植物蛋白质的提取和加工

1、第十章第十章 植物蛋白质的提取植物蛋白质的提取和加工和加工主要内容主要内容o植物蛋白的基本特征植物蛋白的基本特征o植物蛋白的种类及性质植物蛋白的种类及性质o大豆蛋白质大豆蛋白质o油料蛋白质的提取和应用油料蛋白质的提取和应用o谷物蛋白质的提取和应用谷物蛋白质的提取和应用1、植物蛋白质的基本特征、植物蛋白质的基本特征植物中蛋白质的特性主要体现在三个方面：植物中蛋白质的特性主要体现在三个方面：u营养性营养性：主要是取决于其所含必需氨基酸是否平：主要是取决于其所含必需氨基酸是否平衡。衡。u一般来说，动物蛋白质中的必需氨基酸比较平衡，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

2、氨酸、色氨酸和蛋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。谷物蛋白一般缺乏赖氨酸，氨酸的含量相对不足。谷物蛋白一般缺乏赖氨酸，而油料蛋白主要是蛋氨酸不足。而油料蛋白主要是蛋氨酸不足。u加工特性加工特性 食品在加工过程中和加工后所表现出的物理性质，食品在加工过程中和加工后所表现出的物理性质，如物料或制品的保水性、乳化性、弹性和黏结性如物料或制品的保水性、乳化性、弹性和黏结性等。等。u功能特性功能特性 来源于植物中的蛋白可同其他食物配合食用，使来源于植物中的蛋白可同其他食物配合食用，使营养效果互相补充。尤其是大豆蛋白，降胆固醇，营养效果互相补充。尤其是大豆蛋白，降胆固醇，减少心

3、血管发病率。减少心血管发病率。2 2 植物蛋白的种类及性质植物蛋白的种类及性质u2.1 油料种子蛋白质油料种子蛋白质 油料种子主要包括大豆、花生、芝麻、油菜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、子、向日葵、棉子、红花、椰子等。其中大豆、油菜子产量最大。油菜子产量最大。 芝麻蛋白质芝麻蛋白质 芝麻产于中国、印度等亚洲国家和非洲，具芝麻产于中国、印度等亚洲国家和非洲，具有独特风味。皮占种子的有独特风味。皮占种子的1515-20-20，约含油，约含油4545，蛋白质蛋白质2020，其中富含，其中富含甲硫氨酸甲硫氨酸，赖氨酸含量相，赖氨酸含量相对不足。对不足。

4、 芝麻蛋白质溶解性低，其功能性利用受到一定芝麻蛋白质溶解性低，其功能性利用受到一定限制。因为芝麻含有限制。因为芝麻含有2 2-3-3的草酸，所以要食用的草酸，所以要食用芝麻脱脂物，芝麻脱脂物，必须重新脱皮必须重新脱皮。脱皮后，蛋白质的。脱皮后，蛋白质的相对含量约增加相对含量约增加6060，且口感好。，且口感好。油菜子蛋白质油菜子蛋白质 油菜子颗粒小，含有油菜子颗粒小，含有40%-4540%-45油脂和油脂和2020-25-25蛋白质。在植物蛋白质中，油菜子蛋白的营养蛋白质。在植物蛋白质中，油菜子蛋白的营养价值最高，价值最高，没有限制性氨基酸没有限制性氨基酸，特别是含有许多，特别是含有许多在大豆

5、中含量不足的含硫氨基酸。在大豆中含量不足的含硫氨基酸。 该种蛋白质制品具有很好的该种蛋白质制品具有很好的保水性与持油性保水性与持油性，因，因而可应用于红肠等畜肉制品的加工。此外，经分而可应用于红肠等畜肉制品的加工。此外，经分离得到的变性少的蛋白质，其乳化性、发泡性、离得到的变性少的蛋白质，其乳化性、发泡性、凝胶形成性均很好。凝胶形成性均很好。向日葵蛋白质向日葵蛋白质 向日葵蛋白的向日葵蛋白的赖氨酸含量少赖氨酸含量少，是营养上的限制，是营养上的限制因子。因子。 向日葵蛋白质不易形成凝胶，但具有向日葵蛋白质不易形成凝胶，但具有优良的起优良的起泡性和发泡稳定性泡性和发泡稳定性。并且向日葵的脱脂物具有

