（食品科学专业论文）大豆蛋白对牛奶及乳饮料品质的影响.pdf

摘要 摘要 大豆蛋白对牛奶及乳饮料品质的影响 学科、专业：工科食品科学 研究生姓名：陈鸽 指导教师：华欲飞教授 随着大豆及其深加工产业的迅速发展，大豆蛋白制品的品质得到很大提高。大豆蛋 白具有几乎能与动物蛋白媲美的营养价值和功能性质，将经特殊工艺制备的大豆蛋白添 加到牛奶或者是乳饮料中即丰富了产品种类、又提高了产品品质。 论文选取出合适的大豆蛋白，研制出不同类型的双蛋白奶及乳饮料，并对工艺参数 进行优化。同时分析了大豆蛋白自身的风味和色泽，探讨了大豆蛋白对牛奶风味和色泽 的影响。研究发现，豆粕经9 5 乙醇洗涤后制备的大豆分离蛋白不仅具有很好的溶解性 和乳化性，风味和色泽也得到很大改善，将其作为原料添加到牛奶中有很好的效果。 g c m s 结果表明通过醇洗豆粕等手段制备的大豆蛋白中除去了很多异味成分，使风味 得到了一定的改善。另外，与大豆蛋白相关的色素物质主要是水溶性多酚，而最主要的 呈色多酚物质是异黄酮，如染料木素、大豆黄苷等。这些多酚类物质主要以吸附的形式 存在，其中的酚酸不仅会氧化产生有色物质还会带来苦涩味。醇洗处理豆粕能够大大的 减少大豆蛋白中的多酚类物质，尤其是游离多酚。 实验结果表明，制备双蛋白奶的均质温度为7 0 、均质压力为3 0 m p a 、灭菌条件 为1 2 1 1 3 、1 5 m i n 时有较好的稳定性和较长的保质期。中性双蛋白奶和酸性双蛋白乳饮 料的蛋白含量分别为3 和l 。酸性乳饮料的p h 选择为4 0 ，蔗糖的添加量为8 ，酸 味剂采用柠檬酸、乳酸和苹果酸的混合酸，比例为l ：2 ：l 。钙强化型双蛋白奶中钙剂对 牛奶蛋白和大豆蛋白都有很大的影响，添加离子钙后酪蛋白和大豆蛋白对热都不稳定， 蛋白絮凝、乳清析出。因此选择分子型钙柠檬酸钙作为钙剂，虽然其水溶性很低，但 是在增稠剂存在的情况下可以稳定地悬浮于产品中，当进入人体后能够被吸收。按照国 际上对高钙奶的定义，并且考量产品的稳定性，确定钙剂的添加量为0 6 6 9 1 0 0 m l ，获 得的终产品中钙含量为1 4 2 m g m l 。 关键词：大豆蛋白；双蛋白奶；乳饮料；醇洗；功能性；风味；色泽； a b s t r a c t a b s t r a c t e f f e c t so fs o y b e a np r o t e i no nt h eq u a l i t yo f m i l ka n dm i l kb e v e r a g e s u b j e c t & m a j o r ：e n g e e r i n gf o o ds c i e n c e s t u d e n t sn a m e ：c h e ng e s u p e r v i s o r ：h u ay u f e ip r o f e s s o r w i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to fs o y b e a ni n d u s t r y , t h eq u a l i t yo fs o y b e a np r o t e i np r o d u c t s a r eb e i n gi m p r o v e dal o t ，a n dt h e i ra p p l y i n gv a l u ei ss o a r i n gg r e a t l ya sw e l l w i t hh i g h n u t r i t i o n a lv a l u ea n dg o o df u n c t i o n a lp r o p e r t i e s ，s o y b e a np r o t e i nm a d eb ys p e c i a lt e c h n o l o g y c o u l d n td e t e r i o r a t em i l k sn u t r i t i o na n da c c e p t a n c e i n s t e a d ，i te n r i c h e st h es o r t so f m i l kw i t h i m p r o v i n gq u a l i t y t h i sp a p e rc h o o s e sp r o p e rk i n d so fp r o t e i nf o rm i l ka n dm i l kb e v e r a g e ，a n da l s o o p t i m i z e sp a r a m e t e r so ft h ep r e p a r i n gt e c h n o l o g y a tt h es a m et i m e ，w ea n a l y z et h es o y p r o t e i n sf l a v o ra n dc o l o r t h ee f f e c t so fs o y b e a np r o