豆?jié){前處理工藝對大豆蛋白凝膠性的影響

高長城，張莉弘，李可人，吳瓊，鄒險峰，于淑艷，*

（1.長春大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品深加工省重點實驗室，吉林長春130022；2.吉林省食品檢驗所，吉林長春130103）

豆?jié){前處理工藝對大豆蛋白凝膠性的影響

高長城1，張莉弘1，李可人2，吳瓊1，鄒險峰1，于淑艷1，*

（1.長春大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品深加工省重點實驗室，吉林長春130022；2.吉林省食品檢驗所，吉林長春130103）

以乳化穩(wěn)定性和凝膠強度為指標，通過單因素和正交試驗，探討料水比、熱處理時間、均質(zhì)壓力、乳化劑等對大豆蛋白凝膠性的影響。結(jié)果表明：料水比1∶7 g/mL，熱處理溫度90℃，時間10 min，單甘酯添加量0.75%，均質(zhì)壓力20 MPa時，凝膠強度為44.691 g，對大豆蛋白凝膠形成的阻礙作用較小。

豆?jié){；凝膠性；乳化穩(wěn)定性；正交試驗

大豆蛋白質(zhì)是優(yōu)質(zhì)的植物蛋白質(zhì)，不僅營養(yǎng)價值較高，還具有許多功能特性。大豆蛋白質(zhì)的凝膠性是指其在一定條件下可形成凝膠結(jié)構(gòu)的特性［1］。蛋白質(zhì)凝膠形成，需蛋白質(zhì)部分變性，使蛋白質(zhì)分子伸展，以利于分子間形成更多相互作用，從而形成一定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，鎖住水分。影響蛋白質(zhì)凝膠形成因素有：蛋白質(zhì)組成、蛋白質(zhì)濃度、pH、離子強度、成膠溫度或時間等［2］。

方便豆腐腦粉是具有凝膠性的速溶豆粉，在其生產(chǎn)過程中，影響其凝膠性的因素較多，其中豆?jié){前處理中的工藝條件，如磨漿的料水比、熱處理時間、均質(zhì)壓力、乳化劑等不僅影響著豆?jié){的乳化穩(wěn)定性，對后期產(chǎn)品凝膠的形成也起著重要的作用。本實驗通過單因素和正交試驗，在保證豆?jié){乳化穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，對豆?jié){前處理階段影響大豆蛋白凝膠強度的主要因素進行分析，盡可能減小阻礙凝膠形成的因素影響，為后期生產(chǎn)凝膠性較好的方便豆腐腦粉提供參考。

1　材料與方法

1.1儀器與材料

UV-2550紫外可見分光光度計：日本島津；FA2204B電子天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；TA XTplus物性測試儀：英國SMS公司；8011S-1L高速組織搗碎機：Waring公司。

AH100D納米超高壓均質(zhì)機：加拿大；LD4-2A臺式離心機：北京京立離心機有限公司；JCT-DFJ35型果蔬彩色豆腐機：上海超通食品包裝機械制造有限公司；M-80膠體磨：廊坊通用機械廠；DK—98—IIA數(shù)顯恒溫水浴鍋：天津泰斯特儀器有限公司。

大豆，市售；葡萄糖酸內(nèi)酯、單甘酯均為食品級。

1.2方法

1.2.1凝膠強度測定

物性儀TA XTplus（英國），探頭：P/0.5；測前速度：1.00 mm/s；測試速度：0.5 mm/s；測后速度：10 mm/s；模式距離：20.000mm；檢測溫度為室溫。

1.2.2豆?jié){乳化穩(wěn)定性的測定

將經(jīng)過熱處理、加入單甘酯的豆?jié){均質(zhì)后，用蒸餾水稀釋30倍，離心5 min，離心機轉(zhuǎn)數(shù)：4 000 r/min，在785 nm波長下測定離心前后的吸光度A。豆?jié){的穩(wěn)定性：R=A2/A1式中，R為穩(wěn)定性系數(shù)；A2為離心后的吸光度；A1為離心前的吸光度。R值≤1，R值越大，說明豆?jié){的穩(wěn)定性越好，乳化效果越好［3］。

1.2.3試驗設(shè)計

將在常溫下浸泡好的大豆，以不同料水比進行磨漿，將豆?jié){在90℃進行不同時間的熱處理，冷至65℃～70℃加入單甘酯，用高速組織搗碎機充分混勻后進行均質(zhì)，按豆?jié){質(zhì)量的0.35%添加葡萄糖酸內(nèi)酯，90℃保溫10 min，冷卻至常溫，用物性儀測定凝膠強度。

