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大豆蛋白及其在面制品中的应用

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大豆蛋白是氨基酸平衡特性较好的一种植物性蛋白,富含人体所需的8种必需氨基酸,与世界卫生组织和世界粮农组织推荐的氨基酸组成基本相符;以蛋白质的可消化能力—修正氨基酸分数(PDCAAS)来表示蛋白质的质量时,大豆蛋白和动物蛋白是一样的;与动物蛋白相比,大豆蛋白对肾脏具有保健作用,以大豆蛋白代替动物蛋白,可以减少泌尿系统中钙的排泄量,1999年美国食品与药物管理局(FDA)认可了大豆蛋白可以降低胆固醇这一说法,近年来也有报道称,大豆蛋白具有降血脂、降血压、降血糖等保健功能。

小麦制粉过程去除了营养价值较高的麸皮和胚芽,仅保留了以淀粉为主要成分的胚乳,导致面制品的营养价值偏低。小麦粉中富含半胱氨酸和蛋氨酸,缺少赖氨酸,而大豆蛋白中赖氨酸含量相对较高,半胱氨酸和蛋氨酸含量较低,这正好形成互补。大豆粉中含有的脂肪氧合酶能与小麦粉中的胡萝卜素相互作用,使胡萝卜素颜色渐渐退去,从而对面制品起到增白的效果,同时脂肪氧合酶作用于脂肪产生的氢过氧化物还可将小麦面筋蛋白的-SH氧化成-S-S-,强化面筋蛋白的三维结构,增强面制品筋力。大豆蛋白具有持水性、凝胶性、吸油性等功能特性,可使面筋更加细腻而富有弹性,改善面制品的加工特性及感官性状。因此,在面制品中添加适量的大豆蛋白,既提高了面制品的营养价值,又可在一定程度上改善其品质。


大豆蛋白的分类 


大豆蛋白粉


大豆蛋白粉的种类很多,一般根据含脂量的不同将其分为脱脂大豆蛋白粉、低脂大豆蛋白粉和全脂大豆蛋白粉三类。


1、脱脂大豆蛋白粉


脱脂大豆蛋白粉主要是由脱脂豆粕粉碎得到,脂肪含量不超过1.0%,蛋白质含量在50%(以干基计,下同)以上,相对于其他大豆蛋白产品而言,其生产工艺简单、成本较低,并且富含人体所需的多种氨基酸、异黄酮、其他营养素及生物活性物质等。因此,脱脂大豆粉是食品工业最为理想的蛋白添加剂,广泛应用于肉制品、牛奶和鸡蛋的替代品、面包、蛋糕等食品中改善产品风味。


2、低脂大豆蛋白粉


低脂大豆蛋白粉是在自然水分含量下,用干法挤压大豆或者去皮大豆,然后立即通过一个横向的压榨机从全脂豆粕中将油脂分离而得到。低脂大豆蛋白粉的脂肪含量在5%左右,蛋白质含量一般在45%~50%,可作为食品原料应用于各种产品,尤其是在焙烤食品方面。此外,它还可以作为生产大豆组织蛋白的初始原料和谷物食品共同加工快餐食品的原料。


3、全脂大豆蛋白粉


全脂大豆蛋白粉是由脱皮大豆产品碾或磨制成的,因此它的组成和大豆子叶的组成相同,其脂肪含量约20%,蛋白质含量约40%,细度在80目以上。工业生产中为了消除大豆中天然存在的抗营养成分,并且使脂肪氧化酶产生的豆腥味最小化,全大豆在打磨前往往要经过热处理。食品工业中全脂大豆蛋白粉主要作为蛋白质增补剂、鸡蛋、牛奶的替代品等。


大豆浓缩蛋白


脱脂豆粉用pH为4.5的水浸提,或进行湿热处理后用水浸提,或用一定浓度的乙醇水溶液浸提,除去其中所含的可溶性低聚糖(胀气因子),最后得到的蛋白含量为65%~90%的产品就是大豆浓缩蛋白,工业上主要采用酸法和醇法来制备大豆浓缩蛋白。但是酸法制备的大豆浓缩蛋白有很多缺点,例如蛋白产率低、产品经常带有肥皂味等,而采用醇法制备能够克服上述缺点,因此,酸法逐渐被醇法代替。在食品加工方面,大豆浓缩蛋白可作为肉、蛋、奶制品的替代物以及哺乳动物饲料的原料等。


大豆分离蛋白


大豆分离蛋白是从低温豆粕中进一步去除所含的非蛋白质成分后得到的高纯度的大豆蛋白制品。相对于大豆浓缩蛋白,大豆分离蛋白不仅去除了可溶性多糖,而且也除去了不溶性糖类成分,因此其蛋白含量达90%以上。大豆分离蛋白在食品工业中主要应用于营养棒条食品、液体饮料、肉类食品、挤压谷物制品、减肥食品等。