6、很。并且向日葵的脱脂物具有很好的组织形成性，利用挤压成型机，能制成组织好的组织形成性，利用挤压成型机，能制成组织状向日葵蛋白制品。状向日葵蛋白制品。 不足之处：产品的外观颜色较灰暗。不足之处：产品的外观颜色较灰暗。棉籽蛋白质棉籽蛋白质 棉籽中约含棉籽中约含20%的蛋白质，是较丰富的蛋白质资的蛋白质，是较丰富的蛋白质资源，可是含有毒性物质源，可是含有毒性物质棉子酚棉子酚，使它在食品和饲，使它在食品和饲料的利用方面受到限制。棉籽蛋白质组成中，赖料的利用方面受到限制。棉籽蛋白质组成中，赖氨酸、蛋氨酸含量较少。氨酸、蛋氨酸含量较少。红花蛋白质红花蛋白质 红花种子的红花种子的1/2为外皮，出去外皮部分的

7、为外皮，出去外皮部分的40%为脂为脂肪，肪，15%-19%为蛋白质，为蛋白质，20%-25%为纤维。红为纤维。红花种子蛋白质的必需氨基酸中赖氨酸含量不足。花种子蛋白质的必需氨基酸中赖氨酸含量不足。2.2 豆类蛋白质豆类蛋白质豆类蛋白质的特征豆类蛋白质的特征 豆类中的主要蛋白质是豆类中的主要蛋白质是球蛋白球蛋白，从其类似性来划，从其类似性来划分，可分为分，可分为豆球蛋白豆球蛋白和和伴球蛋白伴球蛋白两种，两者共占两种，两者共占蛋白质总含量的蛋白质总含量的80%左右。左右。豆球蛋白豆球蛋白 豆球蛋白是豆科植物种子中具有代表性的蛋白豆球蛋白是豆科植物种子中具有代表性的蛋白质。其主要特征是含有谷氨酸、天

8、门冬氨酸、精质。其主要特征是含有谷氨酸、天门冬氨酸、精氨酸，与伴球蛋白相比，氨酸，与伴球蛋白相比，含硫氨基酸较多，含糖含硫氨基酸较多，含糖的蛋白质较少的蛋白质较少。 豆球蛋白由多个亚基组成，通过侧链上的二硫豆球蛋白由多个亚基组成，通过侧链上的二硫键形成更稳定的高级结构。键形成更稳定的高级结构。伴豆球蛋白伴豆球蛋白 伴豆球蛋白与豆球蛋白一起，构成了豆类球蛋白，伴豆球蛋白与豆球蛋白一起，构成了豆类球蛋白，相对分子质量接近都球蛋白的一半，氨基酸含量相对分子质量接近都球蛋白的一半，氨基酸含量与豆球蛋白相同。与豆球蛋白相同。亚基之间不形成二硫键亚基之间不形成二硫键。 氨基酸含量与豆球蛋白相同，谷氨酸和天

9、门冬氨氨基酸含量与豆球蛋白相同，谷氨酸和天门冬氨酸较多，含硫氨基酸较少，糖含量高。酸较多，含硫氨基酸较少，糖含量高。2.3 谷类蛋白质谷类蛋白质u2.3.1 2.3.1 谷类蛋白质的一般特性谷类蛋白质的一般特性 不溶于水或盐溶液，其主要成分为能溶解于酒不溶于水或盐溶液，其主要成分为能溶解于酒精的精的醇溶蛋白醇溶蛋白和能溶解于碱溶液的和能溶解于碱溶液的谷蛋白谷蛋白。l醇溶蛋白含量最多的是醇溶蛋白含量最多的是黍类植物黍类植物。 l小麦、大麦、黑麦等禾谷类作物小麦、大麦、黑麦等禾谷类作物 ，醇溶蛋白与谷，醇溶蛋白与谷蛋白的含量基本相同。蛋白的含量基本相同。l麦和稻米的蛋白质以能溶解于碱性溶液的麦和稻

10、米的蛋白质以能溶解于碱性溶液的谷蛋白谷蛋白为主要成分。为主要成分。 3.2 3.2 各种谷类蛋白质各种谷类蛋白质 小麦约含小麦约含13%13%的蛋白质，构成面筋的的蛋白质，构成面筋的麦胶蛋白麦胶蛋白和和麦谷蛋白麦谷蛋白是小麦子粒中的主要蛋白质。是小麦子粒中的主要蛋白质。麦胶蛋白麦胶蛋白 麦胶蛋白是粮食中最重要的蛋白质之一，它与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，溶于乙醇。麦谷蛋白一起构成面粉中的面筋质，溶于乙醇。 小麦麦胶蛋白氨基酸组成相当完全，其中谷小麦麦胶蛋白氨基酸组成相当完全，其中谷氨酸的含量高达氨酸的含量高达38.8738.87，因此也常用小麦面筋制

