外对速溶豆粉的研究比较少，p r e r c zm u n o zr 对湿 法全脂豆粉干燥的工艺参数进行了研究 4 1 】。 1 2 2 凝固剂的研究现状 ( 1 ) 盐类凝固剂 石膏其主要成分是硫酸钙，有生石膏( c a s 0 4 2 h 2 0 ) 和熟石膏( c a s 0 4 ) 之分做豆腐多 _ l 熟石膏。它是生石膏经过缀饶脱水后经粉碎制成的t , * 2 。对豆浆的凝固作用以生石膏最茯熟石 膏较慢。但由于生石膏凝固的速度太快，生产中不易控制，所以一般都用熟石膏。由于石膏微溶 于水，点浆时，需将石膏粉如水混合，采取冲浆法加入热豆浆内。即用少量的热浆或水加入适量 石膏充分搅拌使之尽可能融化后，倒入冲浆容器中，而后把7 5 c 8 5 c 的熟豆浆冲入并加以搅拌， 即可凝固成脑，一般用量，夏季为大豆原料的2 2 5 ，冬季为4 1 。用石膏做凝固剂难免在制 品中有硫酸钙残留使制品带有一定的苦涩味。 盐卤是海水制盐后的剩余母液，主要成份氯化镁含量约为2 9 ，味苦，故称苦卤。也有呈 固体的是含氯化镁约4 6 的卤块，还含有一定量的氯化钙、氯化钠、氯化钾以及硫酸镁、硫酸 钙等。一般制豆腐干、油豆腐等豆制品采用盐卤作凝固剂较合适，制得的产品没有涩味，e l 昧较 好f 4 3 j 。 为解决卤水点豆腐时凝固速度过快，不好操作的问题，日本有公司开发了可延迟凝固的微胶 囊包衣型卤水凝固剂j 氯化镁( m g c l 2 6 t r i z o ) 俗称卤片，使用时将卤片溶予水中一般用5 0 0 克水时加4 0 - 8 克样 品。使用量为豆浆原料的2 7 - 3 ”。 美国对其他钙盐( 氯化钙、乳酸钙、醋酸钙、碳酸钙、硝酸钙，氢氧化钙和葡萄糖酸钙) 作 豆腐凝固剂进行研究，结果表明：用氯化钙、乳酸钙、醋酸钙、葡萄糖酸钙都可凝固火豆蛋白质， 作豆腐凝固剂使用。其中以氯化钙和醋酸钙为较好的凝固剂。因溶解度的关系。这两种盐类物质 比用硫酸钙容易掌握，其添加量都比用硫酸钙少一半，豆浆的凝固点都在p h 6 。0 左右。有研究结 果显示，c 矛+ 可使大豆浆料在8 5 c 下3 r a i n 内凝同心i 。 盐类凝周剂凝周机理：关于盐凝崮剂的机理存在不同看法第一种看法是，盐卤和右膏都属 强电解质，是二价碱金属中性盐，在水中能产生带电荷的离子m 9 2 + 、c a 2 、s 0 4 。、c i 一。加入 适量的电解质，可使蛋白质所呈电荷受影响。同时二价离子使蛋白质分子联结两凝聚成豆腐脑j a 2 j ： 第二种看法认为，盐类凝固剂与酸类凝固剂一样都是使豆浆的p h 值接近等电点，引起蛋白带 电量降低而凝同m 6 1 ( 2 ) 酸类凝固剂 葡萄糖酸一6 一内酯( g d l ) 做豆腐时，最佳用量为o 2 5 o 3 ，最适濡度为8 0 c 9 0 6 c 。 葡萄糖酸内酯本身不能直接做凝固荆它需在豆浆中水解转变成葡萄糖酸后才对豆浆中的蛋白质 产生酸凝固。因用内酯做凝固剂制得的豆腐，略带酸味，常与硫酸钙合用i “】，并加入磷酸氢二钠， 磷酸二氢钠，酒石酸钠以及复合磷酸盐。 酸类凝固剂凝固机理：目前多认为是酸产生h + ，使溶液p h 值f 降，p h 值接近大豆蛋白等 电点时，引起蛋白质表面层带电量下降，破坏胶体的稳定性，产生了沉淀凝结 ”1 。 ( 3 ) 酶类凝固荆 动植物中能凝固大豆蛋白的酶有胰蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶和木瓜蛋白酶等，其 中菠萝蛋白酶凝固效果摄好。巫庆华1 4 5 研究了木瓜蛋白酶使大豆蛋白凝固的过程，初步确定酶 法凝固的机理是在酶的作用下，蛋白质暴露了一些疏水基团，并立即通过蛋白质分子问的疏水作 用结合成凝胶。