食品工艺-食品加工-第六章-大豆蛋白制品的加工课件

第六章大豆蛋白制品的加工6.1

大豆的结构与成分6.2

传统豆制品的生产6.3

豆乳生产6.4

豆乳粉及豆浆晶生产6.5

大豆低聚糖的制取及应用6.6

大豆生物活性成分提取及应用6.7

大豆加工副产品的综合利用思考题教学内容：

1、种皮

2、胚

3、子叶

显微结构显示：白色袋装细胞为细胞壁；细胞内白色颗粒是圆球体，黑色团块为蛋白体。

4、大豆子粒的化学组成第六章大豆蛋白制品的加工6.1大豆的结构与成分一、大豆籽粒的形态结构及组成

1、碳水化合物

含量约25%。除了蔗糖外其他碳水化合物均难被人体消化。有可溶性、不可溶性2大类，其中可溶性碳水化合物主要是蔗糖、水苏糖和棉子糖等低聚糖（双歧杆菌的增殖因子）；不溶性碳水化合物多为果胶质和纤维素。二、大豆的主要化学成分第六章大豆蛋白制品的加工6.1大豆的结构与成分2、蛋白质 是优质植物蛋白，含量40%。有球蛋白（约90%）和清蛋白，前者可用等电点（pH4～5）法沉淀析出，再用超速离心分析法分为2s、7s、11s和15s4中沉降系数不同的球蛋白组分，其中7s和11s球蛋白之和占总蛋白含量的70％以上。

3、脂肪

含量18%，消化率吸收率高达97.5％，是优质食用植物油。4、大豆中的酶及抗营养因子（1）脂肪氧化酶：大豆子粒破碎后，亚油酸或亚麻酸等在脂肪氧化酶作用下生产氢过氧化物，最后降解成醛、酮、环氧化物等。其中正己醛与豆腥味有关；氢过氧化物对胡萝卜素有漂白作用，且能使面筋蛋白中的巯基（－SH）氧化成二硫键（－S－S－），可强化面筋蛋白质；也易产生不良风味，导致食品质量下降。使脂肪酶钝化或失活的方法有加热、调节pH值及使用化学抑制剂等。 （2）脲素酶 是分解酰胺和尿素产生CO2和NH2的酰胺酶类，在大豆中的含量较高。由于脲素酶容易受热而失去活性，且容易准确测定，经常作为大豆制品湿热处理程度的指标。（3）淀粉酶和蛋白酶：有资料报道，可从脱脂豆粕粉的乳清中可提取6种蛋白酶。（4）胰蛋白酶抑制剂：其热稳定性较高，100℃/20min或120℃/3min使其活性丧失达90％以上。（5）血球凝集素：血球凝集素易引起红血球凝聚，但由于血球凝集素受热易失活，故加热的大豆食品，不会对人体造成不良影响。5、大豆中的微量成分：十余种无机盐；水溶性维生素为主；含钙量；皂甙有溶血性和毒性，有降低过氧化脂质生成的作用，但其对高血压和肥胖病有一定疗效。6、大豆中的味成分：除去大豆豆腥味是开发利用大豆新产品的一大难题。研究表明，大豆中至少有30余种挥发性物质与大豆的豆腥味有关，包括脂肪族羰基化合物、芳香族羰基化合物、挥发性脂肪酸、挥发性胺、挥发性脂肪醇、酚酸等。7、大豆中的有机酸和异黄酮 大豆中含有多种有机酸，其中柠檬酸含量最高，还有醋酸、延胡索酸等，利用大豆中的有机酸可生产大豆清凉饮料。大豆中含有少量的具有抗氧化活性的异黄酮，其生理活性和提取方法是目前研究热点。1、溶解性：溶解度曲线（pH4～5）、等电点、盐溶、盐析。大豆蛋白在0.5mol/L的盐溶液中的溶解效果（阴离子：F<C2O2<Cl<SO4<Br<I,阳离子：Ca<Mg<Li<Na<K）应用：豆腐的制作原理；大豆球蛋白与β－伴球蛋白的分离。2、解离与聚合：在离子强度和pH发生变化时，大豆蛋白易发生解离与聚合。离子强度0.5、pH7.6标准缓冲液中不发生解离和聚合。三、大豆蛋白质的性质第六章大豆蛋白制品的加工6.1大豆的结构与成分