t e i no nt h em i l k sf l a v o ra n dc o l o ra r e b e i n gs t u d i e da sw e l l s t u d ys h o w ss o y b e a np r o t e i ni s o l a t e dm a d ef r o ms o y b e a nm e a lb e i n g w a s h e db y9 5 a l c o h o lh a sg o o ds o l u b i l i t ya n de m u l s i f i c a t i o np r o p e r t i e s a n di t sf l a v o ra n d c o l o ri sb e t t e rt h a no t h e rk i n d so fp r o t e i na sw e l l s os u c hk i n do fs o y b e a np r o t e i ni sak i n do f g r e a ts t u f ff o ra d d i n gt ol i q u i dm i l k t h er e s u l t so fg c m ss h o wt h a ts u c hk i n do fp r o t e i nh a s l i t t l eb e a n yf l a v o rt h a no t h e rk i n d so fs o y b e a np r o t e i n ，s oi th a sb e t t e rf l a v o r i na d d i t i o n ，t h e p i g m e n t sr e l a t e dt os o y b e a np r o t e i na r em a i n l yw a t e r - s o l u b l ep o l y p h e n o l ，o u to fw h i c h i s o f l a v o n e sa r et h em o s ti m p o r t a n t ，s u c ha sg e n i s t e i n ，d a i d z i na n ds oo n s u c hk i n d so f p o l y p h e n o la r em a i n l yb o u n d e dt op r o t e i n a n dp o l y p h e n o l i ca c i d sa r en o to n l yo x i d a t e dt o f o r mc o l o r i n gm a t e r i a l s ，b u ta l s ob r i n ga s t r i n g e n c ya n db i t t e rt a s t et ot h ep r o t e i n w a s h i n g s o y b e a nm e a lw i t ha l c o h o lc o u l dd i m i n i s hp o l y p h e n o l i ns o y b e a np r o t e i na s w e l l ，f r e e p o l y p h e n o li np a r t i c u l a r r e s u l t ss h o wt h a t7 0 a n d3 0 m p aa r et h eb e s tc o n d i t i o nf o rh o m o g e n i z i n g a n db e i n g s t e r i l i z e du n d e r “121 ，15 m i n ”h a v eg o o ds t a b i l i t ya n dl o n gs h e l f - l i f e t h ep r o t e i nc o n t e n t o fn e u t r a ld u a l - p r o t e i nm i l ka n da c i dd u a l p r o t e i nm i l kb e v e r a g ea r e3 a n d1 w et h i n k p h 4 0 ，8 o fs u c r o s ea n dm i x e da c i dm a d eb yc i t r i ca c i d ，l a c t i ca c i da n dm a l i ca c i di n a c c o r d a n c ew i t ht h ep r o p o r t i o no f1 ：2 ：1a r et h em o s ts u i t a b l ec o n d i t i o nf o rt h et a s t eo ft h e a c i dm i l k c a l c i u ms o u r c ei s i m p o r t