钟芳叫对六种蛋白酶：木瓜蛋白酶( p a p a i n ) 、碱性蛋白酶( a t c a l a s e ) 、复合风味 蛋白酶( f l a v o u r z y m e ) 、中性蛋白酶( n e u t r a s e ) 、复合蛋白酶( p r o t e m a x ) 、波萝蛋白酶( b r o m i n a s e ) 进 行比较研究发现木瓜蛋白酶( p a p a i n ) 和碱性蛋白酶( a l c a l e ) 具有较强的使大豆蛋白质胶凝的能 力，木瓜蛋白酶( p a p a i n ) 因具有较高的温度和p h 值稳定性而更适台作为即食豆腐脑的凝固剂，在 参与酶促凝胶网络结构形成的键合中疏水相互作用和氢键占主导地位，用葡萄糖酸内醣和木瓜蛋 自酶混合凝固剂可使样品的凝胶强度显著提高一】。 微生物产生的蛋白酶无论是在蛋白水解及豆浆凝固的效率方面，还是在生产工艺的简化方 面，都优于动植物组织中的蛋白酶，所以用微生物生产酶凝固剂有一定的发展前景。还可用微生 物直接凝固豆浆，如a s h i m o t o 曾用一种酿酒酵母在3 0 下制备无豆腥味的凝乳，日本的山中茂 用盐霉、红曲霉、青霉、根霉、脉孢菌、毛霉等微生物凝固各种蛋白质溶液p 。 ( 4 ) 复合凝固剂 所谓复合凝固剂就是人为地将两种或两种以上的成分混合加工成的凝固剂。复合凝固剂由于 发挥了酸类、盐类及酶类凝固剂的优点，弥补各自的不足之处，所得的凝固产品的口味、硬度、 弹性都比单一凝固帮所得的产晶要好。郑掰红p 1 娃用回归芷交方案研究了以内酯为主的豆腐复 台凝固剂中石膏、磷酸氢二钠、单甘酯的不同添加量对豆腐凝胶强度的影响，确定了以内醑为主 的复合凝固剂的最佳配方。张恒【”i 认为6 葡萄糖糖酸内酯与石膏质量比为2 ：l 时产品的出品 率、含水率、离水率、蛋白质含量、豆腐外观、内部结构及风味各个方面均好于单一凝固剂所制 得的产品。韩立英f ”魄用o 2 5 的g d l 和o 2 0 的乳酸钙作为复合凝周剂，选用品质改良剂和糊 s 精作为辅料，井进行温度和p h 值的控制，制得即食豆腐脑粉。 为了控制凝固剂溶解的速度，从而使其与大豆蛋白的反应速度减慢，同时颗粒均匀分散，减 少沉淀，常在凝固剂表面涂上层包裹层，即所谓的包埋凝固荆。一簸被包裹物为盐类、酸类凝 同剂；包埋剂常使用硬化油、酪朊酸钠、变性淀粉、明胶、黄原胶、卡拉胶等4 ”。英国发明了一 种带有涂覆膜的有机酸颗粒凝周剜，在常温_ 卜颗粒状凝固刻不会溶解于豆浆，选择的涂覆荆的熔 点在4 0 c 7 0 c 之间，例如动物脂肪、植物油脂、各种甘油脂、山梨糖醇甘脂肪酸酯、丙二醇脂 肪酸酯、动物胶、纤维素衍生物、脂肪酸极其盐等。有机酸有：柠檬酸、异柠檬酸、山梨酸、富 马酸、乳酸、琥珀酸、葡萄糖酸及其内酯等l 。 1 3 目前存在的问题 现在市场上出售的方便豆腐脑，食用时一般需溶解成豆浆后，煮沸处理。再加入凝周剂后方 可凝固成脑还没有达到真正方便即食的要求。另外，速食甜豆花虽然基本满足了一冲即凝方便 的要求，但产品中含有大量糖分，使糖尿病患者望而却步。 即食豆腐脑要求有良好的速溶豆粉以及凝固剂。豆粉由于颗粒细而轻，在用水冲调时，容易 部分飘在水面上形成团块包裹而不易溶解。在豆粉溶解之后要求能够在较短的时间内形成均匀、 口感细腻、有豆腐脑特有的风味的即食豆腐脑在凝固剂的选择方面也有一定的难度。男外，对 于即食豆腐脑来说，若将凝固荆童接与速溶豆粉混匀后，用开水冲调，没有分散开的颗粒状凝固 刺与大豆蛋白在短时间内接触，会造成局部凝聚现象，不能形成均匀稳定的凝胶。 