由于物理或化学条件的改变使大豆蛋白分子的内部结构、物理性质、化学性质和功能性质随之改变的现象称为大豆蛋白质的变性。引起蛋白变性的有物理因素和化学因素。物理因素有过度加热、剧烈震荡、过分干燥、超声波处理等；化学因素有极端pH值、与水混溶的有机溶剂或重金属、尿素、巯基乙醇、亚硫酸钠、十二烷基磺酸钠等物质的作用。1、酸碱引起的变性2、热变性3、冷冻变性四、大豆蛋白质的变性第六章大豆蛋白制品的加工6.1大豆的结构与成分4、变性后蛋白质的性质（1）溶解度下降：肽链舒展和疏水基团外露；（2）黏度增加：分子质量一定，多肽链舒展而使体积增大；（3）生物活性丧失：分子结构破坏时酶表面的活性部位失活（4）易被酶解：分子结构松散和舒展后肽链暴露，易被酶解1、凝胶化：指蛋白质分子之间依靠S－S键和非共价键等分子间相互作用，形成一个有持水能力的网状结构。凝胶具有较高黏性、可塑性和弹性等性质。凝胶的形成及其弹性、持水性等物性均受蛋白质的种类、浓度、加热温度和时间、pH值、离子强度及变性剂的作用等因素的影响。 大豆球蛋白与β－伴球蛋白的凝胶化性质有很大差异。11S成分形成的凝胶硬度和凝聚性远远大于7S组分（以β－伴球蛋白为主）。应用：豆腐的形成；作为畜肉、鱼肉制品的添加剂。五、大豆蛋白质的功能特性第六章大豆蛋白制品的加工6.1大豆的结构与成分2、乳化性：大豆蛋白是表面活性物质，集结在水油界面降低表面张力，使之容易乳化。蛋白质和油在均质作用下形成的乳化油滴可形成保护层以防止油滴聚集，并提高乳液稳定性；蛋白质乳化性还与乳浊液中脂肪的稳定性、食品风味物质吸附与保持有重要作用。 乳化性主要作用包括：油滴球在液相中的活动性（溶解性）；油滴球表面易具有重排列的柔软结构（柔软性）；再重排时油滴球上露出的一定量的疏水基（疏水性）；油滴球表面蛋白质分子稳定性的结构（坚固结构）。注：pH离等电点越近，乳化性越小，反之乳化性增强；离子强度小于0.05时，随离子强度增加乳化性增强，大于0.05以上，乳化性无变化。β－伴球蛋白乳化性要高于大豆球蛋白。3、发泡性：发泡性评价包括发泡能力和泡沫稳定性两个方面。等点电附近发泡性减小，起泡破坏率等电点处最高，稳定性最低；随蛋白浓度升高，发泡性增强，稳定性减小。应用：大豆蛋白粉的生产原理；甜点和水点类食品的制作。4、吸收脂肪：粒度小的大豆蛋白质更易促进脂肪的吸收与结合，也是蛋白质乳化作用的一种表现。应用：油炸食品煎炸前加入蛋白粉可在表面形成抗脂肪层以防止吸收过多脂肪。5、吸收水分：大豆蛋白极性侧链可以吸收并保留水分，pH变化可改变其极性而影响其吸水性。应用：焙烤食品和糖果生产。6、组织化作用：可加工成凝胶和肉类类似的组织。7、面团的形成：脱脂大豆粉与水可以和成面团，但没有小麦面团的粘弹性。8、黏着性、附着性、弹性9、薄膜的形成：大豆“面团”高温蒸煮后形成一层薄膜，对含水溶液起着阻挡层作用。10、色泽控制：可用作漂白剂或促使焙烤制品着色。应用：大豆粉中脂肪氧化酶可使不饱和脂肪酸氧化，使面粉中类胡萝卜素漂白并去色；面包表面色泽的增加是大豆蛋白和小麦粉中碳水化合物反应的结果返回 实质上，豆制品生产就是制取不同性质的蛋白质胶体的过程。一、传统豆制品生产的基本原理