按料水比、熱處理時間、單甘酯添加量、均質(zhì)壓力進行單因素試驗，在單因素試驗的基礎(chǔ)上進行正交試驗，考察各因素對大豆蛋白凝膠強度的影響。

2　結(jié)果與分析

2.1單因素試驗

2.1.1料水比對大豆蛋白凝膠強度和穩(wěn)定性的影響

將浸泡好的大豆按料水比1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、1∶10 g/mL進行磨漿，除渣后，將豆?jié){加熱到90℃，保溫10 min，冷至65℃～70℃，分別按0.5%加入單甘酯，用高速組織搗碎機充分混勻后，在20 MPa進行均質(zhì)，然后分別按0.35%加入葡萄糖酸內(nèi)酯，90℃保溫10 min。實驗結(jié)果見圖1。

圖1　料水比對大豆蛋白凝膠強度和穩(wěn)定性的影響Fig.1Effect of the ratio of water on the soy protein gel properties and emulsion stability

由圖1可以看出，凝膠強度在料水比1∶7 g/mL時最高，隨著料水比的增大，凝膠強度逐漸降低。這是隨著料水比的增大，豆?jié){中的蛋白質(zhì)含量逐漸降低，影響著凝膠強度逐漸降低。R值在料水比1∶7 g/mL時最高，穩(wěn)定性最好。因此選擇料水比1∶6、1∶7、1∶8 g/mL為正交因素水平。

2.1.2熱處理時間對大豆蛋白凝膠強度和穩(wěn)定性的影響

將浸泡好的大豆按料水比1∶7 g/mL進行磨漿，除渣后，將豆?jié){加熱到90℃，分別保溫5、10、15、20、25 min，冷至65℃～70℃，分別按0.5%加入單甘酯，用高速組織搗碎機充分混勻后，在20 MPa進行均質(zhì)，然后分別按0.35%加入葡萄糖酸內(nèi)酯，90℃保溫10 min。實驗結(jié)果見圖2。

圖2　熱處理時間對大豆蛋白凝膠強度和穩(wěn)定性的影響Fig.2Effect of the heat treatment time on the soy protein gel properties and emulsion stability

由圖2可以看出，凝膠強度隨加熱時間增加而逐漸增高，在加熱15 min后，凝膠強度有所降低。這是由于加熱時間過長，蛋白上的巰基被氧化，可形成分子間的二硫鍵減少，因此凝膠強度降低［4］。R值在加熱10 min時最高，隨著加熱時間增加逐漸降低。從保證食品安全、蛋白適度變性以及獲得較好的乳化穩(wěn)定性考慮，選擇熱處理時間10、15、20 min為正交因素水平。

2.1.3單甘酯添加量對大豆蛋白凝膠強度和穩(wěn)定性的影響

將浸泡好的大豆按料水比1∶7 g/mL進行磨漿，除渣后，將豆?jié){加熱到90℃，保溫10 min，冷至65℃～70℃，分別按0.25、0.5、0.75、1.0、1.25%加入單甘酯，用高速組織搗碎機充分混勻后，在20 MPa進行均質(zhì)，然后分別按0.35%加入葡萄糖酸內(nèi)酯，90℃保溫10 min。實驗結(jié)果見圖3。

圖3　單甘酯添加量對大豆蛋白凝膠強度和穩(wěn)定性的影響Fig.3Effect of the amount of monoglycerides on the soy protein gel properties and emulsion stability

單甘酯由于既包含親油基團又包含親水基團，在豆?jié){體系中會按其分子內(nèi)極性發(fā)生定向排列，從而能降低油水的界面張力，并且可以形成提高脂肪顆粒的擴散性、阻止或減緩脂肪分離和使液滴在相互碰撞中不易聚結(jié)的界面膜，從而防止脂肪上浮，達到穩(wěn)定的效果［5］，但乳化劑的加入確實會對凝膠的形成產(chǎn)生一定的影響［3］。

由圖3可以看出，單甘酯添加量在0.5%時，凝膠強度和R值最高，說明對凝膠的形成阻礙作用最小，穩(wěn)定性最好。因此選擇單甘酯添加量0.25%、0.5%、0.75%為正交因素水平。

2.1.4均質(zhì)壓力對大豆蛋白凝膠強度和穩(wěn)定性的影響

將浸泡好的大豆按料水比1∶7 g/mL進行磨漿，除渣后，將豆?jié){加熱到90℃，保溫10 min，冷至65℃～70℃，分別按0.5%加入單甘酯，用高速組織搗碎機充分混勻后，選擇20、30、40、50、60 MPa進行均質(zhì)，然后分別按0.35%加入葡萄糖酸內(nèi)酯，90℃保溫10 min。實驗結(jié)果見圖4。

圖4　均質(zhì)壓力對大豆蛋白凝膠強度和穩(wěn)定性的影響Fig.4Effect of the homogeneous pressure on the soy protein gel properties and emulsion stability

