大豆膨化食品资料.doc

近些年来，大豆食品的开发利用，日益受到世界各国的重视。在发展中国家，由于动物蛋白转化率低，所以动物蛋白往往不能满足人均日食75克蛋白质的营养需求，从而把目光投向开发植物蛋白。在我国，国家食物与营养咨询委员会发起了大豆行动计划.在1997年12月由国务院批准实施的中国营养改善行动计划中，还制定了大豆的具体发展目标。在发达国家，由于人们对动物食品中胆固醇的恐惧以及最新营养学、流行病学研究表明：大豆食品具有降低胆固醇，防癌等健康功效。所以，对大豆食品的开发研究，正在不断加强，不断深入。随着我国人民生活节奏的加快，对富有营养、美味可口的休闲食品需求也在增加。 目前，市场上的休闲方便食品，大多为高脂肪和碳水化合物、蛋白质含量低并且膨化多以淀粉为原料加工而成的食品。本研究旨在探索，适宜蛋白质原料（大豆蛋白质含量约为40%）的膨化加工技术，从而研制出蛋白质含量高、口感松脆、便于消化的大豆膨化食品。现将生产工艺简述如下： 一、提取与凝聚调制 1浸泡 将大豆浸泡在三倍于其本身重量的自来水或0.5%碳酸氢钠溶液中。视季节不同，浸泡时间816小时不一，浸泡程度以大豆重量约为原重的2.2倍，豆皮平滑涨紧不宜。尔后冲洗、沥干。 2制浆 本试验为防止破碎大豆时，产生豆腥味而采取热磨法，即将整粒大豆混入8590的干净热水中后，再用打浆机磨碎成浆。大豆与热水比例为167.然后分离，磨碎的浆体，除去豆渣，得到豆奶样制品。 3调制 将豆奶加热并保持在7580，然后按0.2%比例加入硫酸钙，混匀并静置10分钟，使大豆蛋白凝聚，得到豆腐样制品。 由于豆腐的消化率为92.7%,较其它大豆制品（如焙烤大豆、蒸煮大豆）的消化率高，所以，以豆腐为基料做成的膨化食品，其消化率相应也提高。 二、添加膨化助料和风味物质 为提高制品的膨化性能和营养品质，以增强其口感和风味，将适量添加下列物质： 1.提高制品的膨化率添加一定量的淀粉，如木薯淀粉等。 2.互补氨基酸组分由于大豆蛋白质缺乏含硫氨基酸，粮食作物如大米、小麦的蛋白质缺乏赖氨酸，所以，如将两者相混配，可使其混合物中蛋白质氨基酸组分互补，从而提高制品的蛋白质生理效价或生物有效性。磨成粉后均匀加入为宜。 3.改善制品风味可加些许绵白糖、洋葱和大蒜粉末进入。 三、糊化干燥技术处理 把豆腐与上述三种物质以一定比例混匀后，在微波炉中加热1分钟，再用气蒸15分钟进行糊化。待糊化后的混合物冷却到室温后，切割成薄片。在50下干燥数小时，制成类似虾片的半成品。 四、二次膨化处理 将上述半成品经微波或油炸（180190，610秒钟）膨化加工，即可制得松脆、风味可口的大豆膨化休闲方便食品。油炸后多余的油，可用洁净的吸水纸巾擦去。 五、产品包装将膨化食品用线性低密度聚乙烯薄膜或铝箔包装，放于室温下贮放10周。每隔2周，测定产品的脆度和水分含量。结果发现，包装起来的膨化大豆食品，在室温下放置68周后，品质没有变化。随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们的膳食结构发生了重大变化，从而导致“文明病”也在不断上升，因而对膳食纤维的研究和利用也成为功能性食品研究的一大热点。目前，有许多关于大豆膳食纤维作为一种食品添加剂的报道，用它制成了含膳食纤维的面包、面条、饼干和饮料等食品。但其制作工艺复杂，成本较高，对工艺条件不易控制，难以大规模生产，故价格昂贵，无法满足大多数人的需求。因此，开发工艺简单、效率高、投资少、收效快的膳食纤维功能性的食品生产途径是广大食品工作者孜孜以求的目标。