大豆蛋白存在于大豆子叶的蛋白体中，大豆经过浸泡，蛋白体膜遭破坏后蛋白质分散于水中，形成蛋白质溶液即生豆浆；蛋白质水化作用和分子表面双电层使生豆浆保持稳定；生豆浆经加热后蛋白质变性，溶解度下降，蛋白分子间易接近而形成新的相对稳定体系——前凝胶体系即熟豆浆。第六章大豆蛋白制品的加工6.2传统豆制品的生产 加热时形成脂蛋白成为豆浆的香气。同时抗营养因子被灭活，豆腥味减少，灭菌消毒。前凝胶体系借助无机盐、电解质的作用进一步变性转成凝胶，破坏蛋白质水化作用和双电层，还可以形成－Ca－桥或－Mg－桥，形成立体网状结构，并将水分子包容在网络中，形成豆腐脑。注：蹲脑的控制。 豆腐脑静置保温使蛋白脂凝胶网络进一步形成，将强化凝胶中水分加压排出，得到豆腐、豆腐干等1、凝固剂（1）石膏：豆浆温度85℃，添加0.04%熟石膏；（2）卤水：主要成分MgCl2，用它做凝固剂，添加量一般为2～5kg/100kg。由于蛋白质凝固快，网状结构易收缩，导致产品保水性差，适宜做豆腐干、干豆腐等低水分制品。二、传统豆制品生产的原辅料（3）葡萄糖酸内酯：本品生产豆腐保水性好，蛋白质流失少，出品率高。具有质地细嫩，味美色艳，营养丰富，食用时滑爽可口，保存时间长。第六章大豆蛋白制品的加工6.2传统豆制品的生产 可以实现豆腐的连续化，自动化生产，大大提高生产效率。在生产过程中不产生废水，有利于保护环境。（4）复合凝固剂：有机酸胶囊。经加热后涂覆膜融化，内部有机酸发挥凝固作用。2、消泡剂:油脚、油脚膏、硅有机树脂，脂肪酸甘油酯3、防腐剂：丙烯酸、硝基呋喃系化合物等

传统豆制品生产工艺过程： 大豆－－清理－－浸泡－－磨浆－－过滤－－煮浆－－凝固－－成型－－成品。1、清理：选择品质优良的大豆并除杂。2、浸泡：加水量为大豆量的1～1.2倍。使豆粒吸水膨胀，有利磨碎和蛋白质的浸出。浸至大豆表面光滑而无皱皮，豆皮轻易不脱落，手感有劲为止。三、传统豆制品生产工艺第六章大豆蛋白制品的加工6.2传统豆制品的生产3、磨浆：大豆破碎的越彻底，蛋白质越容易溶出，但磨得过细，纤维素进入豆浆会使产品粗糙、色泽深，也不利于浆渣分离，使产品得率降低。故一般控制碎细度100～120目，也使豆渣中蛋白质残存率2.6％。4、煮浆：加热使豆浆中蛋白质发生热变性的过程。一方面为后续点浆创造条件，另一方面杀菌、消除抗营养因子和豆腥味，提高营养价值，延长产品的保鲜期。可用土灶铁锅煮浆法、敞口罐蒸汽煮浆法、封闭式溢流煮浆法。5、凝固：在凝固剂的作用下，使热变性的大豆蛋白质由溶胶状态转为凝胶状态。有点脑和蹲脑两道工序6、成型：压榨成型。1、内酯豆腐的生产工艺和操作要点