11、，因此也常用小麦面筋制取味精取味精( (谷氨酸钠谷氨酸钠) )。 麦谷蛋白麦谷蛋白 不溶于水和酒精。麦谷蛋白与麦胶蛋白结合在不溶于水和酒精。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。时又沉淀出来。 麦清蛋白麦清蛋白 性质类似于动物性蛋白质。氨基酸组成上亮氨性质类似于动物性蛋白质。氨基酸组成上亮氨酸含量较高。酸含量较高。面筋面筋 面筋含有面筋含有70%

12、-80%的蛋的蛋白质，面筋的氨基酸白质，面筋的氨基酸组成中严重缺乏赖氨酸，属于不完全蛋白质组成中严重缺乏赖氨酸，属于不完全蛋白质 。其成分如下：其成分如下：3 3 大豆蛋白质大豆蛋白质大豆蛋白质的特点大豆蛋白质的特点含量高，具有降低胆固醇、减少心血管病发生等功含量高，具有降低胆固醇、减少心血管病发生等功能特性。能特性。氨基酸平衡性好，特别是赖氨酸含量较高，营养价氨基酸平衡性好，特别是赖氨酸含量较高，营养价值与牛奶、鸡蛋白的蛋白质相当。值与牛奶、鸡蛋白的蛋白质相当。大豆蛋白具有较好的加工特性，可用于制作各种食大豆蛋白具有较好的加工特性，可用于制作各种食品或作为食品的添加剂或营养强化剂使用。品或作

13、为食品的添加剂或营养强化剂使用。大豆球蛋白遇到酸、熟石膏、或盐卤的情况下，会大豆球蛋白遇到酸、熟石膏、或盐卤的情况下，会形成网络结构或凝聚沉淀。形成网络结构或凝聚沉淀。 大豆蛋白质的结构和性质大豆蛋白质的结构和性质1 1、大豆蛋白质的结构、大豆蛋白质的结构（1 1）分类）分类 用水提取约有用水提取约有90的蛋白质可被提取出来。通过的蛋白质可被提取出来。通过超速离心分析，这部分蛋白质可分为超速离心分析，这部分蛋白质可分为2s、7s、11s、15s 4种组分种组分(s为沉降系数为沉降系数)。 （2 2）大豆蛋白的氨基酸组成和糖）大豆蛋白的氨基酸组成和糖 主要是大豆球蛋白和主要是大豆球蛋白和-伴大豆

14、球蛋白的氨基酸构伴大豆球蛋白的氨基酸构成的，其中最多的是成的，其中最多的是谷氨酸谷氨酸和和天门冬氨酸天门冬氨酸，两者，两者的总量达到的总量达到45%，谷氨酸含量尤其多谷氨酸含量尤其多。 不同之处：不同之处：-伴大豆球蛋白伴大豆球蛋白是一种是一种糖蛋白糖蛋白，含有，含有3.8甘露糖和甘露糖和1.2氨基葡萄糖；而大豆球蛋白不氨基葡萄糖；而大豆球蛋白不含糖。含糖。（3 3）大豆蛋白质的高级结构）大豆蛋白质的高级结构大大豆蛋白质的制取和应用豆蛋白质的制取和应用1、浓缩蛋白质制取方法、浓缩蛋白质制取方法 浓缩蛋白质（浓缩蛋白质（SPC）主要是指以低温脱溶豆粕为）主要是指以低温脱溶豆粕为原料，通过不同的加

15、工方法，除去低温粕中的可原料，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，使蛋白质的含量从蛋白质的含量从45%-50%提高到提高到70%左右而获得左右而获得的制品。的制品。 制取方法主要有制取方法主要有酒精浸提法、稀酸浸提法和热处酒精浸提法、稀酸浸提法和热处理法理法三种。三种。2 2、分离蛋白质生产技术、分离蛋白质生产技术 分离蛋白质（分离蛋白质（SPISPI）是指除去大豆中的油脂、）是指除去大豆中的油脂、可可溶性及不可溶性碳水化合物、灰分等的可溶性大豆溶性及不可溶性碳水化合物、灰分等的可溶性大豆蛋白质。蛋白质。 碱提酸