豆渣是生产高膳食纤维膨化食品的最佳原料，不仅价格低廉，来源广泛，而且含有丰富的膳食纤维，对保护环境、充分利用资源有着重要的意义。 1.原料及设备 （1）原辅材料原料。豆渣，经测定，豆渣的主要成分（以干基计）为：蛋白质20%23%、脂肪6%10%、矿物质2.3%3.5%、碳水化合物65%72%。试剂及辅料。中温-淀粉酶、体积分数为95%的乙醇和无水氯化钙。淀粉使用马铃薯淀粉或大米淀粉。调味料为洋葱粉、加碘食盐、麻辣粉以及一些香辛料。食用油采用植物油、棕榈油。 （2）设备粉碎机、双螺杆挤压膨化机、板框过滤机、翻滚转鼓型涂料机、油炸锅、搅拌机、真空抽滤机、托盘天平、分析天平、恒温干燥箱、恒温水浴锅等。 2.工艺流程 湿豆渣预处理配料挤压膨化成型干燥冷却油炸喷涂调味包装。 3.操作要点 （1）预处理将豆渣用水充分浸泡，用1mol/L氯化氢溶液调酸，使pH值为35。加热使浸泡的豆渣温度达到80100，进行湿热处理2h左右，用1mol/L氢氧化钠溶液调整混合液的pH值至中性，用板框过滤机分离过滤，将滤渣晾干，使其水分控制在5%以下，并用粉碎机粉碎至60目以上。经过预处理，豆渣的腥味和异味减轻，部分色素物质浸出，并使抗营养因子钝化。 （2）配料将经过预处理的豆渣粉放入搅拌机中，加入不同比例的淀粉和2%的食盐以及1%的混合香辛料，进行混合搅拌直至均匀。 （3）挤压膨化成型将混合好的原料加入不同比例的水，并以不同的温度进行挤压膨化。 （4）油炸将膨化成型的原料放入油炸锅中，进行油炸，油温不高于200，时间不超过1min。 （5）喷涂油炸后，采用由棕榈油、洋葱粉、盐和麻辣粉组成的浓浆，在翻滚转鼓型涂料机中对产品进行包涂。 4.结果分析 （1）挤压膨化最佳工艺的确定由于豆渣的主要成分是纤维，但纤维本身没有膨化性能，因此很难膨化。而淀粉的膨化性能很好，在豆渣中加入一定比例的淀粉，可起到很好的膨化效果，并且有利于纤维素中糖苷键的断裂，大大提高了水不溶性膳食纤维向水溶性膳食纤维的转化度，起到了很好的功能活化作用。但试验表明，淀粉含量不宜过高，淀粉含量超过50%的制品，其结构过于密实，膨化欠佳，硬度较大。所以膨化度最大的产品不一定是品质最好的。经实际观察检测与综合比较，挤压膨化的最适宜因素为挤压温度160、加水量为30%、淀粉添加量为40%。 （2）油炸工艺的确定油炸时，油温对产品的品质有很大的影响。油温过低，坯料内水分气化速度较慢，短时间内很难将水分气化，导致产品的酥脆感欠佳，而且短时间内形成的喷射压较低，影响感官效果。另外，油炸时间的长短也影响产品的品质，时间过长会使制品颜色发生褐变，口感发苦，同时使制品含油量高；时间过短会导致炸制不完全，成熟度不够，影响口感。 油炸的最佳工艺条件是：油炸温度180，油炸时间40s，所得制品颜色呈金黄色，体积在原来基础上膨胀变大，形状无变化，口感疏松、酥脆，散发着一股淡淡的洋葱味。 （3）配料工艺的确定经过实验证实，用芳香性强的小豆蔻、肉桂、肉豆蔻与矫臭性强的月桂等混合调配制成混合香辛料，加入到豆渣粉中，可有效地遮盖豆渣的腥味和其他不良气味。盐的加入既可增加产品的滋味，又可促使淀粉充分糊化，将氢键大量拆开，使淀粉颗粒充分溶胀，使制品的膨胀度提高。 （4）喷涂工艺的探究喷涂工艺是决定膨化食品风味的主要工艺，用不同的调味原料进行喷涂调味可制成不同风味的膨化食品。一般调味料的用量为产品质量的10%左右。