a n tf o rb o t ht h ec a s e i na n ds o yp r o t e i n b e c a u s ei o n i z e d c a l c i u mw o u l dm a k et h e s et w ok i n d so fp r o t e i nt h e r m a l l yi n s t a b l e ，w ec h o o s ec a l c i u m c i t r a t e ( m o l e c ul a rc a l c i u m ) a so u rc a l c i u ms o u r c e t a k i n gt h ei n t e m a t i o n a ld e f i n i t i o no f h i g h - c a l c i u mm i l kf o rr e f e n c e ，w ec h o o s e0 6 6 9 lo o m la so u ra d d i n gv o l u m e ，a n dt h ef i n a l c a l c i u mc o n t e n ti no u r p r o d u c ti s1 4 2 m g m l k e y w o r d s ：s o y b e a np r o t e i n ；d u a l - p r o t e i nm i l k ；m i l kb e v e r a g e ；f u n c t i o n a lp r o p e r t y ； f l a v o r ；c o l o r 符号说明 c s p i 8 5 s p i 9 5 s p i h s p i 8 5 e n s p i e n s p c c s p c m s p i l o x 符号说明 由未经过处理的脱脂豆粕制备的大豆分离蛋白 由经过8 5 乙醇处理的豆粕制备的大豆分离蛋白 由经过9 5 乙醇处理的豆粕制备的大豆分离蛋白 由经过1 0 0 1 0 m i n 处理的豆粕制备的大豆分离蛋白 酶改性高分散型分离蛋白 酶改性醇法大豆浓缩蛋白 山东谷神集团提供的醇法大豆浓缩蛋白 山东谷神集团提供的乳品专用大豆分离蛋白 脂肪氧合酶 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本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，也不包含本人为获得江南 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谢意。 签名：i 交璺日期：知降g 月7 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：伍毖导师签名： 日期：硝 绪论 一、绪论 众所周知，牛奶具有很高的营养价值，含钙丰富、富含饱和脂肪酸，但是对于某些 特定人群( 包括胆固醇过高、血脂血压过高的人等) 而言，过多摄入牛奶就可能对身体 造成不利影响。大豆蛋白的蛋白含量高、氨基酸比例合理、并且消化吸收率高、具有一 些独特的生理功能。因此将牛奶与大豆蛋白混合，不仅发挥了牛奶促进人体对钙和维生 素d 吸收的营养功效，同时又有大豆蛋白低饱和脂肪、低胆固醇的健康特性，更为重要 的是还可以起到氨基酸互补的作用，使营养价值明显提高。 1 1 大豆蛋白的营养价值 蛋白质的营养品质一般由三个因素决定【1 】：( 1 ) 蛋白质的必需氨基酸组成：( 2 ) 蛋白质 消化率；( 3 ) 摄入蛋白质的人体对氨基酸的需求。 与传统的动物源蛋白相比，大豆蛋白整体必需氨基酸组成较平衡，与f n b ( 美国联 邦营养局高级蛋白标准) 所推荐的氨基酸参考模式【2 j 十分接近，可以完全满足2 岁以上 人体对必需氨基酸的需求。对人和动物的临床研究表明：大豆蛋白产品的消化率可与肉、 奶、蛋相媲美，其中大豆分离蛋白的消化率高达9 3 9 7 t 引。f a o w h o ( 联合国粮农组 织与世界卫生组织建议的比例) 利用蛋白质消化率校正氨基酸分【4 】方法评价蛋白质的营 养价值，研究表明大豆蛋白的营养价值与乳蛋白、鸡蛋卵清蛋白等同。 1 2 大豆蛋白的品质和功能特性 蛋白质具有特有的空间结构，其一级结构是由多肽链上共价连接的氨基酸残基决 定，二级结构和其他高级结构层次主要是由非共价力如氢键、离子键、范德华力和疏水 作用决定。大豆蛋白主要是球状蛋白，其多肽链折叠紧密，疏水的氨基酸侧链位于分子 内部，亲水的侧链在外部暴露于水溶剂，因此天然蛋白质在水溶液中的溶解性很好，具 有很好的稳定性，蛋白在外力作用下变得不稳定主要是由于蛋白质上连接上其他物质。 大豆蛋白具有许多重要的功能性质，在食品加工和储藏过程中起着特殊作用，其发 挥受与其共存的某些食物组分的影响，同时还受所接触环境的左右【5 1 。大豆蛋白的溶解 性直接影响其他功能特性，因为蛋白质只有在溶液中充分分散才能与食品中的其他组分 相互作用，也只有当溶解性大于一定值后才可能具有好的功能性质。