1 4 研究的主要内容 1 优化大豆浆料的提取工艺及浆料浓度的调整方法，对浆料的最佳热处理条件进行研究。 2 ，研究不同添如剂对大豆蛋白凝胶的影响。优化大豆浆料的乳化条件及豆粉的唼雾于燥条 件并对喷雾所得豆粉进行附聚造粒，以得到溶解性与速溶性较好的速溶豆粉。 3 对凝固剂短时间内的凝胶特性进行研究，选择出即食豆腐脑较适宜的凝固剂，并进行复合 凝固剂配方的研究。 4 ，在确定即食豆腐脑复合凝固荆配方的基础上，对凝固剂进行包埋处理蛆廷缓大豆蛋白与 凝固剂的作用，形成比较均匀的凝胶。 6 2 1 前言 第二章大豆浆料制备工艺的研究 制浆是中国传统豆制品必不可少的道j f 序。本文主要针对大豆的浸泡条件进行研究，以提 高大豆蛋白的溶出率。同时，由于现有的制浆设备的限制，所得大豆浆料浓度会在一定范围内波 动，无法保证其为一个确定的值这样会影响试验结果的重现性，造成结果不稳定。因此需要固 定浆料的提取工艺及浆料浓度的调整方法。 煮浆使豆浆中的蚩自质发生热变性形成相对稳定的前凝胶体系，是使豆浆凝周，制各豆腐脑 的前提条件，适当的热变性程度有利于大豆蛋白的胶凝；同时煮浆还可减轻异味，减弱脲素酶、 胰蛋白酶抑制剂等抗营养因子的作用，以保证最终产品的安全性。因此，本章需要确定适合的煮 浆条件。 本章的目的是要获得大豆蛋白溶出率较高，热变性程度适当，同时安全的大豆浆料，便于后 续的试验研究。 2 2 材料与方法 2 2 1 实验材料 襄2 - 1 实验用试剂一览表 t _ b l e 2 0 ! s c h 。d u l eo f t h ee x p e d m c n tr e a g e n t s 2 2 2 主要实验仪器和设备 表2 - 2 实验用仪器及设备一览表 t a b l e 2 - 2s c h e d u l eo f t h ce x p e r i m e n t a li n s t r u m c n l s 2 23 试验内容与方法 2 2 3 1 试验内容 1 、科丰六号大豆主要成分的测定 用凯氏常量定氨法、索氏提取法、直接干燥法分别对科丰六号大豆的蛋白质、脂肪、水分含 量进行测定。 2 、大豆浸泡条件的优化 采用不同浓度( o 2 、o 4 、o 6 ) 的n a h c 0 3 水溶液按料水比( 1 ：2 、1 ：2 5 、1 ：3 ) 浸 泡大豆( 8 h 、l o h 、1 2 h ) ，在常温下以1 ：8 的料水比打浆，测定蛋白质的溶出率，以蛋白质溶出 率为指标选择最佳的浸泡条件。设计三因素三水平正交试验。大豆浸泡条件因素水平表如表2 - 3 所示。 囊2 1 3 大豆浸泡条件正交试验因素水平表 t i e 2 - 3f a c t o r sa n dl e v e l so f o r t h o g o n a le x p e r i m e n ta b o u ts o y b e a ns o a kc o n d i t i o n s 3 、浆料浓度的调整方法 同定大豆原料和磨浆时的水豆托虽然可以在一定程度上控制所得豆浆的矧形物，缓小豆浆浓 8 度的波动性，但现有的磨浆设备很难严格控制大豆磨碎程度、速率以及打浆时的水流量，因而不 同批次磨制的豆浆的浓度往往不同。参考刘志m 1 - t ”1 的方法通过二次磨浆分别制得浓豆浆与稀豆 浆按一定比例混合，从而得到一定浓度的豆浆。为了后续研究方便，调整大豆浆料的固形物含 量为1 0 。 