大豆分离蛋白膜在面饼中的应用

1、大豆分离蛋白膜在面饼中的应用1研究目的和意义大豆分离蛋白是脱皮脱脂大豆进一步去除所含非蛋白质成分后，所得的一种精制大豆 蛋白质产品，蛋白含量达90%以上。大豆蛋白分子存在大量氢键、疏水键、离子键等，使 大豆蛋白具有良好成膜性能。1油炸方便面面饼含油率较高，在保存过程中易发生氧化，导致油变质，有哈喇味，影 响面饼质量。通过本实验对大豆蛋白膜在面饼上成膜工艺的研究，期望得到均匀的，色泽好的，复水 性好，阻氧性好等优良特性的蛋白膜。大豆分离蛋白的添加能增加方便面的营养性，形成 的薄膜有良好的阻氧性，能延长面饼的保质期。另外，蛋白质膜可以作为食品添加剂的载 体，添加面饼所缺少的维生素等添加剂来增强方便

2、面的营养价值。2研究现状及发展趋势近年来，多聚合物包装对环境的危害日趋严重，发展绿色包装和零包装已成为21世 纪必然选择。安全而无污染的可食用膜技术引起人们的关注。可食用膜技术是利用可食用 涂料，通过浸涂和喷涂等方法，在食品表面形成一层涂膜，实现贮藏保鲜、改良品质、强 化营养和表面装饰的目的。经近年相关研究，尽管可食性蛋白膜作为包装材料尚有许多性 能仍不太完善；但由于其具有可生物降解性、可食性、营养性及其它良好性能(如阻油、 阻水性)，已渐渐成为国内外研究热点。其中大豆分离蛋白膜是人们研究的一个方面。2.1大豆分离蛋白膜的成膜机理在成膜过程中蛋白薄膜主要依靠二硫键(S-S)的作用，首先通过S-

3、S键还原裂解成巯基， 在溶剂中扩散开来，使多肽分子降低，让后扩散开的蛋白质分子在空气中有被氧化，重新 形成S-S键，形成薄膜结构。2.2大豆分离蛋白膜的特点该膜以大豆分离蛋白为主要原料，添加甘油，分别在酸性和碱性两种条件下之称可食性 膜。贾祥祥，郭兴凤.可食性蛋白膜研究进展J.粮食与油脂,2011,(01)2汤虎，徐志宏，孙智达，魏振承,池建伟，刘文豪.可食性膜的研究现状与展望J.农产品加工(学刊), 2007,(02) 3张泽生，郭宝芹，刘素稳，王浩，赵娟娟.乳清浓缩蛋白和大豆分离蛋白的营养价值评价J.大豆通报, 2007,(05)4李升锋，曾庆孝.改善大豆分离蛋白膜性能的研究进展，郑州轻工

4、业学院学报,2001 ,16 (3) :56 - 605莫文敏，曾庆孝，张孝祺.热处理和碱处理对可食性大豆分离蛋白膜性能的影响,食品工业科技,2001 ,22(3) :22 -246朱选，许时婴,王璋.可食用膜的通透性及其应用，食品与发酵工业,1998 ,23 (3) :50 - 557余锦春，可食性包装材料的特性及应用，中国包装,1999 ,19:60 - 628 Gennadios Aristippos ,Brandenburg Alice H ,Weller Curtis L ,etal. Effects of pHon properties of wheat guten and soy

5、 protein iso2late filmJ . Journal of Agriculture and Food Chemistry ,1993 ,41(11) :1835 - 18399 Brandenburg A H ,Wsller CL ,Testin R F. Edible films and coat2ing from soy proteinJ . Journal of Food Science ,1993 ,58 (5) :1086 - 108910牟光庆，张亚川.可食性蛋白膜的形成与特性，黑龙江八一农垦大学学报,1997,9 (4) :73 - 7711 B. Cuq, N.