16、沉法及膜过滤法碱提酸沉法及膜过滤法。3 3、组织蛋白质的制取方法、组织蛋白质的制取方法 组织蛋白是指蛋白质经组织蛋白是指蛋白质经加工成型加工成型后其分子发后其分子发生了生了重新排列重新排列，形成具有同方向组织结构的纤维，形成具有同方向组织结构的纤维状蛋白。状蛋白。 组织蛋白主要工艺过程包括原料粉碎、加水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。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。以又称为膨化蛋白或植物蛋白肉。大豆组织蛋白的特点：大豆组织蛋白的特点：蛋白质呈颗粒状，具有多孔性肉样组织，

17、并有优蛋白质呈颗粒状，具有多孔性肉样组织，并有优良的良的保水性与咀嚼感保水性与咀嚼感。 经过短时高温、高水分和压力条件下的加工，消经过短时高温、高水分和压力条件下的加工，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，素以及血球凝聚素等多种有害物质的生理活性，显著显著提高了蛋白质的吸收消化能力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。大豆制品中产生不良气味的物质。大豆蛋白的应用大豆蛋白的应用肉类食品肉类食品：具有乳化

18、性、持水性，通过结合肉中：具有乳化性、持水性，通过结合肉中的脂肪和水分，减少肉制品在蒸煮加工时造成的的脂肪和水分，减少肉制品在蒸煮加工时造成的损失，改善产品的组织结构；降低生产成本，同损失，改善产品的组织结构；降低生产成本，同时不影响其营养价值。时不影响其营养价值。营养强化营养强化：赖氨酸含量较高，添加到各类食品中，：赖氨酸含量较高，添加到各类食品中，起到营养强化的作用。起到营养强化的作用。饮料饮料：以大豆蛋白为原料生产含大豆成分的乳制：以大豆蛋白为原料生产含大豆成分的乳制品。目前市场上产品有豆牛奶、代牛奶、咖啡伴品。目前市场上产品有豆牛奶、代牛奶、咖啡伴侣、代奶酪、冰激凌、代奶油等多种食品。

19、侣、代奶酪、冰激凌、代奶油等多种食品。第四节第四节 油料蛋白质的提取和应用油料蛋白质的提取和应用一、花生蛋白质的提取和应用一、花生蛋白质的提取和应用 花生蛋白质的营养价值较高，花生蛋白质的营养价值较高，生物价（生物价（BVBV）为为5858，蛋白效价（，蛋白效价（PERPER）为）为1.71.7（酪蛋白为（酪蛋白为2.52.5）。花）。花生生蛋白中赖氨酸含量比大米、小麦、玉米高，对人体蛋白中赖氨酸含量比大米、小麦、玉米高，对人体健康特别是对儿童具有较好的维护功能。健康特别是对儿童具有较好的维护功能。 花生蛋白质的制取一般采用花生蛋白质的制取一般采用低温预榨低温预榨- -浸出法浸出法和和水溶水溶

20、提取法。提取法。u1.低温预榨低温预榨-浸出法浸出法 精选除杂精选除杂-烘干（烘干（4%-5%）-破碎破碎-脱除胚芽和红脱除胚芽和红衣衣-粉碎粉碎-蒸炒蒸炒-低温预榨低温预榨-浸出油脂浸出油脂-脱溶剂磨碎脱溶剂磨碎-过过筛。筛。u2.水溶提取法水溶提取法 利用利用花生蛋白溶于水花生蛋白溶于水的特点，此法的特点，此法比溶剂浸出法比溶剂浸出法安全安全，设备也交简单，出油率可达，设备也交简单，出油率可达91%以上，蛋以上，蛋白质提取率可达白质提取率可达90%。u3.3.花生蛋白质的应用花生蛋白质的应用添加剂添加剂 水溶性好、溶解度高、香味，可生产代乳品、水溶性好、溶解度高、香味，可生产代乳品、饮料、

21、奶粉等有花生特有的风味的营养品。饮料、奶粉等有花生特有的风味的营养品。吸油保水剂吸油保水剂 吸水性、保水性、吸油性、乳化性等特性，可吸水性、保水性、吸油性、乳化性等特性，可添加到肉制品中保持肉质，促进脂肪吸收，富有添加到肉制品中保持肉质，促进脂肪吸收，富有弹性，增加口感。弹性，增加口感。发泡稳定剂发泡稳定剂 经酶法或碱法处理后，是很好的发泡剂，可广泛经酶法或碱法处理后，是很好的发泡剂，可广泛用于糖果、中西糕点、冰激凌等食品中。用于糖果、中西糕点、冰激凌等食品中。花生蛋白肉花生蛋白肉 将脱脂花生粉加水将脱脂花生粉加水25%，纯碱，纯碱0.7%，食盐，食盐1%，混合均匀，利用混合均匀，利用挤压膨化