4 、不同煮沸时间对大豆蛋白凝胶强度和失水率的影响 大豆浆料用通电加热的方法加热至沸，分别保持o m i n 、1 m i n 、2 m i n 、3 m i n 、4 r a i n 、5 r a i n 、 6 r a i n 、7 m i n 、8 r a i n 、9 r a i n 、1 0 m i n 、2 0 r a i n ，置于冰浴中迅速冷却；加入g d l ，使g d l 的浓度为 07 ，然后置于8 0 水浴锅中，4 0 m i n 后取出，在冰浴中迅速冷却i1 h 后测量其凝胶强度及失 水率。作三组平行试验，取平均值。 2 2 3 2 试验指标测定方法 1 、蛋白含量的测定：凯氏常量定氮法m i g b t 1 4 7 7 1 9 3 2 、粗脂肪含量的测定：索氏提取法镯g b t1 4 7 7 2 9 3 4 、水分含量的测定：常压加热干燥法| 5 6 l g b t1 4 7 6 9 9 3 5 、蛋白质溶出率的计算方法 蛋白质溶出率c ，= 驾薯誉裂蔫夸墨差暮黜m 。 6 、凝胶强度的测定方法f 5 7 】 豆腐脑凝胶在流变仪上做穿插试验，圆柱形探头半径：r = 2 5 r a m ：载物台速度：6 0 r a m r a i n ； 量程：2 0 0g ；记录纸速度v = 1 0 0 r a m r a i n 豆腐脑高度为h = 3 4 m m ，直径6 0 r a m ；每块豆腐脑测 定三个点。豆腐脑穿破时受到的最大力为f ( g ) ，以此力表示豆腐脑凝胶的凝胶强度。 7 、豆腐脑的失水率的测定 在水浴锅中加热到试验所要求的时间后，将离心管装入离心机以4 0 0 0 d m i n 离心5 r a i n 。然 后倾出离心管内游离水分，并用滤纸小心将管内吸附于离心管壁处的可见水分吸出。称重。 火水率w ( ) = ( w i w d w lx 1 0 0 式中：w 1 ：离心前豆腐脑的重量( g ) ：w 2 ：离心后豆腐脑的重量( g ) 。 9 2 3 结果与分析 2 3 1 科丰六号大豆主要成分的测定 表2 - 4 科丰六号大豆主要成分含量表 t a b l e 2 - 4s c h e d u l eo f p r i n c i p l ec o m p o n e n t s c o n t e n ta b o u tk e f e n6s o y b e a n 蛋白质含量( )脂肪含量( ) 科丰六号 豆主要成分含量4 4 2 i 21 3 1 8 9 5 8 _ + i6 2 注：以上测定结果均以千基古量计 2 32 大豆浸泡条件的优化 表2 - 5 是大豆浸泡条件正交试验的结果，表2 - 6 是方差分析表。影响大豆蛋白溶出率的主次 因素为：浸泡时间) n a h c 0 3 溶液浓度) 料水比，在试验中最好的试验组合为a 2 8 2 c 3 ：即浸泡时 间为1 0 h - 料水比】：2 5 ，n a h c 0 3 溶液的浓度为o ，6 。 裹2 - 5 大豆浸泡条件的正交试验 t a b l e 2 5o r t h o g o n a le x p e r i m e n to f s o y b c a ns o a kc o n d i t i o n s 因素 组号 a 浸泡时间( h )b 科承比 c n a i c o j 溶液浓度( ) 大豆蛋白溶出率( 脚 1 ( 8 ) 1 ( 8 ) 1 ( 8 ) 2 ( z o ) 2 ( i o ) 2 ( 1 0 ) 3 ( 1 2 ) 3 0 2 ) 3 ( 1 2 ) 7 3 4 3 3 1 ( 02 ) 2 ( 0 4 1 3 ( 0 6 ) 2 ( 0 4 ) 3 ( 0 6 ) l ( 0 2 ) 3 ( o 6 ) i ( o 