大豆蛋白粉中的豆腐

大豆蛋白粉中的豆腐

豆腐是中国传统食品中最古老、最古老的产品。据说怀南王刘安在2000多年的历史上创造了豆腐。豆腐含有人体所需的8种必需氨基酸,且具有高蛋白、低胆固醇的营养特点,经常食用豆腐,可以降低血液中胆固醇的含量,减少动脉硬化的机会,同时对神经衰弱和体质虚弱的人有很大的利益,对高血压、冠心病等患者在治疗过程中有一定的辅助疗效作用。因此,豆腐营养丰富且对人体有一定的保健作用,这一特点受到人们的极大重视成为国内外人们餐桌上的美味佳肴。在豆腐制作加工过程中,需经过大豆浸泡、制浆、豆浆凝固与成型等几道工序,其中成型是主要环节之一。豆腐制品的质地、口感、口味及外观形成等都受到成型的影响,而豆腐的成型实际上就是豆腐凝胶的形成,它的关键在于豆浆的凝固,也即“点浆”的过程。在豆腐悠久的生产历史中,人们积累了丰富的“点浆”经验,虽然这些经验对于手工作坊式的生产是不可缺少的,但由于缺乏理论解释,不利于指导大规模的工业化生产,极大的阻碍了豆腐行业的发展。因此,国内外许多专家和学者针对豆腐凝胶形成的问题,从多方面运用实验数据和现代科学理论做了大量的研究,将经验知识理论化、系统化,取得了一定的成果,对豆腐今后的生产规模化、自动化起到直接的指导作用。本文主要从以下几方面综述影响豆腐凝胶形成的原因。1成及豆腐的品质大豆是加工豆腐的生产原料,无疑会对豆腐凝胶的形成及豆腐的品质带来一定的影响。国内外许多豆腐加工专家对大豆品种以及其中的组成成分在豆腐凝胶形成方面做了大量的研究工作,并取得了一定的成果。1.1大豆凝胶的加工与品质大豆品种之间的差异往往表现在蛋白、油脂含量的不同;大小的不同;水分含量的不同等。因此,由于大豆品种之间的差异会导致大豆加工制品如豆浆、豆腐品质(蛋白含量、豆腐产率以及豆腐凝胶硬度等)上的一些差异。许多大豆种植者与大豆加工者们通常认为颗粒大、高蛋白含量的大豆品种用来加工豆腐,豆腐凝胶形成性好所得产品品质好、产率高。Bhardwaj等人就利用基因型的大豆加工豆浆和豆腐,研究发现利用蛋白含量高的大豆变种制作豆腐时,豆浆中蛋白含量高,豆腐凝胶形成好所得豆腐弹性硬度等方面的品质好,豆腐出品率也较高。Schaeffer等人研究了大豆成分与豆腐质构的关系,研究发现,高蛋白含量的大豆制作豆腐时,豆浆凝固容易形成豆腐凝胶,且豆腐中蛋白含量也较高。大豆品种之间的差异还表现在大豆中两种主要的储藏蛋白7S和11S球蛋白其含量和比例的不同。这两种蛋白大约占大豆总蛋白含量的700g/kg,对豆腐凝胶的形成有很大的影响。Cai等人研究了大豆贮藏蛋白与豆腐品质的相互关系,研究发现不同品种的大豆两种储藏蛋白的含量有很大的差异,与豆腐凝胶的形成有显著的相关性,豆腐品质也有很大的差异。Saio等人研究大豆蛋白的食品加工特性时,发现大豆蛋白中两种储藏蛋白7S与11S比例不同造成巯基化合物不同,这与豆腐凝胶形成有很大的关系。Yookyung等人研究了大豆品种之间的差异与豆浆和豆腐品质之间的关系,豆腐是由豆浆凝固而形成的一种蛋白凝胶体。研究发现不同的大豆品种加工生产的豆浆各物理性状有很大的差异,如豆浆中蛋白含量、蛋白比例、豆浆的粘度和颜色等,这与豆腐的凝胶形成都有很大的关系。1.2植酸对豆腐凝胶的影响植酸又名六磷酸肌醇,是有机磷酸化合物广泛存在于粮食作物中。大豆中含有1%~3%的植酸。由于植酸含有六个磷酸基团,它可以鏊合二价的金属离子如镁离子、钙离子等。无疑在豆腐的制作中,大豆中的植酸会对豆腐的凝胶带来一定的影响。Saio等人研究发现,无论是大豆中存在的植酸,还是添加到豆浆中的植酸,都对豆腐凝胶的形成有重要影响。他们认为,豆浆凝固时加入的钙离子优先与豆浆中的植酸相结合。当在一定的范围内限定添加的钙盐量时,豆浆中植酸含量越高,用于蛋白质凝固的有效钙离子的量就越少,豆腐凝胶的形成就越困难,且形成的豆腐水分含量大,虽然豆腐的产率高但豆腐的凝胶硬度却很小,所得豆腐中植酸含量较高。