内酯豆腐生产利用了蛋白质的凝胶特性和δ－葡萄糖酸内酯的水解性质，工艺流程如下：大豆－－清理－－浸泡－－磨浆－－滤浆－－煮浆－－脱气－－冷却－－混合－－罐装－－凝固杀菌－－冷却－－成品（1）制浆：浓度控制在10～11波美度。（2）脱气：先用消泡剂消除一部分泡沫，再用脱气罐排除豆浆中多余气体，避免出现气孔和砂眼，可脱除一些挥发性成分，使豆腐质地细腻，风味优良。四、主要豆制品生产第六章大豆蛋白制品的加工6.2传统豆制品的生产(3)冷却混合与灌装：根据δ－葡萄糖酸内酯的水解特性，约0.28％的内酯与豆浆的混合须控制在30℃以下进行。浆温过高，内脂水解速度过快，则混合不均匀，最终导致粗糙松散，甚至不成型。混合后浆料宜在15～20min罐装完毕。(4)凝固成型：包装后在85～90℃恒温床内保温15～20min。然后强制冷却，增加凝胶强度，提高其保形性。2、腐竹的生产工艺和操作要点 腐竹是由煮沸后的豆浆经过一段时间保温。豆浆表面蛋白质形成软膜，揭出烘干而成的。煮熟的豆浆在较高温度下，一方面豆浆表面水分不断蒸发，表面蛋白质浓度相对提高，另一方面，蛋白质胶粒热运动加剧，碰撞机会增加，聚合度加大，以致形成薄膜，随着时间的延长，薄膜厚度增加。（1）制浆：浓度6.5～7.5波美度。浓度太低，难以成膜，浓度太高成膜颜色深。(2)揭竹：需注意以下三点：

a、温度：揭竹温度82±2℃。温度过高易产生微沸后的“鱼眼”现象，易起锅巴且产率低；过低时成膜速度慢甚至无法成膜。

b、时间：每支腐竹成膜时间约10min。时间过短形成的皮膜过薄，缺乏韧性且易破；过长形成的膜过厚且色泽深。

c、通风：揭膜锅周围若通风不良，锅上方水蒸气浓度过高，豆浆表面水分蒸发慢，成膜时间长，影响生产效率和腐竹质量。（3）烘干：揭竹后沥尽豆浆后及时烘干，60℃以内烘至含水量10%以下即可。返回 豆乳制品是20世纪70年代以来迅速发展起来的一类蛋白饮料，主要包括豆乳、豆炼乳、酸豆乳、豆乳晶等。 豆乳生产是利用大豆蛋白质的功能特性和磷脂的强乳化特性。变性的大豆蛋白、磷脂及油脂的混合体系，经过均质或超声波处理，互相之间形成二元及三元缔合体，这种缔合体具有极高的稳定性，在水中形成均匀的乳状分散体系。一、豆乳生产的基本原理第六章大豆蛋白制品的加工6.3豆乳的生产