2 ) 2 ( o ，4 ) 7 38 6 7 6 9 7 7 62 7 4 4 7 9 6 8 l1 7 6 5 7 42 7 5 4 7 75 k 2 7 9 0 6 7 7 75 6 7 7 77 6 7 k 3 7 5 7 0 0 7 61 3 3 7 65 6 7 r i5 6 3 43 0 6 7 39 0 0 衰2 - 6 方差分析表 t a b l e z - 6t h ev a r i a n c ea n a l y s i so f o r t h o g o n a te x p e r i m e n t 因素 偏差平方和 自由度均方f 值显著性 浸泡时同4 8 2 0 722 4 1 0 4 4 6 ，0 4 3显著 料水比1 4 1 2 72 0 6 41 3 4 9 3 n a h c 0 3 溶液浓度 2 3 9 4 0 21 1 9 7 02 2 8 6 5 娃著 设差 1 0 52 o 删渊湖h瓠k圳瓤“琊瓢w ，2 3 4 5 6 7 s 9 k 中国农业丈学硕士论文第二章大豆浆料制各工艺的研究 表2 5 的结果可以用图2 - 1 、图2 - 2 、图2 3 三个图来直观表达，图2 一l 表示人豆浸泡时间对 大豆蛋白溶出率的影响结果、闰2 2 是大豆浸泡料水比对大豆蛋白溶出率的影响结果、图2 3 表 示碳酸氢钠溶液浓度对大豆蛋白溶出率的影响结果。从图中可以看出，大豆蛋白的溶出率都是先 增大后减小。从进一步的结果分析中可以得山，人豆浸泡条件的最佳组合为a 2 8 2 c 2 ：浸泡时间 1 0 h 料水比1 ：2 5 ，n a h c 0 3 溶液的浓度为0 4 。可惜在正交试验的设计中没有包含这一组合， 以此试验条件进行追加试验，结果表明提高了大豆蛋自的溶出率，实际测得大豆蛋白的溶出率为 8 2 2 。所以大豆较佳的浸泡条件为：n a h c 0 3 溶液浓度0 4 、料永比1 ：25 、浸泡1 0 h 。 8 5 f 盆s 。 鐾7 5 建 舞7 0 俐 i 6 5 囤2 - 1 大豆浸泡时间对大豆蛋白溶出率的影响 f g u r e 2 - lt h ee f f e c to f s o a kt i m eo nt h ee x t r a c t o n p e r c e n t a g eo f s o y b e a np r o t e i ne x t r a c t i o n 8 5 8 0 彗7 5 建 嚣7 0 f 删 k6 5 6 0 6 0 一一一。 l ：2l ：2 51 ：3 料水比 圈2 - 2 大豆浸泡料水比对大豆蛋白质溶出率的影响 f i g u r e 2 2 t h ee f f e c t o fs o y b e a n ：w a t e rr a t i oo n t b c e x t r a c t i o np e r c e n t a g eo f s o y b e a np r o t e i ne x t r a c t i o n 00 20 40 60 8 碳酸氨钠溶涟浓度( ) 暖2 _ 3 磺馥氨钠溶液浓度对大豆蛋白溶出率的影响 f i g u r e 2 - 3 t h e e f f e c t o f n a h c o a c o n c e n t r a t i o ne o n t h e e x t r a c t i o n p c f c c n t a g eo f s o y b e a np r o t e i ne x n a c o 一 r ，h f一 踮 鲫 衢 加 酷 鲁v料习缝皿随州k 一挖， 曲_ | 2 l 一。