乳品对于添加的蛋 白的品质要求往往是多种性质的共同作用，对于应用到牛奶中的大豆蛋白原料通常要求 具有好的溶解性、乳化性及热稳定性等。 蛋白质的乳化性是指蛋白能使油与水形成稳定的乳化液的功能，主要包括乳化能力 和乳化稳定性，它们主要取决于两个方面【6 ，7 】：一是蛋白质在油水界面吸附而使界面张力 降低；二是带电状况、结构及由反絮凝的界面层产生的机械能垒。大豆蛋白是一利一表面 活性剂，既能降低水和油的表面张力，又能降低水和穿气的表面张力，所以容易形成较 稳定的乳状液。乳化的油滴被聚集在油滴表而的蛋白质通过形成一种保护层所稳定，这 个保护层可以防止油滴聚集和乳化状态的破坏。 江南大学硕士学位论文 1 3 大豆蛋白制品的风味 长期以来，大豆蛋白所带有的异味一直困扰着人们，豆腥味、青草味、苦涩味等大 大限制了其在食品中的应用。蛋白质本身没有气味，但容易与风味成分结合，这些物质 包括挥发性和不挥发性的成分，前者主要有各种醛类、醇类、酮类等，而后者主要指各 种多酚类物质等。另外，大豆本身也含有一些不良嗅味成分。 脂质在大豆中的含量非常丰富，在加工和贮藏过程中大豆蛋白制品异味的产生首先 与大豆制品中残留脂质自动氧化作用产生的一些挥发物有关；其次是随后产生的各种次 生反应，包括氧化反应、非氧化反应和与大豆其它成分相互反应。脂质氧化将产生很明 显的风味问题，如脂肪酸降解产物与青草味和豆腥味等异味的产生有密切关系 s - 1 2 。 在工业化生产中，大豆经正己烷低温脱脂后，豆粕中脂肪氧合酶( l i p o x y g e n s e ，简称 l o x ) i 拘活力依然很高，因此在碱性条件下提取蛋白时，l o x 可催化含有1 , 4 戊二烯系 统多不饱和脂肪酸氢过氧化作用，这些氢过氧化物再经脂肪酸氢过氧化物裂解酶分解最 后生成小分子的醛、醇及酮等挥发性物质，从而带来豆腥味【1 3 】。大豆l o x 主要存在于 靠近大豆表皮的子叶中，大豆只要有很少破碎，空气中的氧和l o x 就会与豆油接触而 产生豆腥味物质，这些物质与大豆蛋白结合也能使之具有豆腥味。 在大豆蛋白加工过程中，蛋白发生聚集也将增加对风味物质结合【i 引。当风味成分与 蛋白结合时，蛋白质构象实际上也产生变化。风味物扩散至蛋白质分子内部打断蛋白质 链段之间疏水相互作用，使蛋白质结构失去稳定性。 1 4 风味物质的分析方法 食品中挥发性风味物质的分析包括三部分：首先尽量完全地从食品中抽提出香味组 分，然后借助现代仪器进行定性、定量分析，最后对重要的特殊挥发性组分进行分析即 评价其对香气的贡献。很难精确分析豆制品中风味物质，因为这些物质紧密吸附在大豆 蛋白上，一般是采用固相微萃取来吸附，然后通过气相色谱来分离各利t 风味物质，最后 通过质谱检索可能性最大的成分。分析食品风味通常采用g c m s ，浓缩待测物样品的 制备方法有顶空法、吹扫捕集法、固相萃取法、同时蒸馏萃取法和超临界流体萃取法等 方法。现代分析中通常将这些浓缩制样方法与g c m s 等联用，以达到最大的萃取效率 和最好的萃取效果。相比而言，固相微萃取法操作简易、灵敏、可选择性强，多见于顶 空取样( h s s p m e ) 分析食品挥发性风味物。h s s p m e 是一种基于纤维涂层吸附特性的 无溶剂取样技术，源于气态、液态或固态基质目标组分首先从基质中释放，然后吸附在 位于基质上方表面涂有一层吸附多聚物的纤维涂层上。完成吸附后，分析物在g c 入口 处热解析或h p l c 入v - - i 处溶剂解析【1 5 , 1 6 。 1 5 大豆蛋白的色泽和口感 大豆蛋白在制备过程巾常会结合上很多色素物质，使蛋白带上颜色。色素通常包含 水溶性色素和脂溶性色素，因为大豆蛋白是以脱脂豆粕为原料制备，所以水溶性色素是 丰要呈色物质，主要是指植物多酚类物质，并且鉴于酸提碱沉的工艺流程，呈色物质往 绪论 往是结合在蛋白上起作用。植物多酚是多羟基酚类化合物的总称，可通过疏水键和多点 氢键与蛋白结合，广泛存在于蔬菜、水果、豆类等中，参与植物生长繁殖过程，为植物 带来五彩缤纷的颜色，赋予植物酸、甜、苦、涩的味道。从低分子量的简单酚类到分子 量大至数千道尔顿的单宁类，按结构可分为酚酸类、类黄酮类及1 ，2 二苯乙烯和木酚素 类。类黄酮进一步又分为黄酮类、黄酮醇类、黄烷醇类、异黄酮类、花色素类、原花色 素类等。豆类中主要存在的类黄酮物质主要是异黄酮类，大豆中异黄酮是大豆生长过程 中形成的一类次生代谢产物，在大豆中的含量为1 2 0 0 - - - 4 2 1 6 p g 9 1 1 7 】，显微黄色、灰白或 无色。通常，在天然状态下，大豆中只有少量异黄酮以游离苷元形式存在，9 0 以上是 以p 葡萄糖苷的形式在。在大豆制品加工过程中，大豆异黄酮容易随水流失。 研究表明，在所有的有关豆类的分析中都发现了阿魏酸、对香豆酸和芥子酸的存 在。a r a i 认为大豆中酚酸会影响到豆粉及制品的风味，v a n d e r 认为香豆酸是加工时散发 大豆异味的主要物质。多酚与颜色和风味都有关系，作为酶促褐变的主要因素，多酚在 p p o 的催化下形成褐色物质，这些物质的检测通常是采用分光光度法和h p l c 法【1 8 】。 