6、Gontard, J. L. Cuq, and S. Guilbert (1997) J.J.Agric. Food Chem. 45, 622.12可食性大豆分离蛋白成膜工艺研究张子德陈志周于志彬迟建刘月英13大豆分离蛋白膜保鲜剂的研究14刘邻渭，陈宗道.可食性甲基纤维素膜的制作及性质研究仁J.食品工业科技,1995,16 ( 5) : 7- 9.15微波改性大豆分离蛋白涂膜对油炸薯条吸油率的影响16可食性膜及其在食品工业中的应用王海鸥17康宇杰，欧仕益.可食性大豆分离蛋白膜的研究进展J.中国粮油学报,2003,(04)18康宇杰，欧仕益.可食性大豆分离蛋白膜的研究进展J.中国粮油学报,20

7、03,(04)2.2.1营养性 大豆分离蛋白必需氨基酸含量较高占其氨基酸总量的38.5%3，消化率 高，容易被人体吸收，具有许多保健功能，如能降低胆固醇含量，益智，健脑，润肤，美 容等(可食性大豆分离蛋白研究进展)能够添加到肉制品、面制品中提高产品的营养性。2.2.2透气性 蛋白质对氧气、二氧化碳的屏障特性通常好于多糖膜。不同蛋白质的透 气性也有较大差异。最新研究表明，大豆分离蛋白的阻氧性特别好，透氧率比玉米蛋白膜 和面筋蛋白膜低72%85%，比多糖膜低200倍左右与合成材料相比，大豆分离蛋白膜的阻 氧率是它们的3251750倍。2.2.3水蒸气渗透性(WVP)由于蛋白质的亲水性，可食性大豆分

8、离蛋白膜对水蒸气 的屏蔽作用较差。而WVP值将直接影响到包装产品的质量，wvp值越低，膜防腐效果越好。 可食性大豆分离蛋白的研究进展2.2.4有良好的机械特性 邓杨悟等人对大豆分离蛋白的成模型进行研究后得出，在 大豆分离蛋白与甘油的配比为2.5： 1，膜溶液ph值为7,膜制备温度为90摄氏度的条件 下，可只得具有较好拉强度及延展率的可食性包装薄膜。2.3影响大豆分离蛋白的特性的因素2.3.1热处理温度适当的热处理可以使蛋白质大分子从原来有秩序的紧密结构变为无秩序的松散结构， 分子内部的巯基和疏水性基团等暴露在分子表面，有利于加强蛋白质分子内或分子间的相 互作用，从而得到坚固致密的网络结构。由于

9、疏水作用得到加强，形成的膜强度较大，所 以阻气性较好。但热处理温度过高、加热时间过长时，蛋白质分子会过度变性，分子链断 裂，不利于网络结构的形成。4因此不同热处理条件对大豆分离蛋白膜的影响是不同的。有 研究表明，成膜液在70C加热20min所得到的膜阻隔性和强度最好，而热处理对膜的伸长 率影响不大，各加热条件下的平均伸长率为137%。52.3.2PH 值pH直接与蛋白溶解性、分子间构象以及分子间相互作用有关，因此成膜时的pH对蛋白 膜极其重要。6大豆分离蛋白膜的成膜溶液呈酸性(pH在3左右)时，蛋白质交联适度，既能提高溶液 中的分子量，增大分子间结合力，又不至于使膜微孔尺寸加大，水汽透性上升7

10、。Gennadios 和Brandenburg等8曾经研究了 pH值对大豆蛋白膜性能的影响，结果表明：pH值在13和 612之间能成膜,在等电点附近，因蛋白质溶解性差，难成膜;而pH值在612间形成的 膜无论机械性能还是阻隔性能均优于pH值在13间形成的膜。Brandenburg等9研究了 大豆分离蛋白膜在pH值6 ,8 ,10 ,12时的特性，发现:pH值为6时大豆分离蛋白膜的阻 湿性较差，透氧性较高，抗拉强度和伸长率低;高pH值时阻湿性好，透氧性低,抗拉强度和伸 长率也高,且膜外观随着pH值升高而得到改善。这与在pH6时,大豆分离蛋白出现部分不 溶,导致膜中分子间相互作用受到削弱有关。而且