二。 2 3 3 不同煮沸时间对大豆蛋白凝胶强度和失水率的影晌 1 1 0 t 0 0 蚓9 0 篓f 051 0 1 52 02 5 时间( m i n ) 围2 - 4 煮沸时间对大豆蛋白凝胶强度的影响 f i g u r e 2 - - 4t h ee f f e c to f b o i l i n gt i m eo ns o y b e f mc u r ds h e n g t h 2 4 2 2 ，、2 0 誊1 8 婪1 6 州1 4 1 2 1 0 。王王 o51 01 52 02 5 时问( m i n ) 田2 - 5 煮沸时间对大豆蛋白凝胶失水率的影响 f i g u r e 2 5t h ee f f e c to f b o i l i n gt i m e0 1 3w a t e rl o s i n gr a t eo f s o y b c a nc u r d 图2 - 4 、图2 5 是豆浆煮沸时问对凝胶强度和失水率的影响结果。从图中可以看到，当煮沸 时间少于6 r a i n 时。随加热时间的增加，凝胶强度增大，失水率降低。当煮沸时间大于6 r a i n 时， 随煮沸时间的增加，凝胶强度降低。失水率变化的幅度不大。大豆蛋自变性是形成凝胶的必要条 件生豆浆在加热后加入凝固剂后才能形成凝胶。大豆蛋白主要由l l s 球蛋白和b - 伴大豆球蛋 白组成。b 一伴大豆球蛋白的变性温度是7 0 c 1 1 s 球蛋白的变性温度为9 0 左右。在煮沸的条 件下这两种大豆蛋白都可以发生变性。大豆中的主要蛋白的变性程度与大豆蛋白的凝胶强度有很 大关系，煮浆的时间不同造成蛋白质的变性程度不同从而使得凝胶强度不同。当豆浆煮沸时问 过短时( 小于6 m l n ) ，大豆蛋白变性不足，只有较少的蛋白分子暴露出疏水基团和其他话性基团， 因此不能形成致密的蛋白质网状结构，随着煮沸时间的进一步增加，可形成凝胶网络的变性蛋白 分子增多，因此豆腐脑的凝胶强度增大，失水率减少，煮沸6 r a i n 可使大豆蛋白充分变性。但是 当煮沸时间过长时蛋白上的巯基被氧化可形成分子问的二硫键减少，因此凝胶强度降低。 i 2 生大豆中有多种抗营养因子，妨碍营养物质消化、吸收和利用，甚至对人体健康造成不良影 响，引起疾病。这些抗营养物质对热不稳定，通过适当的加热可使其失活，在大豆浆料的煮沸过 程中脲素酶活性与某些抗营养因子的含量高度相关，一般用尿素酶活性评定大豆的加热程度l ”i 。 一般认为煮沸1 0 r a i n ，脲素酶及其他抗营养冈子的含量已经在安全限度内，达到了食品安全的要 求【4 1 1 川。 为了使大豆蛋白质充分变性，同时考虑到食晶安全的需要，最终确定较好的热处理时间为 1 0 m i n 。 2 4 本章小结 1 科丰六号火豆主要成分的含量为( ) ：蛋白质4 4 2 1 2 1 3 ，脂肪1 8 9 5 4 - 1 6 2 。 2 为提高大豆蛋白的溶出率，优化了大豆的浸泡条件。大豆较佳的浸泡条件为：n a h c 0 3 溶 液浓度o 4 、料水比l ：2 5 、浸泡1 0 h 。 3 通过二次磨浆的办法分别制得浓豆浆与稀豆浆，按一定比例混合的办法调整浆料浓度，从 而得到固定浓度的豆浆。 4 大豆浆料较适合的煮沸时间为1 0 m i n ，这时大豆蛋白已发生充分变性，同时可以保证大豆 浆料的安全性。 3 1 前言 第三章速溶豆粉；n y _ t 艺的研究 豆粉由于颗粒细而轻，冲调后不能在水中迅速分散、f 沉、溶解，而是部分飘在水面上形成 团块包裹。无法溶解，导致豆粉不易溶。目前，为