1 6 大豆蛋白在乳制品的应用现状与前景 近年来市场对低脂、高蛋白和具有营养保健功效的大豆蛋白食品的需求量呈强劲增 长趋势。虽然近十年来我国的乳品工业有了长足进步，但同目前世界乳业发展情况相比， 还是存在很大的差距。2 0 0 5 年世界乳产量已达6 5 ，3 9 8 万吨，人均消费量为1 2 8 7 k g ，而我 国居民人均消费奶类9 9 k g ，如此之大的差距，在一个相当长的时期内是很难平衡的【1 1 。 鉴于我国自然资源条件、人口状况和畜牧业发展潜力，走与大豆蛋白的资源开发利用相 结合的道路，发展我国乳品工业不仅是现实的而且是可行的。 大豆蛋白在肉制品中的应用已经有很好的技术和市场，而如何充分利用我国大豆资 源、扩大其在食品中的应用范围，已是我国进一步开发利用植物蛋白的重要课题。目前 由于乳清蛋白价格急剧上涨、双蛋白工程积极提倡、大豆蛋白在乳品中的应用有了较好 的发展，但是由于国内乳制品专用蛋白产量少、质量不高，因而大豆蛋白在乳制品中的 应用还仅仅限于食品添加剂的范畴，这不仅没有充分发挥大豆蛋白的营养价值，也没有 带来很大的经济效益。影响大豆蛋白在乳制品中应用的主要原因首先是因为大豆蛋白自 身的功能性不够好，在加工过程中不能保持稳定；另一方面，大豆蛋白受原料和加工因 素的影响，往往具有一些不好的风味，并且色泽较深，影响了产品的品质，因此，只有 进步提高大豆蛋白的品质才能更充分的利用大豆蛋白资源，扩大在乳品中的应用。 1 6 1 乳粉中的应用 添加大豆蛋白到乳粉中不仅能满足产品的营养指标，还能有效的降低成本。早在几 年前，就有人在实验室研究过大豆分离蛋白在乳粉制品中的应用【1 9 1 ，以及大豆全脂营养 乳粉配方设计，并成功地在实验室研制了大豆蛋白乳粉。这些研究奠定了乳粉中应用大 豆分离蛋白大规模生产的基础，经过许多大型乳粉企业的多次研究实验，大豆分离蛋白 在乳粉生产过程中的添加方法逐渐成熟。 江南大学硕士学位论文 1 6 2 酸奶中的应用 大豆蛋白和牛乳蛋白的等电点都在p h 4 2 4 6 左右，所以生产双蛋白复合酸奶具有 可行性，以牛乳和大豆蛋白为主要原料，通过乳酸菌发酵而制成的活性乳酸菌饮料，其 风味、口感与普通酸奶差别很小，不仅具有酸奶固有特性，而且动植物蛋白互补、营养 结构合理平衡。虽然目前还没有添加大豆蛋白于酸奶中的大规模生产，但是有些企业也 已经进入中试阶段，需要注意的是，酸奶主要是乳酸菌发酵，要求菌种和分离蛋白之间 有很好的适应性，所以有可能需要对菌种驯化或摸索适合的发酵条件。 1 6 3 液态奶及饮料中的应用 添加到液态奶及饮料中的大豆蛋白，要求有很好的溶解性、分散稳定性，并且无豆 腥味。由于大豆蛋白受热易变性，在杀菌过程中，容易影响蛋白质的溶解性，所以要选 择合适的稳定剂或者在生产过程中经过高压均质等物理方法增加产品稳定性，而在生产 消毒奶过程中，杀菌温度低，相对变性情况少。生产酸性液态乳制品或酸性饮料过程中， 尤其注意的是大豆蛋白的等电点在p h 4 2 4 6 之间，而酸性饮料的p h 一般在3 8 左右， 所以要求生产过程中快速通过等电点，减少沉淀，并且加入适合的稳定剂。 1 7 立题依据 大豆在我国生产的潜力很大，产量约占世界总产量的11 4 ，居第三位，估计至2 0 2 0 年产量可增至3 6 0 0 4 0 0 0 万吨，人均占有量可达3 0 k g ，因此将大豆蛋白以较大的比例添 加到乳品中，能有效节约牛奶单耗、缓解我国目前牛奶资源比较缺乏的现状。大豆蛋白 是一种植物性的完全蛋白，无论从营养组成、资源丰富还是加工技术方面来看，都是人 类最为熟悉、安全和经济的植物蛋白质资源。但其蛋氨酸含量较低，当与牛奶蛋白搭配 使用，不但能够使营养均衡互补，还能降低成本、提升乳业优化空间。在乳品方面，牛 奶可以提供丰富的钙和便于消化的优质动物蛋白，大豆蛋白可以提供优质植物蛋白，具 有不引入脂肪和胆固醇，实现高蛋白、低饱和脂肪、低胆固醇的营养特性。 在乳品工业中，以纯蛋白质折算，大豆蛋白质的生产成本仅等于动物蛋白质 1 0 2 0 t 2 0 1 。据国内外现有的以大豆或大豆蛋白为原料的仿乳制品，诸如豆乳、大豆冰激 淋等测算，与以牛乳为原料的相似制品相比，其成本降 f 氏2 5 , - - - 5 0 ，如此低廉的价格， 不仅对象我们这样的发展中国家，就是对美国、日本、西欧等发达国家的广大消费者来 说，也是十分容易接受的【2 l 】。 1 8 课题主要研究内容 ( 1 ) 各种大豆蛋白原料的制备及其组分分析； ( 2 ) 各种人豆蛋白原料品质和功能性质的分析与比较，选出适合于添加到牛奶和乳饮料 中的蛋白原料； ( 3 ) 摸索不同利，类双蛋白奶及乳饮料的工艺参数，优化工艺条件，制备品质较高的产品； ( 4 ) 研究大豆蛋白对牛奶及乳饮料风味和色泽的影响，并分析制备工艺条件对大豆蛋白 品质的影响。 