第十章-植物蛋白质的提取和加工..ppt

华中农业大学楚天学院,第十章植物蛋白质的提取和加工,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,本章重点和学习目标,了解植物蛋白的种类和主要特征。掌握主要蛋白的制取原理和加工方法。掌握主要植物蛋白的性质和主要用途。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,第一节植物蛋白质的基本特征,营养性蛋白质的营养价值，主要是取决于其所含必需氨基酸是否平衡。一般来说，动物蛋白质中的必需氨基酸比较平衡，而植物蛋白往往是赖氨酸、苏氨酸、色氨酸和蛋氨酸的含量相对不足。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,小麦蛋白主要是赖氨酸和苏氨酸不足；玉米蛋白主要是色氨酸和赖氨酸不足；棉子蛋白主要是蛋氨酸不足；花生蛋白主要是缺乏蛋氨酸；大豆蛋白除蛋氨酸和半胱氨酸含量稍低于FA0(联合国粮农组织)推荐值外，氨基酸组成基本平衡，接近于全价蛋白，是仅次于动物蛋白的理想蛋白质资源。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,加工特性加工特性主要是指食品在加工过程中和加工后所表现出的物理性质。植物性蛋白质，特别是油料蛋白质具有较好的加工特性。它们在加工过程中，赋予制品保水性和保型性，防止加热调理收缩变形，使制品有较好的物性品质。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,功能特性动物性蛋白质含有较多的易导致心血管疾病的饱和脂肪酸和胆固醇，因而不利于健康。而来源于植物的蛋白质虽然有的缺少某种氨基酸，但可同其他食物配合食用，使营养效果互相补充。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,第二节植物蛋白的种类及性质,油料种子蛋白质油料种子主要包括大豆、花生、芝麻、油菜子、向日葵、棉子、红花、椰子等。其中大豆、油菜子产量最大，各种油料种子的蛋白质特性如表所示。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,豆类蛋白质,一般来说，豆类蛋白质中谷氨酸、天门冬氨酸等酸性氨基酸含量较多，而碱性氨基酸含量较少，因此豆类中等电点偏向弱酸性的蛋白质含量多。豆类中的主要蛋白质是球蛋白，从其类似性来划分，可分为豆球蛋白和伴豆球蛋白两种，两者共占蛋白质总含量的80%左右。除此之外，还含有2S球蛋白质，植物凝集素，清蛋白质。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,谷类蛋白质,麦胶蛋白小麦麦胶蛋白是粮食中最重要的蛋白质之一，它与麦谷蛋白一起构成面粉中的面筋质。它溶解于中等浓度的乙醇(在6070乙醇中溶解度最大)，而不溶于无水乙醇。在稀甲醇、丙醇、苯、醇溶液和酚对甲苯、冰醋酸溶液中都能溶解，也能在弱酸和弱碱溶液中溶解。小麦麦胶蛋白含有17.7氮素，水解时能生成大量的氨、谷氨酸、脯氨酸及少量的组氨酸和精氨酸。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,麦谷蛋白小麦面筋蛋白质的另一个主要构成成分是麦谷蛋白，它不溶于水和酒精。麦谷蛋白与麦胶蛋白结合在一起很难分离，稍溶于热的稀乙醇中，但冷却后便成絮状而沉淀。只有新制得的尚未干燥的麦谷蛋白才非常容易溶解在弱碱和弱酸中，并在中和时又沉淀出来。麦谷蛋白与麦胶蛋白在氨基酸组成上非常相似。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,麦清蛋白小麦子粒中还含有0.30.4麦清蛋白，等电点为pH值4.54.6。虽然在整个子粒中的含量不多，但它在胚里的含量则占全于物的10以上。其物理性质和水解产物类似于动物性蛋白质。氨基酸组成上亮氨酸含量较高。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,面筋小麦中蛋白质的重要特征是在调制面团时蛋白质形成面筋。面筋的含量和质量决定了面粉的加工特性和面粉制品的品质。当小麦面团在水中揉洗的时候，它的一部分淀粉粒和麸皮微粒脱离面团成为悬浮状态，另一部分溶解于水中，剩余部分为块状的胶皮状物，称之为面筋。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,面筋的干物质按面粉品质的不同含7080蛋白质。其成分大致如下：麦胶蛋白43.02麦谷蛋白39.10糖2.13其他蛋白4.41淀粉6.45脂肪2.80,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,第三节大豆蛋白质,一、大豆蛋白功能特性1、乳化性蛋白自身的影响变性蛋白乳化性明显下降。7S比11S乳化稳定性好，乳化活性高。溶液环境的影响溶液离子强度越小，乳化性越强。pH值越高，乳化能力越强。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,2.吸油性,蛋白自身的影响蛋白含量越高，吸油性越大。粉末越细，吸油量越大。溶液环境的影响吸油能力随着pH值的增大而减少。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,3.吸水性和保水性吸水性：干燥蛋白质在一定湿度中达到水分平衡时的水分含量。保水性：离心分离之后，蛋白质中残留的水分含量。4.黏度蛋白含量越高的大豆粉，其黏度越大。5.起泡性将大豆蛋白进行适当的水解，其发泡性和泡沫稳定性会大大提高。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,6.凝胶性,加热是胶凝的必备条件，大豆蛋白质的浓度及其组成时候凝胶能否形成的决定因素。大豆蛋白中，只有7S、11S成分才有凝胶性。浓度为8%-16%的大豆蛋白质溶胶，经过一定的加热过程，冷却后即可形成凝胶，浓度越高，凝胶强度越大。浓度低于8%的大豆蛋白质溶胶，仅仅用加热不能形成凝胶，必须在加热后调节pH或离子强度。