11、溶液变性后调节pH形成膜的WVP要高于 变性前调节的膜。102.3.3增塑剂添加增塑剂是制备优质膜的必要条件。增塑剂是低挥发性的小分子，添加后可改变聚 合物原料的三维结构，降低分子间的吸引力，增加自由空间和蛋白质肽链的灵活性。增塑 剂改变了膜的功能特性，提高了延展性、膨胀性和韧性，降低了粘合性、弹性机械特性和 硬度。11张子德等人研究表明在工艺条件相同的情况下，甘油、乙二醇、山梨醇、丙二醇四种 增塑剂中以甘油和山梨醇效果最好。二者相比，山梨醇抗拉强度明显高于甘油，透气度和 透光率差异不显著，但山梨醇成本较高，膜颜色偏黄。因此，最佳的增塑剂为甘油。2.3.4大豆分离蛋白的含量张子德等研究表明，大

12、豆分离蛋白含量为1.0%和2.0%的膜极薄且脆，只能形成细小片状的 碎块，不易成膜；7.0%和8.0%的大豆分离蛋白溶解性差，有大块未溶解团状物，其成膜偏 黄、发脆。成膜含量在3.0%6.0%之间容易揭膜，可以得到柔软、表面光滑的薄膜，且薄 膜不返潮。其含量在3.0%6.0%之间时，随着大豆分离蛋白含量的增加，薄膜的厚度和抗 拉强度增大，柔软度下降，颜色由淡黄色至黄色，逐渐加深，其主要原因是膜中大豆分离 蛋白含量相对增大，水分相对减小。12大豆分离蛋白膜的应用大豆分离蛋白膜常与糖类、脂类复合使用，作为果蔬等的保鲜膜，陈志周等研究结果 表明，在室温下贮藏经大豆分离蛋白膜处理的鸡蛋保鲜期至少延长两

13、周。13大豆分离蛋白 膜用于减少干果小食品(如葡萄干等)的水分迁移等。14大豆分离蛋白涂膜在油炸过程中 能减少食品组织中的水分散出，又能阻止油脂进入食品内。15另外,大豆蛋白膜也可用于生 产肠衣和水溶性包装袋。16大豆分离蛋白膜的发展趋势目前人们对可食性大豆分离蛋白膜的研究主要集中在其功能特性的研究及其成膜工艺 的优化和改进上，因此在商业上的应用还不够广泛。由于大豆分离蛋白膜的功能特性有限， 难以同时满足不同产品包装、贮藏、保鲜等多方面的需求，因此将大豆分离蛋白与其他材 料(如多糖、脂类、其他蛋白质等)复合，优势互补,最终探索到最佳的工艺流程和配方，从 而使膜具有优良的性能，以满足不同的需要，

14、正是这方面研究和应用的发展趋势。17五、主要研究内容及预期目标5.1涂膜流程称取原料加入蒸馏水混合加入适量甘油T加热，快速搅拌T调PH,搅拌均匀T将 面饼浸泡在成膜溶液中数分钟后取出，风干T涂膜完成5.2涂膜原料大豆蛋白膜的原料为大豆蛋白，甘油和蔗糖酯，再加入适量的脂肪酸增加膜的均质性。5.3涂膜影响因素5.3.1大豆分离蛋白质浓度影响研究表明，当大豆分离蛋白含量在3%到6%时，随着大豆分离蛋白含量的增加，薄膜的厚度 和抗拉强度增大，透气度减小，柔软度下降，颜色由淡黄色至黄色，逐渐加深，其主要原 因是膜中大豆分离蛋白含量相对增大，水分相对减小。5.3.2pH值的影响pH直接与蛋白溶解性、分子间

15、构象以及分子间相互作用有关。大豆分离蛋白在pH13 与pH610之间能成膜，在等电点附近因蛋白质溶解性差，难成膜，在pH612之间形成的 膜机械性能和阻隔性均优于pH13间形成的膜。185.3.3增塑剂的影响增塑剂是小分子化合物，他们存在于大分子蛋白聚合链之间，能使膜的机械强度改善，并 增加其柔韧性。本实验增塑剂用甘油。5.3.4温度的影响适当的热处理可以使蛋白质大分子从原来有秩序的紧密结构变为无秩序的松散结构，分子 内部的巯基和疏水性基团等暴露在分子表面，有利于加强蛋白质分子内和分子间的相互作 用，从而得到坚固紧密的网络结构。由于疏水作用得到加强，形成的膜强度较大，所以阻 气性较好。但热处理温度较高、加热时间过长时，蛋白质分子会过度变性，分子链断裂， 不利于网络结构的形成。195.3.4正交实验设计为在面饼上