由圖4可以看出，凝膠強度隨均質(zhì)壓力增高逐漸降低，說明均質(zhì)壓力增高對凝膠的形成有較大的阻礙。R值在均質(zhì)壓力30 MPa時較高，隨著壓力增高，其穩(wěn)定性也逐漸降低，因此選擇均質(zhì)壓力20、30、40 MPa為正交因素水平。

2.2正交試驗

根據(jù)單因素試驗，確定正交試驗因素水平見表1，正交試驗設(shè)計及結(jié)果見表2。

表1　正交試驗因素水平表Table 1Factors and levels for orthogonal array design

表2　正交試驗結(jié)果表Table 2Results of the orthogonal test

由表2可看出，各因素對大豆蛋白凝膠強度影響的順序為，料水比＞單甘酯添加量＞熱處理時間＞均質(zhì)壓力＞，最佳因素為A2B1C3D1，即料水比1∶7 g/mL，熱處理時間10 min，單甘酯添加量0.75%，均質(zhì)壓力20 MPa。

各因素對R值影響的順序為，均質(zhì)壓力＞熱處理時間＞料水比＞單甘酯添加量，最佳因素為A2B3C3D1。即料水比1∶7 g/mL，熱處理時間20 min，單甘酯添加量0.75%，均質(zhì)壓力20 MPa。

在方便豆腐腦粉生產(chǎn)中，豆?jié){前處理工藝是加工的重要環(huán)節(jié)。本實驗在保證豆?jié){乳化穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，盡可能減少豆?jié){前處理階段對大豆蛋白凝膠的形成產(chǎn)生阻礙，以保證噴霧干燥后的產(chǎn)品有較好的凝膠性。綜合考慮，確定豆?jié){前處理工藝為：料水比1∶7g/mL，熱處理溫度90℃，時間10 min，單甘酯添加量0.75%，均質(zhì)壓力20 MPa。在此條件下做驗證實驗，3次平行實驗取平均值，凝膠強度為44.691 g，R值為0.956。

3　結(jié)論

通過單因素和正交試驗，綜合考慮，優(yōu)化豆?jié){前處理工藝條件為：料水比1∶7g/mL，熱處理溫度90℃，時間10 min，單甘酯添加量0.75%，均質(zhì)壓力20 MPa。在此條件下，凝膠強度為44.691 g，豆?jié){的乳化穩(wěn)定性較好，對豆?jié){前處理階段大豆蛋白凝膠阻礙較小，為方便豆腐腦粉加工生產(chǎn)提供了參考。

［1］趙晉府．食品工藝學(xué)［M］．北京：中國輕工業(yè)出版社，2013：482

［2］田其英．兩種干燥方式對大豆分離蛋白凝膠強度影響［J］．糧食與油脂，2009（4）：18-19

［3］任媛媛．不同乳化劑對大豆蛋白質(zhì)凝膠特性的影響及乳化條件的優(yōu)化［J］．糧油加工，2005（3）：69-71

［4］任媛媛．即食豆腐腦加工工藝［D］．北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005：12

［5］朱偉光，汪立平，余駿．豆?jié){穩(wěn)定性工藝優(yōu)化的研究［J］．大豆科學(xué)，2009，28（5）：898-901

［6］李榮和．大豆深加工技術(shù)［M］．北京：中國輕工業(yè)出版社，2010：138

［7］石彥國．大豆制品工藝學(xué)［M］．北京：中國輕工業(yè)出版社，1993：116

Effect of Soya-bean Milk Pretreatment on Soy Protein Gel Properties

GAO Chang-cheng1，ZHANG Li-hong1，LI Ke-ren2，WU Qiong1，ZOU Xian-feng1，YU Shu-yan1，*
（1.Key Laboratory of Agricultural Products Processing，Changchun University，Changchun 130022，Jilin，China；2.Jilin Province Food Inspection Institute，Changchun 130103，Jilin，China）

Using emulsion stability and gel strength as indicator，through single factor and orthogonal experiment，the effect of the ratio of water，treatment time，homogeneous pressure and emulsifier on the soy protein gel properties were investigated.The results showed that water ratio was 1∶7 g/mL，heat treatment temperature was 90℃，treatment time was 10 min，the amount of monoglycerides was 0.75%and homogeneous pressure 20 MPa，the gel properties was 44.691 g and the effect on hinder the formation of soy protein gel was smaller.

soya-bean milk；gel properties；emulsion stability；orthogonal experiment

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.13.003

2014-07-18

長春市科技計劃項目（2013179）

高長城（1962—），男（漢），教授，本科，研究方向：大豆深加工。

于淑艷（1962—），女（漢），高級工程師，本科，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品深加工。