大豆组织蛋白


大豆组织蛋白是以脱脂大豆蛋白粉、大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白等为原料,加入一定量的水分及食品添加剂等混合均匀后,经升温、加压、成型等机械或化学的方法改变蛋白质结构,使蛋白质分子之间整齐排列且具有相同方向的组织结构,同时膨化、凝固,形成纤维状的大豆蛋白制品。大豆组织蛋白具有类似于肉的纤维结构和咀嚼感,广泛应用于汤料、肉制品、仿肉制品以及替代肉脂肪来生产素食食品(如仿真鸡肉)等。



大豆蛋白在面制品中的应用 



在馒头中的应用


馒头营养价值较低,且蒸熟后保存期限一般不超过3d,而传统的低温保存又会使馒头的品质及感官评价显著下降。在馒头中适量添加大豆蛋白不仅能增加馒头的营养价值,而且可以提高馒头体积、感官品质、并延长货架期等,而过量添加又会使馒头的品质降低。高雪琴等人研究发现馒头中添加10%的大豆蛋白粉,可以增加馒头的体积,提高馒头的咀嚼感,改善馒头的内部品质,这说明适量加入活性大豆蛋白粉,通过脂肪氧合酶的过氧化,可以起到强化小麦面筋的作用。何雅蔷等人研究发现,小麦粉中添加3%的大豆分离蛋白粉,能够提高馒头的体积、比容以及综合评分,使馒头表面变得洁白、光滑、对称、有球形感,内部气孔细小均匀,弹性、韧性和黏性增加等。李亮亮等人研究发现,添加2%的大豆分离蛋白对冷冻馒头的淀粉回生有显著的改善效果,并延缓馒头贮藏过程中品质下降的趋势。相同条件下添加4%、6%大豆分离蛋白的两组馒头,碘呈色值接近或低于对照组(不添加大豆分离蛋白馒头组),这可能由于大豆分离蛋白的过量添加,大豆分离蛋白中的氢键与淀粉分子中的氢键存在部分交联,使可溶性的直链淀粉含量减少。尽管添加大豆蛋白能够提高馒头的综合品质,但是在馒头保鲜方面还没有取得类似效果,如果能克服这一瓶颈,相信大豆蛋白在馒头中的应用将会更加广泛。然而大豆蛋白粉中不含面筋蛋白,添加过量会有碍于面筋网络的形成。据国外报道,在面筋形成过程中,大豆蛋白与小麦醇溶蛋白以疏水方式结合,形成小麦醇溶蛋白—大豆蛋白—小麦谷蛋白复合体,这种复合体会导致馒头胀发困难、体积变小。



在面包中的应用


改革开放以来,面包逐步在中国流行开来。面包中适量添加大豆蛋白能提高面包营养以及感官品质、体积,改善面包风味、焙烤品质等。


大豆蛋白适量添加到被广泛食用的面包中,是提高人类健康的一个有效手段。为此Lvanovski等人在面包生产过程中以大豆蛋白粉和大豆分离蛋白分别替代20%和12%的小麦粉,以不添加大豆蛋白粉或者大豆分离蛋白的面包作为参照,然后由训练有素的评价小组进行感官评价。结果表明,添加大豆蛋白粉的面包与对照组在风味、质构、硬度等品质方面没有明显的差别,而添加大豆分离蛋白的面包整体品质较差,主要表现在质构和咀嚼感差、豆腥味大、硬度和粘滞性高等,这可能由于大豆分离蛋白中蛋白、大豆苷元、染料木素、异黄酮含量较高。因此,添加20%的大豆蛋白粉既能提高面包的蛋白含量,又不会影响面包的整体风味、质构等,具有良好的应用前景。