实验材料与方法 2 1 实验材料 二、实验材料与方法 低温脱脂豆粕 醇法大豆浓缩蛋白( c s p c ) 乳品专用大豆分离蛋白( m s p i ) 乙醇 盐酸 氢氧化钠 a l c a l a s e 磷酸二氢钠 磷酸氢二钠 t r i s ( 一= 羟甲基胺基甲烷) 考马斯亮蓝r 2 5 0 大豆色拉油 d n t b ( 5 ，5 硫代硝基苯甲酸盐) e d t a ( 乙- - 胺四乙酸) 一水合没食子酸标样 碳酸钠( n a 2 c 0 3 ) 钨酸钠( n a 2 w 0 4 2 h 2 0 ) 钼酸钠( n a 2 m 0 0 4 2 h 2 0 ) 2 2 实验设备 t d l 5 低速大容量离心机 h h 4 数显恒温水浴锅 精密酸度计( p h s 3 c 型) 磁力搅拌器( 7 9 1 型) 旋转蒸发器r e 5 2 型 离心沉淀机l x j i i 型 微型高速粉碎机x a 1 型 喷雾干燥机 f l u k of a 2 5 型均质机 紫外可见分光光度计( u v 2 1 0 0 型) w a t e r 2 6 9 0 型液相色谱系统 a l u 5 0 0 0 e 型激光光散射仪 t g l 1 6 b 高速台式离心机 w h 1 微型漩涡混合仪 d e l l r a 3 2 0 p h 计 山东谷神集团提供 山东谷神集团提供 山东谷神集团提供 国药集团化学试剂有限公司 国药集团化学试剂有限公司 国药集团化学试剂有限公司 n o v o z y m e s ( c h i n a ) b i o t e c h n o l o g yc o ，l t d 上海化学试剂有限公司 上海化学试剂有限公司 上海生化试剂公司 f l u k a 公司进口分装 东海粮油 s i g m a 公司 s i g m a 公司 中国医药( 集团) 上海生化试剂公司 上海化学试剂有限公司 上海化学试剂有限公司 上海安亭科学仪器厂 江苏金坛市荣华仪器制造有限公司 上海雷磁仪器厂 江苏国华仪器厂 上海亚荣生化仪器厂 上海医用分析仪器厂 江苏姜堰市银河仪器厂 无锡阳光机械厂 上海f l u k o 流体机械制造有限公司 u n i c o 公司 美国w a t e r s 公司 德国a l u 公司 上海安亭科学仪器厂 上海沪西分析仪器厂 m e t t l e r - t o l e d ol n s t r u m e n t s ( s h ) l t d 2 3 实验方法 2 3 1 原料的制备 2 3 1 1 醇洗豆粕的制备 将豆粕按l ：5 的比例分别与8 5 和9 5 的乙醇溶液混合，常温下搅拌l h ，捅滤后在常 5 江南大学硕士学位论文 温下晾干，直到无残留乙醇为止。 2 3 1 2 干热处理豆粕的制备 将豆粕在盘子中铺开，置于1 0 0 烘箱中加热1 0 m i n ，取出室温下冷却。 2 3 1 3 大豆分离蛋白的制备 分别将各种豆粕以1 ：1 0 的比例与去离子水混合，调p h 值到7 0 ，3 0 下低速搅拌1 h ， 离一a , ( 8 0 0 0 r m i n ) 3 0 m i n ，上清调p h 值至4 5 ，离心( 4 0 0 0 r m i n ) 2 0 m i n 。调节离心后凝乳的固 形物含量至1 0 ，回调p h 至7 5 ，喷干，得到各种s p i 粉末。 2 3 1 4 酶改性高分散性大豆分离蛋白的制备 参照禄听【2 2 】的方法。 2 3 1 5 酶改性醇法大豆浓缩蛋白的制备 参照张艳【2 3 】的方法。 2 3 2 氮溶解度指数( n s i ) 的测定 称取l g 左右样品，溶解于5 0 m l 的去离子水中，室温下磁力搅拌溶解l h ，1 0 ，0 0 0 r m i n 离心1 5 m i n ，取上清液以凯氏定氮法测定上清液蛋白含量，即为可溶性蛋白的含量： n s i = 可溶性蛋白量总蛋白量1 0 0 2 3 3 蛋白粉末分散性的测定 取2 9 蛋白粉，加到3 8 m l 去离子水中，记录从搅拌开始到粉块全部分散所需的时 间，重复3 次，取其平均值，作为该样品的分散时间。 2 3 4 豆粕和大豆蛋白理化指标的测定 水分的测定：1 0 5 恒重法 蛋白质含量的测定：微量凯氏定氮法 脂肪含量的测定：索氏抽提法 2 3 5 豆粕和大豆蛋白氧化指标的测定 硫代巴比妥酸值( t b a ) 的测定，参考n a i r 和t u r n e r 的测定方法1 2 4 】。 蛋白质氧化值的测定是根据l e v i n e 等人矧测定羰基含量的方法。 2 3 6 稳定性的测定 分别采用离心法【2 6 】和稳定性的经验判断( 2 7 】来表征。 2 3 7 乳化性活性( e a ) 和乳化稳定性( e s ) 的测定 采用浊度法 2 8 2 9 】，略作改进为：以磷酸盐缓冲液配$ i j 3 0 m l o 2 的蛋白质悬浮液， 在高速分散器- i i 以1 0 0 0 0 r m i n 分散l m i n ，再加入1 0 m l 大豆油，1 0 0 0 0 r m i n 转速测定下分 散3 0 s 后在8 0 m p a 下均质两次，立即从溶液底部吸取5 0 此乳浊液，加到 6 实验材料与方法 5 m l 0 1 s d s t r i h c i 缓冲溶液中，于5 0 0 n m 处测定吸光值( a o ) ，此值即为乳化活性：静 置1 5 r a i n 后重新取样测定光吸收值( a t ) ，则乳化稳定性的表示方法为：e s = a o t ( a o a t ) 其中，e s 单位：m i n ，t 为两次测定乳化活性的时间间隔( m i n ) ，本实验中该值为1 5 m i n 。 