醇法大豆?jié)饪s蛋白改性及在肉制品中的應(yīng)用

樊永華

摘?要：采用醇法提取大豆?jié)饪s蛋白具有明顯優(yōu)勢，但此方法提取的大豆?jié)饪s蛋白功能性不好，應(yīng)用受限。本文介紹了通過物理、化學(xué)、酶法、基因工程等方法對醇法大豆?jié)饪s蛋白進(jìn)行改性，改性后醇法大豆?jié)饪s蛋白的功能性明顯提高。改性后的醇法大豆?jié)饪s蛋白應(yīng)用于肉制品中具有優(yōu)良的持水持油性、乳化性以及凝膠性，可以提高肉制品的組織結(jié)構(gòu)特性，并降低生產(chǎn)成本，且價格低廉，是一種性價比很高的大豆蛋白產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：醇法大豆?jié)饪s蛋白；改性；肉制品

Modification of Alcohol-Extracted Soy Protein Concentrate and Application in Meat Products: A Review

FAN Yong-hua

(Department of Food Chemical Engineering, Yongcheng Vocational College, Yongcheng 476600, China)

Abstract: Although the alcohol extraction method is significant advantageous in extracting soy protein concentrate (SPC), its application is limited by the poor functionalities of SPC extracted by it. This paper makes a brief description of physical, chemical and enzymatic methods as well as genetic engineering for the modification of alcohol-extracted SPC by which the functionalities are remarkably improved. Moreover, the modified SPC shows good oil holding capacity, and emulsification and gelling properties when applied in meat products, while improving the texture and structure and reducing the production costs. Thus, it is a low-cost and highly cost-effective soybean protein product.

Key words: alcohol-extracted soy protein concentrate; modification; meat products

中圖分類號：TS214.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2014）02-0034-03

大豆蛋白氨基酸比例合適，是一種營養(yǎng)價值較高的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。大豆蛋白可以分為大豆分離蛋白和濃縮蛋白。從營養(yǎng)角度講，兩者蛋白無明顯區(qū)別，但是濃縮蛋白的價格遠(yuǎn)低于分離蛋白，因此不少生產(chǎn)廠家希望能夠用大豆?jié)饪s蛋白代替大豆分離蛋白應(yīng)用于食品加工中。

大豆?jié)饪s蛋白可以采用稀酸浸提法、濕熱浸提法、乙醇浸提法和超濾法等方法提取。醇法提取大豆?jié)饪s蛋白相對于其他方法具有有污水排放少，乙醇可以回收，能夠避免環(huán)境污染，有利于低聚糖、異黃酮、皂甙等副產(chǎn)品的開發(fā)等優(yōu)點。但是乙醇溶液的浸提導(dǎo)致大豆蛋白的溶解度較低，影響其在食品中的應(yīng)用。因此，通過改性提高醇法大豆?jié)饪s蛋白溶解性、乳化性、凝膠性、吸油性、吸水性與保水性、附著性及其他功能特性，具有非常重要的意義。改性后的醇法大豆?jié)饪s蛋白價格低廉、營養(yǎng)價值高，能夠應(yīng)用于嬰幼兒食品、乳制品、冰淇淋制品、焙烤制品、肉制品等多種食品體系中，最有市場的是應(yīng)用于肉制品中。改性醇法大豆?jié)饪s蛋白添加于肉制品中能夠與肉蛋白形成蛋白質(zhì)互補作用，提高蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值，提高肉制品的彈性、硬度、吸油性、持水性和切片性等，并能使肉制品的結(jié)構(gòu)致密、肉感更強、口感更好。改性的醇法大豆?jié)饪s蛋白的加入還能防止肉制品中脂肪的離析，減少蒸煮損失和收縮率，從而提高產(chǎn)品的出品率。因此，研究大豆?jié)饪s蛋白的改性和應(yīng)用具有實際的價值[1-6]。