豆乳典型的生产工艺为： 大豆－－清理－－脱皮－－浸泡－－磨浆－－浆渣分离－－真空脱臭－－调制－－均质－－杀菌－－罐装1、清理与脱皮：脱皮可以减少细菌，改善豆乳风味，限制起泡性，使脂肪氧化酶易于钝化。降低储存蛋白质的变性，防止非酶褐变，赋予豆乳良好的色泽。要求脱皮率在96％以上，且脱皮后的大豆应迅速灭酶。二、豆乳生产工艺和操作要点第六章大豆蛋白制品的加工6.3豆乳的生产2、制浆与酶钝化：将大豆磨碎，最大限度的提取大豆中的有效成分，除去不溶性的多糖和纤维素，磨浆同时钝化酶。要求豆糊细度在120目以上，豆渣含水量在85％以下，豆浆含量为8％～10％。3、真空脱臭：真空闪蒸除去异味物质。先用高压蒸汽（600kPa）使豆浆升温至140～150℃，再将热的豆浆导入真空冷凝室，会使豆浆温度骤降（75～80℃），体积膨胀，部分水分急剧蒸发，豆浆中的异味物质随着水蒸气迅速排出。4、调制：加入营养强化剂、赋香剂和稳定剂充分混合均匀。5、均质：是提高豆乳口感和稳定性的关键工序。一般选用12～23MPa的压力，均质温度控制在70～80℃较适宜。思考：均质与杀菌工序的先后顺序？ 杀菌前进行均质，将无法避免杀菌对均质的破坏作用，容易出现“油线”，但再污染机会减少，储存安全性提高，且均质后的豆乳不易在杀菌机内结垢6、杀菌：常压杀菌、加压杀菌、超高温瞬时杀菌。7、包装：一般采用常压杀菌或加压杀菌只能用玻璃瓶和复合袋包装，有条件的企业可以采用无菌灌装 大豆加工过程中形成的异味物质主要是大豆中不饱和脂肪酸的氧化。1、热处理法：使蛋白质适度变性和脂肪氧化酶失活。有干热处理法、汽蒸法、热烫法、热水浸泡法和热磨法，其中后面2种方法适合于不脱皮的生产工艺2、酸碱处理法：使pH偏离脂肪氧化酶适宜pH而抑制酶活。pH3.0～4.5或Ph7.0～9.0。3、添加还原剂和铁离子络合剂：利用氧化还原反应或络合反应来抑制脂肪氧化酶的活性。三、豆乳品质的改进第六章大豆蛋白制品的加工6.3豆乳的生产4、生物工程法5、添加风味剂掩盖法返回 豆乳是一种功能性饮料，但由于其含水量较高，产品不耐贮存且运输销售不便。但豆乳粉和豆浆晶的生产不同程度地解决了上述问题，且保留了豆乳的全部营养成分。 豆乳粉和豆乳晶的基料制备就是豆乳生产去掉杀菌和包装工序的全过程。基料调制完毕要进行浓缩。1、基料浓度：豆乳粉浓缩后固形物含量控制在14％～16％；豆浆晶在25%～26%，加糖后约55％。一、基料制备第六章大豆蛋白制品的加工6.4豆乳粉及豆浆晶生产2、浓缩时的加热温度、时间3、豆浆的制取注：生产豆浆时，为提高蛋白质的利用率，一般采用先加热豆糊后除渣的方法。4、添加蔗糖对豆乳基料粘度的影响 浓缩后的基料，真空干燥脱水，得到疏松多孔的蜂窝状固体。立即剔除不干或焦糊部分后粉碎成细小晶体，封装（温度25℃，相对湿度65％以下）。第九章大豆制品的加工与综合利用9.4豆乳粉及豆浆晶生产二、豆浆晶的生产

喷雾干燥是目前生产上将液体豆乳制成固体豆乳粉惟一的方法。 影响豆乳溶解性的因素：豆乳粉的物质组成及存在状态；粉体的颗粒大小；粉体的容重；颗粒的相对密度；粉体的流散性。其中第1个因素决定溶解的最终效果，其余4项影响豆乳粉的溶解速度。三、豆乳粉的生产第六章大豆蛋白制品的加工6.4豆乳粉及豆浆晶生产改善豆乳粉溶解度和速溶性的措施：（1）添加抑制剂：豆乳粘度的增加与二硫键的形成有关。可加入还原剂，如抗坏血酸及其钠盐，碳酸氢钠和半胱氨酸等。（2）加入蛋白酶：用酶适度降解大豆蛋白质，使蛋白质分解为相对分子量较小的多肽，有利于提高蛋白质分子稳定性，并使其易分散到水中。（3）添加表面活性剂：添加卵磷脂、蔗糖脂等乳化剂可改善豆乳的湿润性并提高其速溶性（4）合理的干燥温度：进风温度越高，豆乳水分越低，但随温度提高其溶解度逐渐降低，且成品色泽变深，故浓缩豆乳适合在100～110℃下干燥。（5）控制颗粒度：大的颗粒表面有粗糙的多凹陷表面和多孔结构，有良好的润湿性。但可以也不能过大。一般在100～150um溶解度最高。（6）其他因素：处理不当会造成脂肪上浮和纤维沉淀。利用超微粉碎、胶磨、均质等微细化技术，使豆乳胶体高度乳化，脂肪球和纤维微细化。加入果胶等稳定剂改善冲调时纤维缓慢沉降和挂杯现象。返回

