1、第10章 植物蛋白的提取和加工在世界范圍的蛋白質(zhì)資源供給中，植物蛋白占蛋白質(zhì)總量的70，動(dòng)物蛋白占30。植物蛋白具有經(jīng)濟(jì)性、營(yíng)養(yǎng)性、功能性等優(yōu)點(diǎn)，在建立健康的飲食結(jié)構(gòu)方面所起的作用也越來(lái)越受人們重視。1. 植物蛋白質(zhì)的基本特征蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值主要是取決于其所含必需氨基酸是否平衡。加工特性主要是指食品在加工過(guò)程中和加工后所表現(xiàn)出的物理性質(zhì)，如保水性、乳化性、彈性和黏結(jié)性等。功能特性有益于人體健康的特性。營(yíng)養(yǎng)價(jià)值：人體必需8種氨基酸。一般動(dòng)物蛋白質(zhì)的必需氨基酸比較平衡，而植物蛋白都有一種或兩種限制性氨基酸。其中植物蛋白質(zhì)中大豆蛋白的蛋氨酸和半胱氨酸含量稍低，其必需氨基酸組成基本是平衡的，僅次于動(dòng)物

2、蛋白的理想蛋白資源。加工特性：溶解性起泡性保水性乳化性彈性黏結(jié)性保油性單獨(dú)使用或作為添加劑使用。功能性植物蛋白的配合使用可以使氨基酸互補(bǔ)；植物蛋白可以降低膽固醇和飽和脂肪酸的攝入；價(jià)格低廉，同樣起到補(bǔ)充蛋白質(zhì)的作用； 植物蛋白的來(lái)源及其特點(diǎn)（1）大豆蛋白質(zhì)大豆蛋白中賴(lài)氨酸含量最高，適合添加到谷類(lèi)食品中彌補(bǔ)谷物中的賴(lài)氨酸的不足。大豆中蛋氨酸含量較低，蛋氨酸是大豆蛋白的限制性氨基酸。最新研究表明：若按蛋白質(zhì)消化率校正氨基酸評(píng)分相比較，大豆蛋白質(zhì)的分值與牛奶、雞蛋白的蛋白質(zhì)相當(dāng)，而高于牛肉、雜豆等其他蛋白質(zhì)。（2）花生蛋白質(zhì)花生仁含26-29蛋白質(zhì)，其中球蛋白占90，其余為清蛋白。花生球蛋白等電點(diǎn)在

3、pH值4.5附近。由花生加工得到蛋白粉制品為白色，且風(fēng)味極佳，尤其是溶解性高，黏度低，具有一定的熱穩(wěn)定性和發(fā)泡性，可用于制造飲料及面包。（3）芝麻蛋白質(zhì)芝麻中油占45，蛋白質(zhì)20，其中富含甲硫氨酸；賴(lài)氨酸含量相對(duì)不足；85蛋白質(zhì)為球蛋白。芝麻蛋白質(zhì)溶解性低，其功能性利用受到一定限制。芝麻含有2-3的草酸（乙二酸），最好脫皮食用。脫皮后，蛋白質(zhì)的相對(duì)含量約增加60，且口感好。（4）油菜籽蛋白質(zhì)油菜籽含有40-45油脂和20-25蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)中的大部分為球蛋白，在植物蛋白質(zhì)中，油菜籽蛋白沒(méi)有限制性氨基酸，特別是含有許多在大豆中含量不足的含硫氨基酸。蛋白質(zhì)制品具有很好的保水性與持油性，因而可應(yīng)用于

4、紅腸等畜肉制品的加工。此外，經(jīng)分離得到的變性低的蛋白質(zhì)，其乳化性、發(fā)泡性、凝膠形成性很好。（5）葵花籽蛋白質(zhì)葵花籽仁含有29-30油脂和21-31蛋白質(zhì)?？ㄗ衙撝锏募庸だ?，關(guān)鍵是去除其中的綠原酸以及高效率地去除種子的外皮?？ㄗ阎?0-80蛋白質(zhì)由鹽溶性的球蛋白構(gòu)成。葵花籽蛋白的賴(lài)氨酸含量少，是營(yíng)養(yǎng)上的限制因子?？ㄗ训鞍踪|(zhì)不易形成凝膠，但具有優(yōu)良的起泡性和發(fā)泡穩(wěn)定性?？ㄗ训鞍拙哂泻芎玫慕M織形成性，利用擠壓成型機(jī)，能制成組織狀蛋白制品，但不足之處是產(chǎn)品的外觀顏色較灰暗。（6）棉籽蛋白質(zhì)棉籽中約含20蛋白質(zhì)，但是含有棉酚毒性物質(zhì)，使得它在食品和飼料的利用方面受到限制。棉酚可通過(guò)育種或采取