Schaefer等人对不同品种的大豆进行研究后发现,尽管所添加的硫酸钙量一定,但豆腐中的钙含量并不相同。豆腐中的钙含量既与大豆中的植酸含量显著相关,也与豆腐中的植酸含量显著相关。说明大豆中的植酸含量越高,凝固时所需要的钙离子就越多。Kyoko等人对日本三个不同地方不同年份所产的大豆进行研究,研究发现三个不地方不同年份所产大豆的植酸含量明显不同,且植酸含量与氯化镁豆腐凝胶的形成成显著的负相关。关于植酸对豆腐凝胶形成的影响,也有不同的研究报道。Skurray等人对15个品种的大豆进行了研究,认为大豆中的植酸含量对豆腐凝胶形成无显著影响。大豆中的磷主要以植酸的形式存在Lim等人对9个品种的大豆中磷的测定分析研究后发现大豆磷含量与豆腐凝胶硬度之间不存在显著相关性。1.3豆腐凝胶的形成大豆蛋白主要为11S大豆球蛋白和7S大豆球蛋白(主要是β-伴大豆球蛋白)两种,不同品种间两种蛋白的组成、含量有显著差异。11S球蛋白和7S球蛋白具有不同的豆腐加工性能。对豆腐凝胶形成都有一定的影响。Murphy等人的研究表明:大豆中11S大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白的含量,两者的比例以及11S球蛋白和β-伴大豆球蛋白中的几个亚基与豆腐凝胶形成有显著的相关性。Nakamura等人研究报道中指出:当11S大豆球蛋白浓度相同时,不同品种来源的11S大豆球蛋白对豆腐凝胶形成的影响有所不同。在众多的研究中发现,无论是大豆蛋白热凝胶不是豆腐凝胶都受到11S大豆球蛋白的影响。2豆腐凝胶的制备工艺研究中其他的利用豆腐是一种大豆蛋白凝胶的产物,在豆腐的加工过程中从大豆的浸泡、磨浆、煮浆直到点浆,每一个加工环节都对豆腐凝胶的形成有一定的影响。适当的浸泡温度和时间是保证大豆中有效成分得到充分提取的基本条件,从而保证高强度豆腐凝胶的形成;适当的磨浆是得到蛋白质含量较高的豆浆的有力保障,从而保证豆腐凝胶的形成;将生豆浆进行热处理使大豆蛋白质发生热变性是豆腐凝胶形成的必要条件,在这一过程中主要是将蛋白的疏水区域和巯基暴露,为豆腐凝胶的形成打下基础。豆浆的凝固在豆腐凝胶的形成中是最重要的一个加工环节,也是最难把握的一个环节,它与多种因素相关,如大豆的化学性质、豆浆的冷却温度、豆浆中固形物的含量及pH值、凝固剂的浓度及其添加和混合的方法、凝固的温度和时间等。国内外许多科研人员在加工条件对豆腐凝胶形成的问题上做了大量的研究。李里特、曹薇研究了大豆浸泡温度对豆腐凝胶的影响,研究发现在20℃左右浸泡大豆,大豆中的固形物含量和蛋白质损失较小因此有利于豆腐凝胶的形成,可制得高强度的豆腐;虽然60℃浸泡大豆可缩短豆腐加工的时间且豆浆中蛋白质含量也高利于豆腐凝胶的形成但浸泡液中固形物含量损失较多。李里特等人研究了在豆腐加工过程中对豆腐凝胶形成起重要作用的几个影响因素,研究发现豆浆的加热条件、凝固条件和凝固剂的浓度对豆腐凝胶强度起到直接的作用,研究结果表明:生豆浆加热到95~100℃并保温5min左右是制取高强度豆腐凝胶的基本条件,适当增加凝固剂的浓度可显著提高豆腐凝胶强度。TDCai和KCChang研究了在豆腐大规模的自动化生产中豆浆凝固形成凝胶时,搅拌豆浆所用搅拌机的螺旋浆叶的大小、搅拌时间以及凝固剂的浓度对豆腐凝胶的影响。研究发现:制作同样的豆腐凝胶时,采用浆叶大的螺旋浆搅拌豆浆与浆叶小的相比较,可明显减少所用的搅拌时间和凝固剂的浓度。采用小的螺旋浆叶搅拌豆浆时凝固剂浓度对豆腐凝胶的影响较小。通常不同的大豆品种生产豆腐,其凝固条件有所不同,实验发现,制作豆腐凝胶时大豆品种之间的差异可以通过调节凝固条件而得到改善。孙哲浩等人研究了豆腐加工中,豆浆凝固条件对豆腐凝胶形成的影响,研究发现:凝固剂的浓度一定时,凝固温度90℃,凝固时间40min为制作高强度豆腐凝胶的最佳条件。