1 醇法大豆?jié)饪s蛋白的改性

所謂蛋白質(zhì)的改性就是利用理化因素或酶制劑使蛋白質(zhì)的氨基酸殘基和多肽鏈發(fā)生某種變化，引起蛋白大分子空間結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的改變，從而獲得較好功能特性和營養(yǎng)特性的蛋白質(zhì)。大豆蛋白改性技術(shù)傳統(tǒng)方法主要有物理改性和化學(xué)改性，新型的改性技術(shù)有酶法改性和基因工程改性[7]。

1.1 物理改性

物理改性是指利用物理作用形式（如熱、電、磁、機(jī)械剪切），通過改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)而改善蛋白質(zhì)的功能性[8]。主要包括高溫高壓處理、超聲波處理、擠壓、超濾、高頻增溶、低劑量輻射及加入小分子雙親物質(zhì)等方法。

例如，利用超聲波技術(shù)對醇法大豆?jié)饪s蛋白進(jìn)行改性。超聲波是一種高頻的機(jī)械振蕩，在物料中的局部小區(qū)域壓縮和膨脹迅速交替，對物料施加張力和壓潰作用，產(chǎn)生“空蝕”，對大分子產(chǎn)生機(jī)械性斷鍵作用[9]。石富國等[10]采用超聲波處理醇法大豆?jié)饪s蛋白，通過單因素和正交試驗，最終得出在固液比1∶7、功率密度0.6W/cm、時間5?min的條件下，醇法大豆?jié)饪s蛋白的吸油率可提高97.8%。

孟小波等[11]通過控制加熱溫度對醇法大豆?jié)饪s蛋白進(jìn)行改性。結(jié)果表明，加熱改性后醇法大豆?jié)饪s蛋白的溶解度由原來的5%左右提高到50%以上；凝膠性在150?℃加熱時有明顯改善，其凝膠硬度可達(dá)到400?g左右。

物理改性比較溫和安全、作用時間短、對蛋白質(zhì)的營養(yǎng)破壞性小，但物理改性的效果不是很明顯。

1.2 化學(xué)改性

化學(xué)改性的實質(zhì)是通過改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、靜電荷和疏水基團(tuán)分布，去除抗?fàn)I養(yǎng)因子，從而改善大豆蛋白的性質(zhì)。蛋白質(zhì)化學(xué)改性如酯化、酰化、糖基化和酸堿處理等。

例如，張彩猛[12]采用不同條件下酸處理醇法大豆?jié)饪s蛋白進(jìn)行改性，通過實驗得出蛋白質(zhì)功能性的改變與酸處理條件和溫度有關(guān)。據(jù)Wagner等[13]研究，酸處理會使大豆蛋白11S和7S構(gòu)象發(fā)生改變。11S球蛋白和7S在酸性環(huán)境中變性的時間不同，因此可通過控制酸處理時間，得到11S和7S變性程度不同的大豆蛋白。當(dāng)大豆蛋白從酸性回調(diào)時，回調(diào)時間的長短雖然不會對蛋白變性程度產(chǎn)生影響，但對蛋白溶解度影響很大。另據(jù)前人研究，保持蛋白在等電點較長時間會使酸變性蛋白聚集體不溶性增強，從而降低蛋白溶解度[13-16]。

諶卉等[17]采用高堿性條件下處理醇法大豆?jié)饪s蛋白再經(jīng)過高壓均質(zhì)和閃蒸改性，結(jié)果表明，醇法大豆?jié)饪s蛋白在高堿性條件下溶出，溶解度明顯增加，乳化性和凝膠性等功能特性也有不同程度的改善。

化學(xué)改性效果較為顯著、成本較低，但是由于安全性的考慮，多用于基礎(chǔ)理論研究的分析手段。

1.3 酶改性

大豆蛋白通過加入酶制劑，在特定的溫度和pH值下利用蛋白酶的內(nèi)切及外切作用將蛋白分子切割成較小的分子，可以改變蛋白質(zhì)的溶解性、乳化性等功能性質(zhì)，提高其營養(yǎng)價值[18-19]。孫冰玉等[20]采用木瓜蛋白酶對醇法大豆?jié)饪s蛋白進(jìn)行改性，通過實驗得到的改性蛋白比未改性蛋白乳化能力提高了3.8倍，乳化穩(wěn)定性提高了3.9倍。