Alexis等人在面包中添加6%的大豆蛋白粉,面包的感官评价得分由40.2提高到52.2,并且在机体中对铁、钙、锌等矿物质的吸收不会产生负面影响,而添加6%的乳清蛋白能增加钙的吸收,却削弱了铁、锌的吸收。此外,添加乳清蛋白会导致面包中赖氨酸效价降低,如果同时加入大豆蛋白粉则可以缓解懒氨酸效价的流失。Shin等人以生、发芽、蒸煮、烤的大豆粉为主要原料制作面包,并对大豆面包的理化性质和感官性状进行了研究。研究结果表明大豆粉的预处理不仅可以提高面包的体积,而且可以缓解大豆面包的不良豆腥味。Maribel等人通过研究发芽和不发芽大豆制得的蛋白粉对面团流变特性及面包质量的影响,认为添加两种蛋白粉(添加量为0.5%、1.0%、1.5%)的面包的体积和颜色均得到了提高,而面包皮的颜色变化不大。添加大豆蛋白粉的面包质构评价结果与不添加的面包相似或者较之更好。最后通过实验比较发现,发芽大豆蛋白粉相对于不发芽大豆蛋白豆粉更能改善面团焙烤属性。杨春华等人研究发现小麦粉中添加3%大豆11S球蛋白能使面团的流变学特性得到改善,同时对面包的强度和弹性也有很好的改善作用,究其原因是由于大豆蛋白是面包酵母良好的营养物质,因而添加适量的大豆蛋白制品可使面团发酵旺盛,从而达到提高面包品质的目的。


适量添加大豆蛋白对面包感官评价指标影响不大,并能提高面包的营养价值,引入过多则会产生不愉快的豆腥味。可对大豆蛋白进行改性来消除豆腥味,但是改性可能会产生苦味肽,因此,合适的大豆蛋白改性技术可能会成为以后的研究热点。


在面条中的应用


面条是一种制作简单、食用方便的传统主食食品。高质量的成品面条应该是颜色明亮,变色较慢,保质期长,没有可见的微生物降解和氧化酸败,并有适当的风味和质地。相关研究表明蛋白含量的高低与面条的颜色和质构高度相关,合理的蛋白含量对追求咀嚼感的中国式面条具有重要意义。


一般而言,面筋含量的多少决定了面条和面团工艺性能的好坏,面筋含量越高,面团的韧性、弹性及延伸性越好,所形成的面条蒸煮断条率就越低,爽滑感和耐咀嚼性越好。Gan等人在四组95g小麦粉中分别添加不同物质,添加情况如下;一组添加5g大豆分离蛋白;一组添加大豆分离蛋白和核糖;一组添加大豆分离蛋白和谷氨酰胺转氨酶;另外一组添加大豆分离蛋白、核糖和谷氨酰胺转氨酶。结果表明最后一组面条经过谷氨酰胺转氨酶催化和核糖处理,可以控制面条纹理和淀粉水解,这些属性可能是由于r-谷酰基赖氨酸键的形成以及在面条蒸煮过程中核糖诱导的美拉德反应。此外,添加大豆分离蛋白、谷氨酰胺转氨酶和核糖的面条,食用后血糖指数较低且面条具有较强的质构。冯蕾等人研究发现面条中添加20%大豆蛋白粉时,面条的干物质损失率最低,这是由于大豆蛋白具有良好的保水性能,能改善面团的耐机械性能,提高面团的稳定时间,但随着大豆粉含量继续增加,大豆蛋白对面筋结构的稀释作用不利于面筋形成,导致面条中的淀粉和蛋白质损失率上升。


因大豆蛋白特定的功能特性,大豆蛋白能够减少面条的断条率、干物质流失、提高面团的加工性能等。但是在面条加工过程中,大豆蛋白对小麦蛋白形成面筋的具体作用机理还需要进一步研究。


在其他面制品中的应用


国外已有学者验证了添加活性大豆蛋白粉的方便面口感好、咀嚼时有特殊的香味、适口性好、韧性强、面条的脆性明显下降、烹制时复水比较快,这是由于大豆蛋白具有凝胶性的特点,其粘度随着其浓度的增大而增强。


问题与展望 


近年来随着人们对大豆蛋白研究的不断深入,大豆蛋白的营养价值及其对肥胖、高胆固醇、骨质疏松、癌症等疾病的缓解作用的保健功能逐渐为人们所了解。如果在馒头、面条等作为人们主食的面制品中引入大豆蛋白,不仅能以较低的价格获得较高的营养价值,而且能改善面制品品质。但在功能性食品应用方面,还没有引起食品科技工作者的广泛关注。此外,大豆蛋白在诸如方便面、饺子皮、饼干、煎饼、汤圆、虾条等小型面制品中的应用研究较少且不够深入。当今社会人们饮食多样化,研究者不应仅仅局限于研究几种常见的面制品,应该有意识的扩大研究范围,开发出花样更多、营养、健康、安全的面制小食品,以满足不同人群的嗜好。


目前对大豆蛋白的开发力度还不够深入,究其原因主要有:1)开发设备落后、资金投入力度不够;2)我国大豆蛋白的开发技术还不够成熟。相信未来十几年随着食品科技工作者研究的不断深入,一定能够研究出适合面制品的大豆蛋白改性技术,开发出更多适合不同人群的面制食品,大豆蛋白在面制品中的应用前景将会更加广阔。



本文综合整理来自网络 

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