5、適當(dāng)?shù)募庸ぜ夹g(shù)去除或鈍化。棉籽的氨基酸組成中，賴(lài)氨酸、蛋氨酸含量較少。棉籽脫脂粉加工的蛋白質(zhì)在酸性條件下易溶，因此該蛋白質(zhì)制品適用于制作酸性飲料；又因其在中性環(huán)境中難溶，功能特性少，常被利用于制面包和點(diǎn)心。 （7）谷類(lèi)蛋白質(zhì)谷類(lèi)中的蛋白質(zhì)不溶于水或鹽溶液，其主要成分為能溶解于酒精的醇溶蛋白和能溶解于堿溶液的谷蛋白。醇溶蛋白含量最多的是玉米，其蛋白質(zhì)中含有50-60醇溶蛋白，30-45谷蛋白。小麥、大麥、黑麥等禾谷類(lèi)作物種子的蛋白質(zhì)中，醇溶蛋白與谷蛋白的含量基本相同，為30-50。大麥和稻米的蛋白質(zhì)以能溶解于堿性溶液的谷蛋白為主要成分。幾種谷類(lèi)蛋白質(zhì)玉米：含量8%-10%左右大米：含量8%左右小

6、麥：含量13%左右3 大豆蛋白質(zhì)的制取和應(yīng)用大豆蛋白粉大豆?jié)饪s蛋白大豆分離蛋白大豆組織蛋白（1）大豆蛋白粉 按脂質(zhì)含量不同可分為： 全脂大豆粉：脫皮大豆粉碎而成，油脂：18-23。脫脂大豆粉：脫皮、脫脂豆粕制成，油脂1.0%， 蛋白50%。低脂大豆粉：脫脂大豆粉加精制大豆油，或脫皮大豆部分脫脂，油脂：4.5% -9.0%。磷脂大豆粉：在脫脂或低脂豆粉中添加大豆磷脂。 磷脂：15%。1.1 全脂大豆粉生產(chǎn)工藝原料大豆 清選 雜質(zhì)干燥 水分破碎脫皮 種皮粉碎篩分 包裝1）全脂酶活性大豆粉干燥：干熱法至水分8-11%脫皮率：90%粉碎：錘式粉碎機(jī)或磨碎機(jī)篩分：顆粒度95%過(guò)200目篩2）全脂脫腥大豆

7、粉瑞士布勒公司工藝：原料大豆 清選 調(diào)濕 滅酶 脫皮 研磨 包裝調(diào)濕：在調(diào)濕器內(nèi)完成，水分控制在11-13%， 便于滅酶脫腥滅酶：專(zhuān)用加熱處理器內(nèi)，器內(nèi)溫度: 150-160，豆心溫度：100-110 脫皮：撞擊和摩擦脫皮研磨：錘式粉碎機(jī)粗磨，輥磨精磨篩理：過(guò)200目篩，篩下物2）全脂脫腥大豆粉日本擠壓膨化工藝：原料大豆 清選 干燥 破碎脫皮 粉碎 調(diào)節(jié)水分 擠壓膨化 冷卻干燥 粉碎分級(jí) 全脂豆粉擠壓膨化：在膨化機(jī)內(nèi)受高溫、高壓、高剪切力聯(lián)合作用，水分迅速汽化，形成蒸汽，在最短時(shí)間內(nèi)蒸熟物料。 一、生產(chǎn)原理 大豆?jié)饪s蛋白質(zhì)(SPC)主要是指以低溫脫溶豆粕為原料，除去粕中的可溶性糖分、灰分以及其

8、他可溶性的微量成分，使蛋白質(zhì)的含量從45-50提高到70左右而獲得的制品。 1.2 大豆?jié)饪s蛋白的生產(chǎn) （SPC，Soy Protein concentrate)二、SPC的分類(lèi)(1)脫脂大豆?jié)饪s蛋白（主要產(chǎn)品）：以低溫脫溶豆粕為原料，除去其中水溶性非蛋白成分（水溶性糖類(lèi)、灰分、各種氣味成分等），制得蛋白質(zhì)含量的蛋白質(zhì)產(chǎn)品。(2)全脂大豆?jié)饪s蛋白：以全脂脫皮大豆為原料，經(jīng)過(guò)相同的工藝，得到蛋白質(zhì)含量在以上的大豆蛋白質(zhì)制品。該產(chǎn)品除去多數(shù)棉籽糖、水蘇糖等低聚糖，消滅腸內(nèi)脹氣因子，同時(shí)改善滋味和風(fēng)味。三、SPC制取方法酒精浸提稀酸浸提濕熱處理 （1）原理 在60%-65%的酒精中，蛋白質(zhì)溶解度最低