酶制劑在食品工業(yè)中的應(yīng)用效果顯著并且安全可靠，也不破壞氨基酸結(jié)構(gòu)，但是動物酶制劑和植物酶制劑價格較為昂貴，目前比較看好的微生物酶制劑價格低廉、來源廣泛、效果顯著。

1.4 生物工程改性

通過基因工程或選育優(yōu)良野生品種也可改善大豆蛋白的功能和營養(yǎng)[21]。通過蛋白質(zhì)工程對11S球蛋白亞基基因進(jìn)行修正，使新產(chǎn)品的大豆蛋白的乳化力提高130%～215%[22]。目前，對于改變基因的食品爭議性比較大。

1.5 復(fù)合改性

復(fù)合改性是指利用兩種以上的改性方法對濃縮蛋白進(jìn)行改性。武玉娟等[23]在熱、剪切和弱堿條件下對醇法濃縮蛋白的改性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，大豆?jié)饪s蛋白經(jīng)過改性后能提高醇法大豆?jié)饪s蛋白的溶解性和乳化性。

如果酶改性結(jié)合物理改性、化學(xué)改性等的復(fù)合改性，將是大豆蛋白改性的發(fā)展趨勢。

2 改性醇法大豆?jié)饪s蛋白在肉制品中的應(yīng)用

在肉制品加工中添加大豆蛋白被認(rèn)為是純天然成分的添加，原因如下：1）在肉制品中添加醇法大豆?jié)饪s蛋白，能提高蛋白質(zhì)的含量，與肉類蛋白形成蛋白質(zhì)互補，提升蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值；2）利用大豆?jié)饪s蛋白的功能性提高肉制品的品質(zhì)和風(fēng)味。大豆?jié)饪s蛋白的親水親油性，使其水油界面張力降低，形成穩(wěn)定的均勻乳化系統(tǒng)。大豆蛋白還具有良好的結(jié)合性，可以親和肉汁，防止肉制品中脂肪的離析，從而減小蒸煮損失和收縮率，提高肉制品的凝膠強度、彈性和切面感官等指標(biāo)；3）大豆蛋白是性價比最高的蛋白質(zhì)[24-28]。

2.1 改性醇法大豆?jié)饪s蛋白在肉制品中的添加方法

在肉制品中，改性醇法大豆?jié)饪s蛋白與大豆?jié)饪s蛋白的添加方法相同，主要有水化法、干法、注入法、乳化法和復(fù)水脫腥法等。注入法是先將大豆?jié)饪s蛋白溶于腌漬液中，隨腌漬液一起注入生鮮肉中。干法是將大豆?jié)饪s蛋白干粉先于脂肪加入肉制品中。水化法是大豆?jié)饪s蛋白加入肉制品之前先配制成一定濃度的水溶液[29]。肉制品加工時，也可以在添加脂肪的同時加入干粉狀濃縮蛋白，主要是由于醇法大豆?jié)饪s蛋白具有耐鹽性，這樣既有助于提高鹽溶性蛋白的萃取，又可省去附水或斬膠等工藝，有利于經(jīng)濟(jì)效益的提高[30-31]。

2.2 改性醇法大豆?jié)饪s蛋白在香腸中的應(yīng)用

在香腸中添加適量的大豆?jié)饪s蛋白可以得到風(fēng)味和品質(zhì)更佳的產(chǎn)品，主要原因如下：1）大豆?jié)饪s蛋白在低脂肪、高水分的乳液中更能發(fā)揮出其特性；2）香腸產(chǎn)品的總體可接受性隨蛋白質(zhì)含量的增加而提高；3）添加了大豆?jié)饪s蛋白的產(chǎn)品在多汁性和感官質(zhì)構(gòu)上和普通產(chǎn)品沒有明顯差異，但大豆?jié)饪s蛋白乳液導(dǎo)致的熱收縮略優(yōu)于普通產(chǎn)品[28]。

2.3 改性醇法大豆?jié)饪s蛋白在火腿腸中的應(yīng)用

婁巍等[32]通過在火腿腸配方中添加不同量的改性醇法大豆?jié)饪s蛋白、未改性的醇法大豆?jié)饪s蛋白和大豆分離蛋白考察改性醇法大豆?jié)饪s蛋白在肉制品中的添加效果經(jīng)實驗得出添加改性醇法大豆?jié)饪s蛋白的火腿腸表現(xiàn)出良好的蒸煮率、持水性以及硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性。添加效果與加入大豆分離蛋白相似，比添加未改性的醇法大豆?jié)饪s蛋白的效果有大幅度提高。

宋宏哲等[33]對醇法功能性大豆?jié)饪s蛋白和大豆分離蛋白在肉制品中應(yīng)用的對比實驗進(jìn)行研究分析。以等量的醇法功能性大豆?jié)饪s蛋白和大豆分離蛋白添加于相同配方的火腿中進(jìn)行感官評定和質(zhì)構(gòu)分析，以加入相同蛋白質(zhì)含量的醇法功能性大豆?jié)饪s蛋白和大豆分離蛋白，并相應(yīng)調(diào)整輔料的比例，進(jìn)行肉制品組織結(jié)構(gòu)分析，出品率和成本分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，醇法功能性大豆?jié)饪s蛋白具有優(yōu)良的持水持油性、乳化性以及凝膠性，可以提高肉制品的組織結(jié)構(gòu)特性，并降低生產(chǎn)成本，且價格低廉，是一種性價比很高的大豆蛋白產(chǎn)品。

2.4 改性醇法大豆?jié)饪s蛋白在火腿罐頭中的應(yīng)用

王劉劉等[34]在火腿罐頭加工中添加1%大豆?jié)饪s蛋白粉比未添加大豆?jié)饪s蛋白粉的罐頭具有更好的彈性、持水性、吸油性和切片性，并且罐頭的感官和理化指標(biāo)都達(dá)到了部頒標(biāo)準(zhǔn)。婁巍等[24]研究認(rèn)為改性的醇法大豆?jié)饪s蛋白添加于火腿罐頭中效果更好，部分產(chǎn)品的功能性甚至要好于大豆分離蛋白。

2.5 改性醇法大豆?jié)饪s蛋白在肉灌制品中的應(yīng)用

經(jīng)過超聲改性的醇法大豆?jié)饪s蛋白具有良好的凝膠性和乳化性，可以代替大豆分離蛋白應(yīng)用于肉灌制品中，提高肉制品的保水和保油性。改性的大豆?jié)饪s蛋白其添加量可以達(dá)到4%左右，大大降低了肉灌制品的生產(chǎn)成本[35]。

3 結(jié)?論

大豆?jié)饪s蛋白的提取方法中醇法明顯優(yōu)于其他方法，是一種綠色無污染的生產(chǎn)技術(shù)，但功能性不好，影響其應(yīng)用。通過物理、化學(xué)、酶法、基因工程等方法對醇法大豆?jié)饪s蛋白進(jìn)行改性，改性后醇法大豆?jié)饪s蛋白的功能性明顯提高。醇法大豆?jié)饪s蛋白經(jīng)改性后具有優(yōu)良的功能性，稱之為功能性醇法大豆?jié)饪s蛋白，可以應(yīng)用于肉制品中，它能夠保留或乳化肉制品中的脂肪，結(jié)合水分，并改進(jìn)組織，提高肉制品的硬度、彈性、咀嚼性等特性，增強肉感，提升產(chǎn)品質(zhì)量，并可提高出品率、降低成本，是一種性價比很高的大豆蛋白產(chǎn)品[36-38]。

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