在包涂的过程中，除了喷洒油和调味料外，也可用其他材料进行包涂以改变外观品质及风味，例如使用糖浆和巧克力进行包被涂层，可制成巧克力风味的膳食纤维膨化食品，但喷洒后，应在冷风干燥机中进行处理，直到巧克力固化。在食用时，为了防止喷涂的糖和巧克力熔化而粘手，可在喷涂糖和巧克力之后，再喷涂食用脂肪或乳剂等改善糖衣的性质，提高产品的保存性能。 （5）膨化食品中膳食纤维生理活性的测定称取经过相同预处理的原料，一份加入淀粉，另一份不加入淀粉。在相同条件下进行挤压膨化，并将所得制品粉碎。将加淀粉的样品中加入0.4%的中温-淀粉酶和0.2%的无水氯化钙，再加一定量的水，在水浴温度60条件下酶解4h，将温度提高至80，灭酶20min，过滤，沉淀，晾干。将处理的两种样品进行超微粉碎后，分别对其SDF得率、持水性、膨胀力等生理活性进行测定。 结果表明，加入淀粉的制品，其各项指标均高于在相同条件下不加淀粉挤压膨化所得制品的水平。由此说明，所研制的膳食纤维膨化食品具有较高的生理功能，可起到预防疾病和保健的作用。大豆膨化加工与营养质量周安国 1856 年，一位美国人首次申报了一个食品膨化技术专利，翻开了食品加工技术进步新的一页。20 世纪60 年代，欧洲才最先开始研究膨化技术用于生产动物饲料的可能性，很快就成功生产出了用于动物的膨化饲料，最先生产的膨化饲料主要是用于宠物的高档饲料，以后逐渐发展到其他动物。20 世纪90 年代末，我国饲料工业也开始有了膨化机。一般情况下，生产水生动物饲料，用膨化的比较多；生产陆生动物猪禽饲料，特别是乳仔猪饲料，仅部分使用膨化原料，如膨化玉米、膨化大豆或膨化大豆+豆粕。 1 膨化加工对大豆的影响 膨化加工等工艺处理可以有效除去大豆中的抗营养因子，最大限度减少营养损失外，最重要的是可以利用压力作用有效除去抗原蛋白，而热炒等加工则无法达到这一目的。 膨化加工是一种高温短时间的加工工艺，能最大限度避免营养物质严重变质变性，最大限度提高营养物质利用效率，避免大豆营养物质损失；最大限度改善大豆的适合性，减少对采食量的影响；最大限度提高产出投入比，充分发挥大豆的营养效率。 1.1 膨化过程物料状态变化 膨化机用于膨化大豆，主要是通过温、湿、压、运动等物理作用，达到改变大豆特性的目的。大豆进入膨化机后，在运转揉合过程，很快被压缩并受到强大压力的挤压，温度很快升高，大豆中的水分立刻处于过热状态，由于压力很大，水不可能变成蒸汽，结果是使大豆物料变得柔软，成为一种熔融状态的物质。蛋白质、淀粉等在运转过程中同时受到剪切力和摩擦力作用，分子结构的次级键可能断裂破坏，变性成相对呈线形的分子，失去了原有的蛋白质特性，但是因为线形的分子增加了与其他分子接触的机会，更容易发生再结合。 物料喷出机器瞬间，高压迅速变成常压，水分瞬间汽化膨胀上千倍，巨大的膨胀压力使物料形态破坏，部分分子断裂，达到膨化目的。 1.2 对大豆膨化加工的基本认识和评价 可以肯定，膨化工艺是加工大豆比较适宜的一种高温高压短时间的加工工艺。 膨化工艺参数研究设定好以后，用于实际生产加工过程，工艺简单，容易操作控制。 膨化过程对大豆营养物质变化的程度低，破坏损失少，对一部分抗营养物质还有提高效率的作用，如非淀粉多糖等。比较明显的是显著提高大豆能量、蛋白质、氨基酸的利用效率（表1）。表1 猪对不同加工大豆营养物质消化的影响 %膨化大豆炒大豆豆粕消化能/（kcal/kg）440040523567粗蛋白质878184赖氨酸88.181.188蛋氨酸77.484.990色氨酸828282苏氨酸84.278.984中洗纤维76.261.9 大豆油脂含量适宜，对膨化剂有润滑作用，使大豆很容易膨化。 