分别测定了大豆蛋白溶液在加热前后的乳化性，加热条件为1 2 1 ，2 0 m i n 。 2 3 8 应用激光光散射测定大豆蛋白乳状液的粒径分布 2 3 8 1 乳状液的粒径测定 由2 3 7 制得的乳状液用0 0 1 s d s 的t r i h c i 缓冲溶液( p h 8 o ) 稀释后漩涡振荡后放置 2 h 后测定，采用m a s t e r s i z e 2 0 0 0 进行分析，搅拌均匀后，缓慢加入测量池中，当遮光度 达到8 左右即停止加样，测量其粒径参数，4 次测量取平均值。 2 3 8 2 利用加热后蛋白制备的乳状液的粒径测定 将3 的蛋白溶液在1 00 0 0 g 下离一6 1 1 5 m i n ，取上清液在1 2 1 加热2 0 m i n 后冷却在1 0 0 0 0 x g 下离，6 , 1 5 m i n ，取上清液分别按照2 3 8 1 测定乳状液的粒径。 2 3 9 大豆蛋白和牛奶风味的测定 2 3 9 1 样品的前处理 将大豆蛋白和奶粉分别溶于去离子水中，配制成3 的溶液置于固相微萃取装置的 容器内，密封后置于5 0 0 c 烘箱内平衡l h 。取样采用聚二甲基硅氧烷纤维，厚度为1 0 0 m ， 萃取i m i n 后直接转移到g c m s 中，解吸、分离测定。 2 3 9 2 分析条件 色谱柱为p e g 2 0 m ( 3 0 m x 0 2 5 m mi d 02 5 “m ) 。载气h e ，恒定流速o 8 0m l m i n ，采 用多阶程序升温。进样口温度2 5 0 ，不分流。g c m s 接口温度2 0 0 c ；e l 离子源；发 射电流1 5 0 “a ；电子能量7 0e v ；离子源温度2 0 0 c ；检测电压3 5 0v 。 2 3 1 0 大豆蛋白和牛奶风昧之间的相互作用 分别配置5 个质量分数为3 的9 5 s p i 溶液样品，依次在各个样品中添加不同量的奶 粉，质量分数分别为1 、2 、3 和4 ，以第五号样作为空白对比。 分别配置5 个质量分数为3 的牛奶样品，依次在各个样品中添加不同量的9 5 s p i ，质 量分数分别为1 、2 、3 和4 ，以第五号样作为空白对比，然后利用g c m s 澳i j 定。 2 3 1 1 大豆蛋白在加热前后风味的分析 配置浓度为3 的大豆蛋白溶液，搅拌均匀，取一部分经过1 2 1 加热2 0 m i n ，冷却 后将未加热和加热的蛋白溶液进行气质分析，方法和条件同2 3 9 。 2 3 1 2 蛋白质巯基含量的测定 蛋白质的总巯基含量( 包括游离的和埋藏在疏水基团内部的s h ) 的测定，是参考 e i i m a n l 3 0 用5 ，5 二硫代二硝基苯甲酸盐( d n t b ) 滴定的方法。 江南大学硕士学位论文 2 3 1 3 大豆蛋白中多酚含量的测定 2 3 1 3 1 总酚的提取【3 1 1 0 5 9 样品加入7 m l 甲醇混合液，其中包含有2 9 f t , 的b h a 和1 0 1 约乙酸( 8 5 ：1 5 ) ，超声 3 0 m i n ，用水定容到1 0 m l ，加入1 2 m l 水( 含有l 的抗坏血酸和0 4 1 5 的e d t a ) 再加 入5 m l i o m 的氢氧化钠，2 0 c 下搅拌过夜，调p h 至2 ，释放出来的酚酸用1 5 m l 的冷的二 乙醚和乙酸乙酯( 1 ：1 ，v v ) 的混合液提取3 次，2 0 0 0 r p m ，合并有机层。水层和残渣中加入 2 5 m l 浓盐酸进行酸水解，8 5 中保温3 0 m i n ，冷却后进行与碱水解中一样的步骤，合并 两次水解的有机层，浓缩干燥，重新溶解在1 0 m l 甲醇中，过膜供h p l c 分析和比色分析。 2 3 1 3 2 游离多酚的提取 游离多酚的提取根据d e w a n t o ，w u ，a n dl i u ( 2 0 0 2 ) 1 3 2 】的方法，略做改进：称取0 5 9 样品 放于1 5 m l v w r 的离心管中，在每个管中加入6 m l 的甲醇水乙酸b h t ( 8 5 ：1 5 ：0 5 ：0 2 ， v v v w ) ，冷冻振荡器中振荡1 0 m i n ，然后均质3 m i n ，均质液在2 5 0 0 9 下离一t , 1 5 m i n ，移开 上清液，残渣重新提取一次，合并上清，在4 5 下真空浓缩至5 m l ，然后用水定容至1 0 m l ， 过0 4 5 i _ t m 膜后冷冻保藏供分析。 2 3 1 3 3 多酚总含量的测定和h p l c 分析 根据e m m o n s 3 3 等人的方法采用f o l i n c i o c a i l e u 比色法测定蛋白中的总酚含量。 利用h p l c 分析总酚中具体的成分，通过外标法测定各种多酚物质的含量。 