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,二、大豆蛋白质的制取（一）浓缩蛋白质制取方法浓缩蛋白质主要是指以低温脱溶豆粕为原料，通过不同的加工方法，除去低温粕中的可溶性糖分、灰分以及其他可溶性的微量成分，使蛋白质的含量从45-50提高到70左右而获得的制品。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,浓缩蛋白的制取方法主要有酒精浸提法、稀酸浸提法和热处理三种。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,酒精浓缩蛋白质生产工艺,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,酒精洗涤将低温脱溶豆粕经风机吸入集料器，再经螺旋运输机送入酒精洗涤罐中进行洗涤。操作温度50，搅拌30min，料液比1：7，酒精浓度60-65。离心分离洗涤后，从罐中将蛋白质淤浆物由泵送入管式超速离心机中进行分离，分离出固形物和酒精溶液。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,二次洗涤从离心机中分出的浆状物进入二次洗涤罐。温度70，时间30min，酒精浓度80-90。脱水干燥经过两次洗涤后的淤浆物，经闸门阀流入卧式真空干燥器进行脱水干燥，脱水时间60-90min，真空度77.3kPa，工作温度80。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,稀酸浓缩蛋白质生产工艺,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,先将通过100目的低温脱溶豆粕粉加入酸洗罐中，加入10倍质量的水搅拌均匀后，加入37的盐酸，调节pH值至4.5，搅拌1h，这时大部分蛋白质沉析，粗纤维形成浆状物。固态浆状经过2次水洗后，流入中和罐内，加入适量碱调节pH值为中性，再经泵压入干燥塔中，脱水干燥成成品。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,（二）分离蛋白质生产技术,分离蛋白质(SPI，soyproteinisolate)是指除去大豆中的油脂、可溶性及不可溶性碳水化合物、灰分等的可溶性大豆蛋白质。分离大豆蛋白质是高度精制的蛋白质，其蛋白质含量一般在90以上，具有较好的功能性质。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,生产工艺,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,用弱碱溶液浸泡低温脱溶豆粕，使可溶性蛋白质、碳水化合物等溶解出来，利用离心机除去溶液中不能溶解的纤维及残渣。在已经溶解的蛋白质溶液中，加入适量的酸液，调节溶液的pH值达到4.5，使大部分的蛋白质从溶液中沉析出来，将用酸沉析出的蛋白质凝聚体进行破碎、水洗，送入中和罐内，加碱中和溶解成溶液状态。将蛋白质溶液调节到合适浓度，由高压泵送入加热器中经闪蒸器快速灭菌后，再送人喷雾干燥塔中脱除水分，制成分离蛋白质。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,（三）组织蛋白质的制取方法,组织蛋白是指蛋白质经加工成型后其分子发生了重新排列，形成具有同方向组织结构的纤维状蛋白。组织蛋白主要工艺过程包括原料粉碎、加水混合、挤压膨化等工艺。膨化的组织蛋白形同瘦肉又具有咀嚼感，所以又称为膨化蛋白或植物蛋白肉。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,蛋白质呈粒状结构，具有多孔性肉样组织，并有优良的保水性与咀嚼感。适用于各种形状的烹饪食品、罐头、灌肠、仿真营养肉、盒式营养餐食品等。经过短时高温、高水分与压力条件下的加工，消除了大豆中所含的胰蛋白酶抑制剂、脲素酶、皂素以及血球凝聚素等多种有害物质的生理活性，显著提高了蛋白质的吸收消化能力。膨化时，由于出口处迅速减压喷爆，因而易去除大豆制品中产生不良气味的物质。,大豆组织蛋白产品的特点,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,组织蛋白的生产过程是在挤压膨化机里完成的。物料通过膨化机膛内的机械揉合、挤压和高温、高湿作用，改变了蛋白质分子的组织结构，使其成为一种易被人体消化吸收的食品。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,三、大豆蛋白的应用,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,第四节其他植物蛋白质的提取和应用,一、花生蛋白质1.花生蛋白质的制取低温预榨-浸出法将花生仁精选除杂，经烘干调整水分至4-5后，破碎花生至2-4瓣，脱除胚芽和红衣，经粉碎、115蒸炒40min后进行低温预榨，用溶剂正己烷浸出油脂，最后脱除溶剂并磨碎，过110目筛。这种花生粉除油率达99，蛋白质含量在55以上。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,低温预榨-水溶提取法水溶提取法是利用花生蛋白溶于水的特点，将花生仁磨碎，而后用水将油和蛋白分离并除去纤维，可得到用于加工各种食品的低变性花生蛋白。这种方法比溶剂浸出法安全，设备也较简单，出油率可达91以上，蛋白质提取率可达90。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,2.花生蛋白质的应用,添加剂吸油保水剂发泡稳定剂花生蛋白肉,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,二、小麦蛋白质,小麦含有8-13蛋白质。按蛋白质的溶解度分类主要是麦谷蛋白和醇溶蛋白，其他含氮化合物还有清蛋白、球蛋白以及非蛋白质含氮化合物。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,1.小麦蛋白机能特性,溶解性面筋几乎不溶于水，较强的黏着性这一特点限制了小麦蛋白的广泛应用。热变性和凝胶的形成面筋一经加热会形成机械强度较高的凝胶，因此面筋的加热凝胶化作为一条重要的性质常被应用于食品加工。,华中农业大学楚天学院粮油加工工艺,面团的形成小麦粉中加水经揉和后形成具有一定黏弹性的面团，而其他植