膨化加工的高温、高压，可以清除有害微生物。 因此可以说，大豆膨化加工，基本上可以达到处理大豆的预期目的。 1.3 膨化对大豆的理化作用 膨化过程的物理作用，主要包括挤压产生的压力，物料在外力作用下运动过程的揉搓、高热蒸气、摩擦等，这些作用对大豆产生剪切作用，使承受的压力增大，温度升高。 膨化过程的化学作用，主要包括蛋白质次级键断裂，使蛋白质变性，达到加工的目的， 同时还有一部分肽降解，有提高蛋白质、氨基酸消化利用的作用。但是也有一部分氨基酸被破坏，如蛋氨酸等含硫氨基酸氧化变质，最后变成不可利用的醛类物质或硫化物。其他一些必需氨基酸如亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸等都有可能在高温、高压、高湿条件下变成不可用的醛类物质。 膨化过程的物理化学作用，主要包括大豆细胞被破坏、油脂外溢、钝化有害物质、物质变质变性、大豆质地变得蓬松等。 2 大豆膨化后的效果和利用 2.1 大豆膨化后常规营养价值变化 从表2可知，膨化加工后的大豆，水分显著减少，粗纤维也减少，其他组成成分有不同程度增加。无氮浸出物基本上不受加工影响。膨化过程的损耗主要是水分，其他营养物质的损耗不到1%。表2 大豆膨化后常规营养成分变化 %生大豆膨化大豆水分14.239.38粗蛋白质36.6538.21粗脂肪17.0218.11粗纤维6.724.35无氮浸出物25.3829.95损耗率5.67 2.2 大豆膨化后氨基酸含量变化 表3的资料说明，不同工艺方法对大豆氨基酸的损失程度不同。与生大豆相比，膨化加工的优点是，组氨酸的消化利用效率显著提高。膨化大豆的缺点是含硫氨基酸、赖氨酸、苏氨酸的可利用性明显降低。从表3还可以看到，色氨酸不受加工方法影响。表3 加工方法对氨基酸满足动物需要的影响 %炒大豆膨化大豆生大豆需要含量含量需要赖氨酸蛋氨酸蛋氨酸+胱氨酸苏氨酸异亮氨酸色氨酸亮氨酸缬氨酸组氨酸精氨酸苯丙氨酸苯+酪氨酸1.890.420.811.181.382.252.251.380.822.251.482.6789.473.67093121222104961212221171362.140.470.81.281.622.52.591.620.872.51.72.939174689112822110810111622112013499.6183.6698.24109.51144.4227.8109.81111.8695.24202.04119.05 2.3 猪用膨化大豆的可利用营养物优势(kg，Mcal/t) 用膨化大豆与炒大豆比较，从表4可以看到，膨化大豆显著提高能量、蛋白质、氨基酸可利用性。表4 大豆不同加工方法对可利用营养物质的影响 %炒大豆膨化大豆变化粗蛋白质370370可消化粗蛋白质303（82）318（86)+15消化能41004400+400总赖氨酸1921+2有效赖氨酸15.6（82）18（86）+2.4 2.4 大豆膨化对碳水化合物的影响 总的来说，大豆膨化后碳水化合物利用效率明显提高。 粗纤维消化率：生长猪可达67.5%，豆粕粗纤维消化率仅提高到55.9%。 中性洗涤纤维消化率：生长猪可达76.2%，豆粕仅提高到53.8%。 膨化大豆与豆粕+大豆油的效果相比：膨化大豆提高饲养效果3%5%，具体程度主要决定于膨化质量。 膨化质量高的大豆，猪DE 可达到5Mcal/kg。 仅热处理的大豆只有4.4Mcal/k