9、，用洗滌方法將低溫粕中的可溶性糖分、可溶性灰分和醇溶性蛋白等洗出，再將醇溶液及抽提物分離，濃漿液經(jīng)濃縮干燥即得濃縮蛋白粉。1.酒精浸提法（2）酒精濃縮蛋白質(zhì)的生產(chǎn)流程： 乙醇（80-90%） 乙醇（60-65%） 低溫脫溶粕粉碎浸提 分離粗SPC 二次浸提 漿狀物分離 濕SPC產(chǎn)品 干燥SPC制品（7% Water） 酒精可溶物混合液 回收酒精 大豆低聚糖濃漿（3）特點(diǎn)蛋白質(zhì)損失少，乙醇可回收再利用；獲得的蛋白質(zhì)氣味和滋味比較好； NSI一般都在10%以下，乙醇作用使蛋白質(zhì)變性嚴(yán)重；最終產(chǎn)品會(huì)有0.25 -1.0%的乙醇?xì)埩?，不易除去?. 稀酸浸提法（1）原理： 蛋白質(zhì)在 pH值4.5附近溶

10、解度(NSI)最低，調(diào)節(jié)溶液的pH至4.5附近浸泡，再利用離心方法將不能溶解的蛋白質(zhì)、多糖與低溫粕中的可溶性糖分、可溶性灰分和其他微量成分分開(kāi)，然后再中和濃縮并進(jìn)行干燥脫水即得濃縮蛋白粉。（2）工藝流程： 10倍水并用37%HCl調(diào)pH4.5低溫脫脂粕粉碎（100目）酸浸分離 乳清液 蛋白質(zhì)與多糖沉淀 水洗滌 分離 廢水 SPC產(chǎn)品 中和、干燥 蛋白漿（3）特點(diǎn)：蛋白質(zhì)水溶性好，NSI可達(dá)69%。酸、堿耗量大，廢水難處理。產(chǎn)品風(fēng)味、色澤不如酒精浸出法。3.濕熱處理法（1）原理： 直接用蒸汽處理豆粕粉，使大豆蛋白變性，溶解度NSI10%，然后水洗沉淀，離心分離并干燥即可。原料：低變性豆粕和高變性

11、豆粕均可。（2）工藝流程 高溫脫溶豆粕 風(fēng)選 加水潤(rùn)濕 蒸汽處理 水洗 離心分離 干燥 粉碎 成品。蒸汽處理：滅酶，壓力0.1-0.13MP，溫度120-125度，30min。水洗：洗去可溶性糖、灰分等。（3）特點(diǎn)顏色較暗；呈焦糖味；蛋白熱變性嚴(yán)重，某些功能喪失，應(yīng)用范圍受限。.大豆分離蛋白質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)一、定義 大豆分離蛋白 (SPI，soy protein isolate)是利用優(yōu)質(zhì)脫脂豆粕為原料，除去其中的油脂、可溶性及不可溶性碳水化合物、灰分等，得到的可溶性大豆蛋白產(chǎn)品。該產(chǎn)品純度最高，蛋白質(zhì)含量90%以上（以干基計(jì)）。二、堿溶酸沉法1、原理（1）首先用弱堿溶液浸泡低溫脫溶豆粕，使可溶性蛋

12、白質(zhì)、碳水化合物等溶解（而油脂和不溶性糖類(lèi)被排斥在溶液外）；（2）利用離心機(jī)除去溶液中不能溶解的纖維及殘?jiān)?。?）在已經(jīng)溶解的蛋白質(zhì)溶液中，加入適量的酸液，調(diào)節(jié)溶液的 p值達(dá)到4.5，使大部分的蛋白質(zhì)從溶液中沉析出來(lái),再離心除去乳清液。（4）然后將酸沉析出的蛋白質(zhì)凝聚體進(jìn)行破碎、水洗、中和、閃蒸滅菌后，再干燥脫除水分，制成高純度的大豆分離蛋白質(zhì)。2、生產(chǎn)工藝 主要包括浸提、除渣、酸沉、分離、破碎、中和、殺菌及噴霧干燥等。（1）蛋白質(zhì)的溶出與分離：固液比1：10，pH7.0-7.2，溫度50；轉(zhuǎn)速：80r/min，時(shí)間15min。分離后可進(jìn)行二次浸出。（2）酸沉淀：鹽酸，45，pH4.0-4.5