2 3 1 3 4 花青素含量的测定【3 4 】 分别在试管1 和2 中加入l m l 提取液，分别加入1 m l0 0 1 h c | ( 9 5 乙醇作为溶剂) ， 在管l 中加1 0 m l l 2 h c i 的水溶液，在管2 中加入1 0 m l p h 3 5 的混合溶液( 用0 2 m 的 n a 2 h p 0 4 和0 1 m 的柠檬酸配置) ，放置l o m i n 后在5 2 0 n m 下测吸光值。 总的花青素含量( m g l ) = ( a 1 - a 2 ) x f , f = - 3 9 6 5 9 8 2 3 1 3 5 总的异黄酮的提取和测定 异黄酮的提取根据f r a n k ee ta 1 f 3 5 】的方法略作改进：2 9 样品溶解在1 0 m l l 0 m 的h c i 和4 0 m l 的8 0 乙醇，搅拌，超声1 0 m i n ，冷却到室温后过膜，滤液浓缩，将浓缩的物体 溶解在5 m l 8 0 的甲醇，过膜。 以儿茶酚作为标准品，取0 5 m l 上述样品提取液加入2 5 m l 水，再加入l5 0 i r t l 5 的 n a n 0 2 ，混合后加入3 0 0 p l l 0 的a i c l 3 6 h 2 0 ，放置5 m i n 后再加入0 5 m ll m 的n a o h ，加 水使体积定容到5 m l ，在5 1 0 n m 下测定吸光值。 2 3 1 4 中性双蛋白奶的制备 2 3 1 4 1 工艺流程 称取大豆蛋白和奶粉_ 加水溶解一将蔗糖、油和复合乳化稳定剂混合均匀后加水溶 解_ 混合调配均匀_ 预热_ 均质_ 灌装封口_ 灭菌_ 成品 实验材料与方法 2 3 1 4 2 均质条件对稳定性和色泽的影响 ( 1 ) 均质温度的影响 将样品配置好后分别置于3 0 ( 2 、4 0 。c 、5 0 。c 、6 0 。c 、7 0 c 、8 0 。c 和9 0 。c 水浴锅， 达指定温度后保持5 m i n ，然后在3 0 m p a 的压力下均质两次，测定样品的沉淀率和色泽。 ( 2 ) 均质压力的影响 将样品配置好后置于7 0 c 水浴锅，达指定温度后保持5 m i n ，然后分别在1 0 m p a 、 2 0 m p a 、3 0 m p a 、4 0 m p a 、5 0 m p a 和6 0 m p a 压力下均质两次，测定样品的沉淀率和色泽。 2 3 1 4 3 杀菌条件的选择 将样品制备好后分别在6 0 ，3 0 m i n 、8 0 ，2 0 m i n 、8 0 ，3 0 m i n 、1 0 0 ，2 0 m i n 、 1 0 0 ，3 0 m i n 、1 2 1 ，1 5 m i n 的条件下灭菌，8 0 c 和1 0 0 的灭菌在水浴锅中进行，1 2 0 。c 的灭菌在高压锅中进行。 2 3 1 5 酸性双蛋白乳饮料的制备 2 3 1 5 1 工艺流程 称取大豆蛋白和奶粉_ 加水溶解_ 将复合乳化稳定剂与蔗糖和油混合一混合调配 均匀_ 高速剪切均质叶调酸_ 预热_ 均质一灌装封口_ 灭菌_ 成品 2 3 1 5 2 酸味剂的选择 采用多种酸进行复合调配，以逐步试探法确定具有最好口感的酸味剂组合。 2 3 15 3 灭菌条件的选择 采用食品工业生产中通用的超高温瞬时灭菌，1 3 0 ，4 s 。 2 3 1 6 钙强化型双蛋白奶的制备 2 3 1 6 1 工艺流程 称取大豆蛋白和奶粉_ 加水溶解- 钙剂溶解在大豆油中- 将蔗糖和复合乳化稳定 剂添加到油中混合均匀后加水溶解- 调配均匀_ 预热一均质一灌装封口- 灭菌_ 成品 2 3 1 6 2 钙剂的选择 分别配置3 的大豆蛋白溶液和牛奶，在两种样品中分别添加一定量的乳酸钙、柠 檬酸钙、乳化碳酸钙，在不同温度下加热后观察蛋白的变化和稳定性。 2 3 1 6 3 钙含量的测定 采用国际通用的原子吸光光度法，微波法处理样品。 2 3 1 7 色泽的测定 食品色泽采用国际照明组织( c i e ) 1 9 7 6 年制定的均匀色立体图表色系统即l a b 表色 系统。l = 0 表示黑色，l = 1 0 0 表示白色；+ a 值越大，越接近纯红，a 值越大，越接近纯 9 江南大学硕士学位论文 绿；+ b 越大，黄色增加，b 值越大，蓝色增加。采用s c 2 8 0 型色彩色差计进行测定。 2 3 1 8 感官评定 抽取1 0 名有食品感官鉴定经验的人员。对样品的色泽、香味、滋味和体态这四项指 标，采用评分检验法进行评分，以所有鉴评人员的平均分数作为综合指标，对样品的色 泽，香味，滋味，体态采用单纯描述性方法。感官评分标准见下表， 表2 1 感官评价标准 ! 垒空! 宝! ：! ! 苎翌壁曼空! 变! 宝罂1 2 翌1 宝! 璺! 坠苎生2 翌 _ _ - _ _ _ - - - _ - _ - _ - - _ - _ - _ _ - _ - - _ - _ - _ _ - 一- _ _ - _ _ _ - _ - _ _ - - _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _