大豆分離蛋白在肉制品中的應(yīng)用研究*

劉靜雪，梁雪寒，張國(guó)旗，李鳳林

（1.吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院 食品工程學(xué)院，吉林 吉林 132101；2.吉林省釀造技術(shù)科技創(chuàng)新中心，吉林 吉林 132101；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部國(guó)家糖料加工技術(shù)研發(fā)分中心，吉林 吉林 132101）

大豆分離蛋白是一種高純度的植物蛋白產(chǎn)品，它主要通過蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)附近發(fā)生聚沉現(xiàn)象并經(jīng)過溶解、分離、沉淀等工藝提取而成。 大豆分離蛋白中蛋白質(zhì)含量約達(dá)到90%左右（干基），按照溶解特性劃分主要有清蛋白和球蛋白兩種， 其中球蛋白因加酸至等電點(diǎn)時(shí)易析出沉淀，故又名酸沉蛋白，而清蛋白則稱為非酸沉蛋白[1]。 大豆蛋白中含有賴氨酸、色氨酸、 苯丙氨酸及甲硫氨酸等人體所必需的8 種氨基酸，也含有少量的鎂、鋅、銅等。大豆分離蛋白根據(jù)沉降速度可分為 2S、7S、11S、15S， 其中 7S 和 11S是大豆分離蛋白的主要成分[2]。

大豆分離蛋白不僅具有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值， 還具有溶解性、乳化性、保水性、凝膠性等多種功能特性[3]。近年來， 大豆分離蛋白因其較高的蛋白質(zhì)含量和優(yōu)良的功能特性，作為乳化劑、穩(wěn)定劑等被廣泛地應(yīng)用在肉制品的生產(chǎn)過程中， 進(jìn)而達(dá)到改善加工肉制品的營(yíng)養(yǎng)配比、質(zhì)地結(jié)構(gòu)、口感風(fēng)味等目的，提高肉制品的質(zhì)量[4]。 本文對(duì)大豆分離蛋白的主要制備方法、功能特性、 加工方法及在肉制品中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述，并對(duì)大豆分離蛋白的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

1 大豆分離蛋白的主要制備方法

1.1 堿提酸沉法

堿提酸沉法首先是將低溫脫脂豆粕中的蛋白質(zhì)浸于稀堿溶液中， 采用離心分離的方法除去其余不溶性物質(zhì)，從而將蛋白質(zhì)成分提取出來。 其次，利用酸將提取液的pH 調(diào)節(jié)至蛋白質(zhì)等電點(diǎn)， 使蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)析出，經(jīng)過分離得到蛋白質(zhì)沉淀物，再經(jīng)洗滌、中和、噴霧干燥等工藝得到大豆分離蛋白[5]。

1.2 離子交換法

離子交換法的制備原理基本與堿提酸沉法一致，不同的是其利用離子交換來調(diào)節(jié)pH 值，從而達(dá)到使蛋白質(zhì)析出的目的。 這種方法制備的大豆分離蛋白純度相對(duì)較高，但生產(chǎn)周期較長(zhǎng)[6]。

1.3 超過濾法

超過濾技術(shù)是一種能使大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)等達(dá)到濃縮、分離、凈化的目的，其以壓力差為動(dòng)力，使小于口徑的物質(zhì)順利通過高分子半透膜，反之，大于口徑的物質(zhì)則不能通過高分子半透膜， 從而使蛋白質(zhì)與其他物質(zhì)達(dá)到分離的目的[7]。 此技術(shù)不需要經(jīng)過酸沉淀、中和等工序，得到的產(chǎn)品不僅質(zhì)量較高，且在一定程度上實(shí)現(xiàn)了綠色生產(chǎn)。

2 大豆分離蛋白的主要功能特性

2.1 吸水性與保水性

大豆分離蛋白不僅對(duì)水有吸附作用， 而且在加工過程中還有保持水分的能力。 當(dāng)在肉糜中添加大豆分離蛋白時(shí)，在受熱條件下，蛋白質(zhì)與水分子充分接觸，發(fā)生水化作用，大量水分子將蛋白質(zhì)包裹住，使蛋白質(zhì)分子表現(xiàn)出一定的保水性[8]。 影響吸水性和保水性的因素有很多，如：pH、溫度、鹽濃度等。 當(dāng)鹽濃度較高時(shí)，能夠提高蛋白質(zhì)的吸水能力，但蛋白質(zhì)的保水能力將變?nèi)酰?進(jìn)而不能保持肉制品較好的持水性能，使肉制品不能呈現(xiàn)良好的口感和風(fēng)味。

2.2 乳化性

乳化性是指大豆分離蛋白能夠幫助油和水形成穩(wěn)定乳液的性能， 對(duì)脂肪乳化的形成和穩(wěn)定有積極的促進(jìn)作用。大豆分離蛋白組分中的7S 比11S 的乳化性能更好。大豆分離蛋白作為一種表面活性劑，具有親水結(jié)構(gòu)和親油結(jié)構(gòu)，因此，其既能降低油和水界面的表面張力，又能降低水和空氣的表面張力，進(jìn)而形成穩(wěn)定的乳化液。之所以乳化液有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，是因?yàn)榫奂谟偷伪砻娴牡鞍踪|(zhì)能夠穩(wěn)定被乳化了的油滴，從而形成了保護(hù)層，防止乳化穩(wěn)定的狀態(tài)被破壞[9]。 一般而言，大豆分離蛋白的乳化性與鹽濃度、pH、電離強(qiáng)度等密切相關(guān)，在較低的鹽濃度及較高的pH 的環(huán)境條件下其乳化能力更強(qiáng)。

2.3 凝膠性

凝膠性是指大豆蛋白質(zhì)能聚集形成膠體狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的性能，已經(jīng)廣泛用于肉制品加工中，能夠增加肉的咀嚼性，提高肉制品的彈性和黏性。大豆分離蛋白組分中7S 和11S 均具有凝膠性能，但11S 的凝膠能力強(qiáng)于7S 的凝膠能力， 組織結(jié)構(gòu)更具有韌性，這主要是由于7S 和11S 組分中的基團(tuán)和肽鏈含量不同[10]。此外，pH、溫度、蛋白質(zhì)濃度等因素對(duì)蛋白質(zhì)凝膠結(jié)構(gòu)的形成有重要的作用，其中，蛋白質(zhì)濃度是凝膠結(jié)構(gòu)能否形成的關(guān)鍵因素， 只有在蛋白質(zhì)分散物的含量達(dá)到8%以上，才能形成凝膠硬質(zhì)。

2.4 吸油性

大豆分離蛋白的吸油性主要表現(xiàn)為既能促進(jìn)脂肪的吸收，又能控制脂肪的吸收，從而能夠保持肉制品在加工過程中脂肪及湯汁的流失。 若肉制品中加入大豆分離蛋白，會(huì)形成穩(wěn)定的乳狀液和凝膠基質(zhì)，對(duì)脂肪向表面流動(dòng)起到抑制作用， 有利于保持肉制品的形態(tài)[11]。采用烘焙、煎炸等工藝對(duì)肉制品進(jìn)行加工時(shí)，大豆分離蛋白中的蛋白質(zhì)受熱發(fā)生變性，從而在烹飪產(chǎn)品表面形成油層， 控制脂肪的過量吸收攝入。 吸油性的能力受蛋白質(zhì)的含量、pH 值等因素影響，蛋白質(zhì)含量越高，吸油能力越強(qiáng)；pH 越高，吸油能力越弱。

2.5 起泡性

起泡性是指大豆分離蛋白在加工過程中的體積增加率，能夠使肉制品產(chǎn)生疏松的結(jié)構(gòu)，口感更為細(xì)膩。 當(dāng)肉制品在烹飪加工時(shí)，會(huì)使大量的氣體進(jìn)入，從而形成空氣和水的界面，此時(shí)，蛋白質(zhì)分子會(huì)吸附到界面上，從而降低了空氣與水的表面張力[12]。 另外，形成的泡沫更加穩(wěn)定且不易合并，這主要是由于蛋白質(zhì)分子中的肽鏈相互作用形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有較好的穩(wěn)定性能。大豆分離蛋白的起泡性與溶液的濃度、pH、溫度等有關(guān)，良好的起泡性能夠提供肉制品更好的食用品質(zhì)。

2.6 其它功能特性

大豆分離蛋白還具有粘性、調(diào)色性、溶解性、抗氧化活性、抑菌性等功能特性，在肉制品中添加大豆分離蛋白時(shí)， 不僅能賦予肉制品良好的口感和組織狀態(tài)，還能夠提高肉制品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[13]。粘性是指液體流動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出來的內(nèi)摩擦， 與肉制品的物性有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)。大豆分離蛋白的粘度與pH、溫度、酸堿處理、蛋白質(zhì)分子含量等相關(guān)，它們可以影響蛋白質(zhì)分子的形態(tài)結(jié)構(gòu)、粘度等。 在豆制品中，大豆分離蛋白的粘度最高且隨著蛋白質(zhì)濃度的增加而升高。 調(diào)色性是指大豆分離蛋白對(duì)肉制品色澤的調(diào)節(jié)， 具有增色作用。 大豆分離蛋白的溶解性受加工條件、pH、溫度等影響，溶解性好的蛋白質(zhì)其乳化性、凝膠性等功能特性也會(huì)更好，同時(shí)更利于肉制品的加工。由于大豆分離蛋白中的賴氨酸含量較高， 易與還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，故生成的產(chǎn)物具有較高的抗氧化能力，因此， 大豆分離蛋白表現(xiàn)出一定的抗氧化活性。 此外， 大豆分離蛋白中的7S 能夠抵抗細(xì)胞的感染，具有一定的抗菌性。

3 大豆分離蛋白在肉制品中的加工方法

3.1 注入法

注入法是指將大豆分離蛋白溶于鹽水或者腌漬液中，灌入注射器中，采用注射的方式使其浸入到肉制品中，并均勻分布，口感更好。

3.2 干法

干法是指將大豆分離蛋白直接作為輔料加入到肉制品的加工中，在斬拌、滾揉、攪拌等工序開始時(shí)均勻加入大豆分離蛋白。

3.3 水化法

水化法主要是指將大豆分離蛋白與水充分混合，大豆分離蛋白和水的比例約為1∶4，配制成蛋白質(zhì)含量為18%的溶液備用。

4 大豆分離蛋白在肉制品的應(yīng)用現(xiàn)狀

4.1 在塊狀肉制品中的應(yīng)用

塊狀肉是指塊狀或大塊的肉制品，如鹽水火腿、牛肉干等。 此類肉制品在加工制作中通常采用注射和滾揉的方式在鹽水或腌漬液中加入大豆分離蛋白，使其能夠均勻的分布并浸入到肌肉組織中，與鹽溶性肉蛋白協(xié)同保持肉制品的完整性和塊狀的形態(tài)，同時(shí)能夠提高20%的出品率且能大大縮短腌漬肉的時(shí)間，使肉制品浸透完全。肉制品加工時(shí)主要利用大豆分離蛋白的保水性和凝膠性來改善肉制品質(zhì)地和形態(tài)，進(jìn)而提高肉制品風(fēng)味和口感。 王劉劉[14]、Gao 等[15]研究表明，大豆分離蛋白對(duì)提高火腿罐頭的品質(zhì)有積極的促進(jìn)效果，能顯著提高產(chǎn)品的彈性、保水性及吸油性等[16]。 Parks、Lin[17]等研究表明大豆分離蛋白能使肉制品的乳化穩(wěn)定能力得到明顯提升，且若在動(dòng)物蛋白中添加一定量的大豆分離蛋白，可顯著提高肉制品的凝膠性，有利于機(jī)體消化吸收。

4.2 在碎肉制品中的應(yīng)用

碎肉制品主要指丸子、餃子、肉餡、肉糜等，通常采用干法將大豆分離蛋白添加到攪拌等工序中，且這類制品中大豆分離蛋白的添加量一般較少。 碎肉制品制作時(shí)一般采用煎、炸、蒸、煮等方式，利用大豆分離蛋白的吸油性及吸水性， 改善碎肉制品的口感和形態(tài)，減少游離脂肪的析出，降低碎肉制品的蒸煮損失并提高產(chǎn)品得率。 Comer 等[18]研究發(fā)現(xiàn)大豆分離蛋白對(duì)碎肉制品的乳化穩(wěn)定性和產(chǎn)品得率有提高作用，但不能較好的保持碎肉制品的組織結(jié)構(gòu)。羅通彪等[19]發(fā)現(xiàn)大豆分離蛋白添加至碎肉制品中不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)可以豐富蛋白質(zhì)的種類，降低生產(chǎn)成本。

4.3 在仿肉制品中的應(yīng)用

仿肉制品是指利用大豆分離蛋白制作各種仿真肉的產(chǎn)品，如素牛肉、植物素肉等，這些產(chǎn)品中沒有肉的存在，卻有著肉制品的風(fēng)味口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。它們具有蛋白質(zhì)含量高、脂肪低、零膽固醇等優(yōu)點(diǎn)。 印韻芝等[20]在鈣離子作用下，利用海藻酸鈉和大豆分離蛋白制成了具有獨(dú)特風(fēng)味的大豆蛋白仿肉制品。陳文麟等[21]研究發(fā)現(xiàn)pH 對(duì)大豆蛋白仿肉制品的質(zhì)量有較大影響。 孟祥晨等[22]發(fā)現(xiàn)在仿肉制品生產(chǎn)工藝中，大豆分離蛋白可替代30%的鮮肉。鄧秀蝶等[23]研究發(fā)現(xiàn)利用大豆分離蛋白代替豬肉可以顯著提高速凍肉餅的質(zhì)構(gòu)特性，同時(shí)脂肪含量有一定減少。

4.4 在乳化類肉制品中的應(yīng)用

乳化類肉制品是指火腿腸、肉糜香腸等，添加大豆分離蛋白主要是利用吸水性及吸油性的功能特性，并與鹽溶性肉蛋白構(gòu)建相對(duì)穩(wěn)定的乳化系統(tǒng)。在保持產(chǎn)品質(zhì)量的前提下， 添加一定量的大豆分離蛋白，可提高肉制品的出品率且增加蛋白質(zhì)的含量。研究發(fā)現(xiàn)， 添加大豆分離蛋白的火腿腸比不添加大豆分離蛋白的火腿腸的感官形狀更好， 蒸煮損失程度低，肉更加鮮嫩多汁。張治良等[24]在制作三明治火腿時(shí)加入大豆分離蛋白， 產(chǎn)品層次分明且呈現(xiàn)鮮明的紅色。 此外，馬宇翔等[25]研究表明在添加2%～3%的大豆分離蛋白時(shí)，火腿腸的質(zhì)構(gòu)特性較佳，其硬度、彈性等得到顯著提高。

5 展望

大豆分離蛋白作為一種植物性蛋白的添加劑，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品加工中，尤其是肉制品行業(yè)。大豆分離蛋白既可以替代一部分鮮肉加入到產(chǎn)品的制作中，又可以利用其功能特性加入到肉制品中，以達(dá)到改善肉制品質(zhì)構(gòu)、品質(zhì)、提升營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等目的，滿足人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)健康產(chǎn)品的需求?？梢?，大豆分離蛋白在綠色、營(yíng)養(yǎng)、健康的肉制品市場(chǎng)中發(fā)展前景廣闊，發(fā)揮著重要的作用。但是，目前我國(guó)大豆分離蛋白應(yīng)用仍處于初級(jí)階段， 與國(guó)外大豆分離蛋白產(chǎn)品的應(yīng)用與開發(fā)還存在一定的差距， 大豆分離蛋白的功能特性未得到充分的挖掘，開發(fā)的產(chǎn)品種類相對(duì)單一，未形成規(guī)?；a(chǎn)。因此，為了讓大豆分離蛋白的功能特性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值在肉制品中有更加深入的應(yīng)用，需要不斷地加強(qiáng)科學(xué)研究， 大力引進(jìn)新型技術(shù)和設(shè)備，以獲得具有高純度、多用途的大豆分離蛋白。 隨著大豆分離蛋白的廣泛而深入的研究， 相信大豆分離蛋白在肉制品行業(yè)會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)全新的面貌， 推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。