22、挤压膨化方法改变花生蛋白的组方法改变花生蛋白的组织形态，经纺丝集束、挤压喷爆等加工处理，生织形态，经纺丝集束、挤压喷爆等加工处理，生产模拟畜肉使之具有瘦感，即为花生组织蛋白。产模拟畜肉使之具有瘦感，即为花生组织蛋白。二、油菜子蛋白质的制取和应用二、油菜子蛋白质的制取和应用 油菜子加工可得到油菜子加工可得到50%-55%的粕，粕中含有的粕，粕中含有35%-45%蛋白质。蛋白质。 菜子粕中含有菜子粕中含有0.5%-5%的的菜子甙菜子甙，0.5%-1.0%的的菜子碱菜子碱，还有，还有植酸和单宁植酸和单宁等对人体和畜、禽生理等对人体和畜、禽生理有毒害作用的物质。有毒害作用的物质。1.油菜子蛋白质的制取

23、工艺油菜子蛋白质的制取工艺发酵中和法发酵中和法 芥子甙在适量的水和适宜的温度下通过芥子甙在适量的水和适宜的温度下通过酶水解酶水解毒素，产毒素，产生的挥发性部分在搅动下生的挥发性部分在搅动下挥发排除挥发排除，不挥发部分在烧碱作，不挥发部分在烧碱作用下氧化转变成无毒的物质。用下氧化转变成无毒的物质。碱法脱毒碱法脱毒 芥子甙在较高温度和湿度下与芥子甙在较高温度和湿度下与碱碱作用，其分子结构中的作用，其分子结构中的硫苷键硫苷键“-S-”-S-”和硫酸酯和硫酸酯“-C-O-”-C-O-”键键发生水解而断裂生成发生水解而断裂生成了硫胺酸酯、异硫氰酸酯、硫化氢等。了硫胺酸酯、异硫氰酸酯、硫化氢等。溶剂浸出法

24、及其他处理法溶剂浸出法及其他处理法l水浸法水浸法 芥子甙是水溶性物质，采用水洗法，在一定温度芥子甙是水溶性物质，采用水洗法，在一定温度下发酵下发酵24h24h。l有机溶剂浸出法：乙醇、甲醇、丙酮有机溶剂浸出法：乙醇、甲醇、丙酮l用酸性溶液浸出法：硫酸用酸性溶液浸出法：硫酸2.油菜子蛋白质的应用油菜子蛋白质的应用 具有很高的吸水性，可添加到香肠、肉馅、面包等。具有很高的吸水性，可添加到香肠、肉馅、面包等。三、葵花子蛋白质的制取和应用三、葵花子蛋白质的制取和应用1.葵花子蛋白质的制取葵花子蛋白质的制取葵花子浓缩蛋白葵花子浓缩蛋白葵花子分离蛋白葵花子分离蛋白 生产工艺路线基本上与大豆分离蛋白相似。生

25、产工艺路线基本上与大豆分离蛋白相似。2.2.葵花子蛋白质的应用葵花子蛋白质的应用一般食品：用于制作面包等食品，做一般食品：用于制作面包等食品，做营养强化，营养强化，弥补氨基酸含量弥补氨基酸含量不足，还可增加弹性和防止面粉不足，还可增加弹性和防止面粉中淀粉老化。中淀粉老化。婴儿食品：葵花子蛋白蛋氨酸含量较高，与赖氨婴儿食品：葵花子蛋白蛋氨酸含量较高，与赖氨酸较高的大豆分离蛋白相组合，添加到应婴幼儿酸较高的大豆分离蛋白相组合，添加到应婴幼儿食品中，起到营养强化的作用。食品中，起到营养强化的作用。肉制品：乳化性防止香肠等肉制品油脂分离，还肉制品：乳化性防止香肠等肉制品油脂分离，还可以增加嫩度，使制品更富有良好的适口性。可以增加嫩度，使制品更富有良好的适口性。饮料：葵花子蛋白气味柔和、无豆腥等以为，是饮料：葵花子蛋白气味柔和、无豆腥等以为，是高级饮料和人造牛奶的良好原料。高级饮料和人造牛奶的良好原料。第五节第五节 谷物蛋白质的提取和应用谷物蛋白质的提取和应用一、小麦蛋白质的提取和应用一、小麦蛋白质的提取和应用1.1.小麦蛋白质的构造和性质小麦蛋白质的构造和性质小麦蛋白质的构造小麦蛋白质的构造机能特性机能特性l溶解性溶解性