孙德坤等人研究了在全豆豆腐加工中,豆浆加热条件、凝固条件以及凝固剂浓度对豆腐凝胶形成的影响。研究发现大豆蛋白的热变性程度对豆腐凝胶形成网络结构有重要的影响。豆腐是一种大豆蛋白质凝胶体,品质较好的豆腐经扫描电镜测定,其蛋白质凝胶结构的网眼直径一般在5~8μm之间。为了制得质地良好的豆腐,必须保证蛋白质凝胶结构的完整性,要保证豆浆中分散的非溶性颗粒对蛋白质凝胶的形成没有明显的阻断作用,也即豆浆中的分散物质颗粒直径应小于8μm。在有些豆腐的生产中,为了保留豆渣中的有效成分豆浆中往往会有不溶性蛋白和多糖等一些大分子的物质存在,这样制成的豆腐往往会出现豆腐凝胶性不好结构松散、弹性和硬度差等现象。针对此问题,怀丽华等人研究了加工条件对无渣豆腐凝胶性的影响,研究发现豆浆颗粒度确实对无渣豆腐凝胶作用有一定的影响。并通过实验确定了磨浆工艺,结果表明豆浆经胶体磨细磨两遍,均质压力在400kg/cm2均质三遍,可使豆浆颗粒低于8μm,从而保证了豆腐凝胶的形成,提高了无渣豆腐的弹性和硬度。3凝固剂的分类在豆腐制作过程中,豆浆的凝固是关键,而凝固剂又是豆腐凝胶形成的主要影响因素。凝固剂主要分为两大类:一类为盐类凝固剂,另一类为酸类凝固剂。目前,又出现了酶凝固剂。三类凝固剂对豆腐凝胶形成的影响各不相同。目前,国内外对于凝固剂与豆腐凝胶形成方面的研究主要集中在三类凝固剂作用机理方面的研究,且取得了一定的成果。3.1桥联克氏体的作用机理在豆腐的制作中目前常用的盐类凝固剂主要是石膏(主要成分是硫酸钙)和盐卤(主要成分是氯化镁、硫酸镁和氯化钙),它的作用机理已基本搞清。二价的钙离子和镁离子置换掉两性蛋白质粒子中的氢离子,或蛋白质的钠盐中的钠离子,将肽链象搭桥一样联接起来,即所谓的桥联作用。钙桥和镁桥的形成,可以加快蛋白质胶凝作用的速度,增加大豆蛋白质网络组织结构的稳定性,增强凝胶体的强度和硬度。3.2胶凝剂的制备常用的酸类凝固剂如有机酸:醋酸、乳酸、柠檬酸和葡萄糖酸。目前生产上主要是用葡萄糖酸内酯,加水后溶解后对大豆蛋白质起胶凝作用的是葡萄糖酸,也有用酸浆水的,主要成分是醋酸和乳酸。将酸加入熟豆浆后,可解离成氢离子和酸根离子。弱酸性的蛋白质负离子极易俘获氢离子而呈现电中性,蛋白质粒子俘获获氢离子之后的胶凝作用,主要由氢键和二硫键以及疏水基团相互作用、偶极相互作用等,将多肽链联接起来的。这样形成的网络结构较之离子键的桥联结构弱,豆腐的强度和硬度也比钙盐或镁盐的差。3.3其他微生物对豆浆凝固作用的研究牛乳可以被无机盐、酸和凝乳酶凝固。与无机盐相比凝乳酶的作用温和,凝乳速度容易控制,且凝胶性好。因此,干酪生产中凝乳酶成为最主要的牛乳凝固剂。凝乳酶虽然可以凝固牛乳但却不能凝固豆浆。为此,国内外众多科研者试图在自然界中寻找一种能凝固豆浆的酶,并做了大量的研究工作。ChandrasiriMurata等在研究中都发现一些蛋白酶可使豆浆产生凝固的现象。Fuke等人研究发现一些植物蛋白酶如菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶对豆浆有凝固作用。随后又有人发现微生物能产生凝固豆浆的蛋白酶。Park等人首次从土壤中分离到一株豆浆凝固酶产生菌Bacillussp.K295G7-71.Yasuda等人研究报道筛选到一株具有凝固豆浆作用的芽孢杆菌。鲍松林等人报道了从腐乳生产菌中筛选到了真菌豆浆凝固酶。目前,又有人发现商品蛋白酶也具有凝固豆浆的能力并做了大量的研究。关于蛋白酶凝固豆浆机理研究方面报道很少。Fuke研究了菠萝蛋白酶对大豆11S和7S球蛋白凝固过程中降解的情况,认为大豆11S球蛋白是蛋白酶凝固豆浆过种中引起凝胶作用的主要物质,并测定了凝胶过程中大豆分离蛋白的表面疏水性和巯基含量,从而推测疏水作用和二硫键可能对蛋白