13、，攪速：60r/min，30min。螺旋沉降離心機(jī)離心。（3）解碎和中和：磨碎后加稀堿中和至pH7.0-7.2，中和溫度：20，30min完成。工藝參數(shù). 組織蛋白質(zhì)的制取方法一、定義 組織蛋白(structure protein)是指蛋白質(zhì)經(jīng)加工成型后其分子發(fā)生了重新排列，形成具有同方向組織結(jié)構(gòu)的纖維狀蛋白。二、生產(chǎn)方法1、擠壓膨化法2、紡絲法1、擠壓膨化法（1）原理 物料通過(guò)膨化機(jī)(extruder)膛內(nèi)的機(jī)械操合、擠壓和高溫、高濕作用，改變了蛋白質(zhì)分子的組織結(jié)構(gòu)，使其成為一種易被人體消化吸收的食品。（2）膨化的組織蛋白形同瘦肉又具有咀嚼感，所以又稱(chēng)為膨化蛋白或植物蛋白肉。（3）生產(chǎn)組織蛋

14、白的原料原料要求：蛋白質(zhì)含量大于50%，粗纖維小于3.5%，脂肪小于1.5%，NSI為50-70%。原料選擇：低變性脫脂豆粉、SPC和 SPI 是生產(chǎn)組織蛋白的理想原料。后兩者價(jià)格高，常做配料。（4）工藝原料粉碎、加水混合、擠壓膨化等工藝。2、紡絲法（纖維化法）（1）原理 以大豆分離蛋白為原料加入堿調(diào)成漿狀液，蛋白質(zhì)濃度10-30%，pH=9-13.5，也稱(chēng)“紡絲液”。然后使其從噴絲小孔中噴出至酸性（食醋或醋酸）溶液的凝聚槽中，使蛋白質(zhì)紡絲(Spinning)呈纖維狀。（2）特點(diǎn) 制品在口感上類(lèi)似于肉制品，但成本較高。另外，在強(qiáng)堿溶液中有可能有毒性物質(zhì)賴(lài)氨酸衍生物的生成。2.1 大豆蛋白的功能

15、特性（functional character）功能特性： 指大豆分離的溶解度、面團(tuán)形成能力、持水性、脂肪結(jié)合能力、乳化性、氣泡性、被膜性、增稠性、穩(wěn)定性、凝膠性、粘著性、結(jié)合性等物理化學(xué)特性。（1）水溶性是充分發(fā)揮大豆蛋白功能特性的先決的條件。（2）影響因素： pH值、離子強(qiáng)度、溫度有關(guān)。1、水溶性2、吸水性（1）定義 大豆蛋白質(zhì)的肽鏈結(jié)構(gòu)中含有極性的側(cè)鏈，能夠吸收水分并保留水分。（2）影響因素水分活度Aw：隨Aw的增加吸水性增強(qiáng)， Aw=1.0時(shí)，大豆蛋白可吸水0.6g/g蛋白。 pH：大于或小于等電點(diǎn)4.5，吸水性會(huì)急劇增加。生產(chǎn)焙烤、糖果類(lèi)食品時(shí)，添加大豆粉可增加產(chǎn)品吸水力。3、持水性

16、（1）大豆蛋白持水性可用離心分離后的蛋白質(zhì)制品中殘留水分的含量來(lái)衡量。（2）影響因素蛋白質(zhì)濃度（主要因素）：一般隨濃度增大而增強(qiáng)。食品體系的黏度、溫度、 pH、離子強(qiáng)度等。pH=7，t=35-55時(shí)， SPI的持水性在1400%。4、凝膠化（1）定義 凝膠化是指蛋白質(zhì)依靠S-S和疏水鍵而形成膠體網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)的性能。凝膠是水分散于蛋白質(zhì)中的分散體系，具有較高的黏度、可塑性和彈性等性質(zhì)。蛋白質(zhì)形成凝膠后， 既是水的載體，也是風(fēng)味劑、糖以及其他配合物的載體，因此對(duì)食品制造極為有利。 （2）影響因素：濃度：8%-16%的大豆蛋白質(zhì)溶液加熱并冷卻后即可形成凝膠。濃度越高，凝膠強(qiáng)度越大。濃度8%，僅靠加熱