大豆低聚糖是指大豆中一些可溶性糖类，主要包括水苏糖、棉子糖和蔗糖，占大豆干基含量分别是3.7％、1.7％和5％。其制备工艺主要有浸提和纯化两大步骤。1、浸提：脱脂豆粕粉碎至40目，以固液比1：15加水浸提，滤去豆渣，滤液调pH至4.3～4.5，使蛋白质沉淀，采用离心机分离出大豆蛋白和抽提液。对抽提液进一步纯化。一、大豆低聚糖的制取第六章大豆蛋白制品的加工6.5大豆低聚糖制取及应用2、纯化：抽提液超滤除去残存的少量蛋白，滤液用活性碳脱色（脱色条件：pH3.0～4.0，40℃/40min，活性炭用量是糖液干物质的1.0％），过滤，用离子交换树脂精制，真空浓缩后得大豆低聚糖浆，或真空浓缩后喷雾干燥得粉状大豆低聚糖成品。 脱脂豆粕用乙醇浸提得到乳清，将乳清稀释，再经加热处理除去残存的少量大豆蛋白，利用膜分离和离子交换脱盐脱色，经浓缩得到大豆低聚糖浆1、大豆低聚糖的生理功能：促双歧杆菌增殖，改善肠道菌群结构；双歧杆菌代谢有益物质促新陈代谢，诱导免疫反应，增强免疫力改善排便，防止腹泻和便秘；降低胆固醇和作为甜味剂的替代品。二、大豆低聚糖的应用第六章大豆蛋白制品的加工6.5大豆低聚糖制取及应用2、大豆低聚糖的应用用作双歧杆菌促生因子，和活菌同时服用效果更佳；低热甜味剂；食品、饮料添加剂；返回 科学研究表明，大豆中富含植物甾醇、肌醇六磷酸、大豆皂甙、胰蛋白酶抑制剂、大豆异黄酮和大豆多肽等多种营养活性成分。 不同的活性成分其提取方法也不相同，例如大豆皂甙和大豆异黄酮可采用溶剂萃取法，大豆多肽则用酶解法制取。 不同的活性成分具有不同的功能特性，例如大豆皂甙可抑制血栓形成、血清中脂类氧化、过氧化脂质生成、减肥、抗癌和类似人参皂甙的抗疲劳作用；大豆异黄酮及其配糖体的抗氧化、抗血脂及抑菌作用等。第六章大豆蛋白制品的加工6.6大豆生物活性成分提取及应用1、大豆异黄酮的化学组成及结构是大豆生长过程中一类次级代谢产物。一、大豆异黄酮的提取与应用第六章大豆蛋白制品的加工6.6大豆生物活性成分提取及应用2、大豆异黄酮的提取

豆粕或脱脂大豆粉碎，加入含0.1～1mol/L盐酸的95%乙醇回流提取，过滤收集滤液，减压回收乙醇，得到大豆异黄酮的粗提溶液。（1）原料制备：脱脂豆粕含有率应低于1％；（2）提取：95％乙醇；（3）回收提取溶剂：减压回收，采用旋转蒸发仪；（4）纯化：加入0.1mol/LNaOH溶液调pH值至中性；（5）精制：溶解于饱和正丁醇液，过氯化铝层析柱，用饱和正丁醇淋洗得大豆异黄酮的不同组分。3、大豆异黄酮的特性（1）生物活性抗氧化作用：清除体内