17、不易形成凝膠。大豆蛋白組成：7s和11s可形成凝膠，11s的凝膠性能（硬度和凝聚性）更好。加熱：當(dāng)濃度8%時(shí)，加熱（70-80）可以使疏水鍵、二硫鍵大面積交聯(lián)，呈現(xiàn)凝膠狀態(tài)。pH:等電點(diǎn)時(shí)凝膠硬度最低，2-3和11-12時(shí)，硬度強(qiáng)度較高。離子強(qiáng)度：一般其增加會(huì)降低凝膠強(qiáng)度。豆腐的制作是蛋白形成凝膠的典型例子。5. 乳化性（1）乳化機(jī)理：大豆蛋白質(zhì)是表面活性物質(zhì)，既有親水基團(tuán)，又有疏水基團(tuán)。集結(jié)于油-水界面時(shí)便可以降低表面張力，包埋油滴，使體系乳化，并保持一定的乳化穩(wěn)定性，以不至于讓油滴重新從蛋白膜內(nèi)出來(lái)而聚合。紅腸、蛋黃醬、午餐肉中應(yīng)用!（2）影響因素：組成：7s比11s的乳化性要好；大豆蛋白

18、種類(lèi)：SPI要比SPC的乳化性好；溶解性：NSI=80%的SPI要比NSI32%的SPI的乳化性及乳化穩(wěn)定性好；pH:等電點(diǎn)附近，乳化性??；反之乳化性較大；離子強(qiáng)度：0.05范圍，雖離子強(qiáng)度增加乳化性增強(qiáng)；適當(dāng)酶或酸水解，可以增強(qiáng)乳化性。6. 發(fā)泡性（1）定義蛋白質(zhì)的兩性使其有較強(qiáng)的表面活性，可以降低水-空氣的界面張力，呈現(xiàn)一定的氣泡性。所以說(shuō)蛋白質(zhì)發(fā)泡類(lèi)似于乳化，而且空氣比油滴具有更強(qiáng)的疏水性，使蛋白質(zhì)在氣泡表面形成了薄膜。（2）影響因素：蛋白質(zhì)濃度：濃度越小，越容易起泡，但泡沫穩(wěn)定性差；濃度越大，難以較大起泡，但穩(wěn)定性好。綜合考慮一般在22%。pH:偏堿性的條件利于起泡，單等電點(diǎn)時(shí)發(fā)泡性降

19、低。溫度：過(guò)高導(dǎo)致變性，造成黏度太低不利于起泡。一般認(rèn)為30最高。水解：部分水解蛋白有很強(qiáng)的發(fā)泡性。如市售大豆粉。 脂肪有消泡作用，蔗糖可以提高泡沫穩(wěn)定性。 在蛋糕中代替雞蛋的應(yīng)用 。7.吸油性（1）概念： 指大豆蛋白質(zhì)能夠促使脂肪的吸收與結(jié)合。原因推測(cè)脂肪的吸收可能是乳化作用和凝膠作用的綜合表現(xiàn)。（2）影響因素：蛋白質(zhì)含量 SPI的吸油率154%； SPC的吸油率133% ；大豆粉84%。 肉糜食品中添加大豆分離蛋白，因其吸油性，可以減少蒸煮損失，穩(wěn)定外形?；ㄉ鞍踪|(zhì)的制取和應(yīng)用（1）低溫預(yù)榨-浸出法是一種在較好條件取出花生中的油脂，然后再利用餅粕制得花生粉的方法?；ㄉ鄢吐蔬_(dá)99%，蛋白質(zhì)含量在55%以上。（2）水溶提取法:利用花生蛋白溶于水的特點(diǎn)，將花生仁磨碎，而后用水將油和蛋白分離并除去纖維，可得到用于加工各種食品的低變性花生蛋白。特點(diǎn)： 較溶劑浸出法安全，設(shè)備也較簡(jiǎn)單；出油率可達(dá)91以上，蛋白質(zhì)提取率可達(dá)90。蛋白質(zhì)變性低，溶解度高。.2 花生蛋白質(zhì)的應(yīng)用(1)添加劑 利用花生蛋白水溶性好、溶解度高以及花生蛋白的香味可生產(chǎn)代乳品、飲料等強(qiáng)化食品，冰激凌、焙烤食品、兒童食品和健康食品等一般添加濃縮蛋白4-10，分離蛋白2-7。(2)吸油保水劑 利用花生蛋